Gıdalarda şeker ve flavonoid interaksiyonu

Dunya Gida - - Bilimsel Makale -

Özet

Özellikle meyve ve sebze türlerinde bol miktarda bulunan fenolik asitlerin flavonoid gruplarıyla ilgili olarak çok sayıda çalıșma mevcuttur. Çeșitli gıda gruplarında tespit edilen ve tanımlanan flavonoid sayısı günümüzde sürekli olarak artıș göstermektedir. Flavonoidler yapılarında bulunan OH- gruplarının reaktif özellikleri nedeniyle kolayca glikozitlenirler ve șekerlerle glikozit bağı yapmıș halde bulunurlar. Bu çalıșmada flavonoidlerin șekerlerle glikozit bağı olușturmuș formları ele alan bazı araștırmalar derlenmiștir. Aynı zamanda flavonoidlerin șeker kısımlarının emilim faydası üzerinde durularak gıdalardaki șeker ve flavonoid interaksiyon mekanizması incelenmiștir.

Anahtar Kelimeler: Flavonoid, șeker, glikozit, emilim, biyoyararlılık

Sugar and flavonoid interaction in foods

Abstract

There are too many research studies about flavonoid groups of phenolic acids which are highly found especially in fruits and vegetables. The number of the flavonoids which are detected and identified in many food groups is still increasing today. Because of the reactive properties of the OH- groups which are found in their structure, flavonoids are glycosylated easily and glycoside link to sugars. In this study, the research studies which investigated the forms of the flavonoids that are glycoside link to sugars were investigated. At the same time, the mechanism of sugar and flavonoid interactions was investigated by emphasizing the beneficial effects of the sugar moieties of flavonoids.

Keywords: Flavonoid, sugar, glycoside, absorption, bioavailability

Giriș

Bütün bitkilerin metabolizmalarında, sekonder metabolit olarak adlandırılan ve bitkilerin kendilerini bazı zararlılara karșı korumada görev yaptığı düșünülen çok sayıda farklı miktarlarda ve farklı nitelikte çeșitli fenolik bileșikler bulunmaktadır (SALDAMLI, 2007). Meyveler, içerdikleri fenolik bileșiklerin antimikrobiyal ve antioksidatif etkileri ve sağlık üzerine olumlu etkileri dolayısıyla fonksiyonel gıda olarak da değerlendirilmektedir (PEHLUVAN ve GÜLERYÜZ, 2004).

Fenolik bileșikler, olumlu bir takım beslenme fizyolojisi etkileri gereği “biyoflavonoid” olarak da adlandırılmaktadır. Fenolik bileșikler P faktörü (permeabilite faktörü) veya P vitamini olarak da bilinmektedir (CEMEROĞLU, 2004; SALDAMLI, 2007). Bu bileșikler, bitkilerde homojen olarak dağılmamaktadır. Suda çözünmeyen fenolikler hücre duvarında bulunurken, suda çözünenler bitki hücresinin içinde bulunurlar. Bitkisel dokularda ise bitkinin dıș tabakasında iç tabakasına göre daha fazla fenolik

bileșik bulunmaktadır ( TÜRKER ve ark., 2004). Fenolik bileșikler bitkiler içerisinde yaygın sekonder metabolitlerin büyük bir çoğunluğunu olușturup, hidroksil gruplarının (OH-) sayısı ve pozisyonuna göre Șekil 1’de görüldüğü gibi basit fenoller ve polifeneoller olmak üzere iki ana gruba ayrılırlar (NACZK ve SHAHIDI, 2004a).

Flavonoidler

Mandalina, portakal, kușburnu, kayısı, vișne, üzüm, elma, kuș üzümü ve yaban mersini gibi meyveler; soğan, yeșil biber, brokoli, domates ve ıspanak gibi sebzeler; șarap, kahve ve çay gibi içecekler; kahve çekirdeği, soya ürünleri ve baharatlar flavonoidlerin temel kaynakları arasında yer almaktadır (SULTANA ve ANVAR, 2008).

Bir monosakkarit veya șeker türevi, alifatik veya aromatik bir alkol ya da bir bașka șeker türevi ile birleșerek glikozit bağı olușturur. (BRITO-ARIAS, 2007). Flavonoidlerin yapısındaki OH grupları, reaktif özelliklerinden dolayı kolaylıkla glikozitlenir (BİLALOĞLU ve HARMANDAR, 1999) ve șekerlerle glikozit halinde bağlanmıș olarak bulunurlar (CEMEROĞLU, 2004). Bir monosakkarit veya șeker türevi alifatik veya aromatik bir alkol ya da bir bașka șeker türevi ile birleșerek glikozit bağı olușturur. (BRITO-ARIAS, 2007).

Flavonoidlerin aglikon formları ( șeker kısmını içermeyen form) ile daha az karșıla- șılmaktadır (CROZIER ve ark., 2000). Flavonoid aglikonunun farklı hidroksil gruplarına en az 8 ayrı monosakkarit veya bunların birleșmesi ile olușan di-, tri-sakkaritlerin bağlanması sonucu glikozit form meydana gelmektedir (ERLUND, 2004).

Flavonoidlerin genel yapısı Șekil.2’ de belirtilmiștir.

Flavonoid glikozitlerinin emilime ve biyoyararlılığa olan etkisi

Flavonoidler aglikon veya glikozitler șeklinde bulunmaktadır. Flavonoid glikozitleri bağırsağa girmeden önce șeker kısmından ayrılmakta olup; aglikonlar hücre membranlarından serbestçe geçebilmektedir. Flavonoidler emildikten sonra glukuronitler, sülfatlar ve metillenmiș türevler gibi çeșitli konjugasyon formlarına dönüșmektedir. Bazı çalıșmalarda, flavonoidlerin sağlık üzerindeki olumlu etkilerine bu konjugatların neden olduğu belirtilmektedir (VISKUPICOVA ve ark., 2008; DE PASCUAL-TERESA ve ark., 2007).

Beslenme yoluyla alınan flavonoidlerin, yapısal olarak çoğunun șekere bağlı durumda olması dolayısıyla, flavonoid emiliminin ihmal edilebilir düzeylerde olduğu ve bağırsak duvarında glikozidik bağları parçalayabilecek özellikte bir enzim salgılanmadığı için sadece aglikonların serbestçe kan yoluyla bağırsak duvarından geçebileceği öngörülebilir. Ancak, bu konuda yapılan çalıșmalar, bazı flavonoidlerin biyoyararlılıklarının öngörülenin aksine çok daha fazla olduğunu ortaya koymuștur ( ROSS ve KASUM, 2002; MCDOUGALL ve ark., 2005a;

AWAD ve BRADFORD P.G., 2006). Günümüzde kalın bağırsak florasındaki bazı bakteri grupları ve ince bağırsaktan salgılanan bazı enzimlerin flavonoidlerin glikozit bağlarını parçalayarak emilimi sağladıkları bilinmektedir.

Bakteri ve enzimlerin glikozit bağları üzerine etkisi

İnce bağırsakta bulunan ve flavonoid glikozitleri parçalama görevi gören enzimler, laktaz (filorizin hidrolaz) ve beta-glikozidazdır. Mide-bağırsak sistemindeki Streptococcus faecium ve Escherichia coli HGH21 gibi bakterilerin ürettiği beta-glukozidaz ve alfa-ramnozidaz enzimlerinin flavonoid glikozitleri parçaladığının bilinmesine karșın tanımlanmamıș diğer bakteri gruplarının da flavonoid glikozitlerini parçalamada önemli olabileceği üzerinde durulmaktadır (ERLUND I. 2004; NEMETH ve ark., 2003). 1990’lı yıllarda yapılan bazı çalıșmalarda kuersetin glikozitleri içeren gıdaların tüketiminden kısa bir süre sonra plazmada kuersetin ve kuersetin konjugatları tespit edilmiștir. Bu durum emilimin sadece kalın bağırsaktan değil ince bağırsaktan da olduğunu ortaya koymuștur. Kalın bağırsak mikroflorasında bulunan Bacteroides distasonis, Bacteroides uniformis ve Bacteroides ovatus gibi anaerobik türlerin de flavonoid glikozitleri parçalayabilecek glikozidaz enzimlerine sahip oldukları belirtilmektedir (MANACH ve ark., 1996). Kalın bağırsakta bulunan enzimlerden hangilerinin flavonoidlerin șeker kısmını parçalamada etkin olduğu ise araștırma konusudur.

Flavonoid alt grupları

Flavonoidler yapısal olarak beș gruba ayrılırlar; • Antosiyanidinler

• Flavonlar ve flavonollar

• Flavanonlar

• Kateșinler ve löykoantosiyanidinler • Proantosiyanidinler

Bazı flavonoid alt gruplarının tat ve emilim özellikleri

Flavon, flavonol ve flavanonlar doğada serbest halde değil, șekerlerle glikozit halinde bağlanmıș olarak bulunurlar (SALDAMLI, 2007). Flavanon glikozitleri özellikle turunçgillerde yaygın olarak bulunmaktadır (CEMEROĞLU, 2004). Flavonlardan elde edilen dihidrokalkonların bir kısmı gıda endüstrisinde tatlandırıcı olarak kullanılmaktadır. Örneğin, greyfurttaki temel flavanon olan ve genel olarak glikozit bağı yapmıș halde bulunan naringinden elde edilen dihidrokalkon, sakkarin kadar tatlı olduğu halde neohesperidin dihidrokalkonu sakkarinden 20 kez daha tatlıdır. Normalde nötral ve acı lezzetli olan flavanon glikozitlerinin moleküldeki bir halkasının açılması sonucunda tatlı kalkonlara dönüștüğü bilinmektedir (SALDAMLI, 2007).

Naringeninin emilimi ve biyoyararlılığı ile ilgili olarak hayvanlar üzerinde yapılan bir çalıșmada ise, sıçanlar beslendikten sonra naringeninin etkin bir șekilde emildiği, ancak bu emilimin naringenine bağlı bulunan șeker grubuna göre farklılık gösterdiği tespit edilmiștir (FELGINES ve ark., 2000). Flavonoidlerin emilimiyle ilgili olarak gerçekleștirilen bașka bir çalıșmada ise, bitki ve sebzelerde doğal olarak bulunan ve sindirime uğramayan bir oligosakkarit olan fruktooligosakkaritlerin bağırsak yüzeyindeki fermentasyonu arttırarak izoflavon glikozitlerinin emilimini arttırdığı görülmüștür (MATSUKAWA ve ark., 2009).

Flavonoidlerin oldukça önemli bir alt grubu olan antosiyaninler de doğada serbest halde bulunmamaktadır. Șekerlerle glikozit bağı yapmıș olarak bulunan antosiyaninler meyve ve sebzelerin pembe, kırmızı ve mor tondaki çeșitli renklerini veren suda çözünebilir nitelikteki renk pigmentleridir. Antosiyaninler bir antosiyanidin, șeker ve bazen fenolik asit veya organik asitten olușmaktadır. Șeker kısmını çoğunlukla ramnoz, galaktoz, ksiloz ve arabinoz meydana getirmektedir. Ayrıca antosiyaninler p-kumarik, kafeik ve ferrulik asit gibi asitlerle de açillenebilir ve açillenmiș antosiyaninler, açillenmemiș olanlara göre daha stabildir (HOLLMAN ve ark., 1995). Antosiyanin aglikonları bağırsaklardaki pH derecelerine dayanıksızdır ve emilim gerçekleșmeden önce bozulmaktadır (ERLUND, 2004; MILBURY ve ark., 2002; MCDOUGALL ve ark., 2005b).

Farklı gıda gruplarındaki flavonoid emilimlerinin farklılık göstermesinin nedeni, flavan çekirdeği üzerindeki sakkaritlerin yanı sıra diğer fonksiyonel grupların farklı olması ile de ilișkilidir (HEIM ve ark., 2002; TAGLIAZUCCHI ve ark., 2010).

Luo Han Guo Özü (Siraitia grosvenorii) isimli meyvede yapılan araștırmalar sonucunda tatlandırıcı olarak da kullanılan bu meyvedeki Cucurbitane bitki familyasına ait olan Triterpene glikozidlerinin sakkarozdan 300 kat daha tatlı olduğu belirtilmiștir. (ZHI-XING ve ark., 2017).

Bir bașka çalıșmada ise flavonoidlerin flavonol alt grubunda yer alan kuersetinin emilimini, yapısında bulunan șekerin nasıl etkilediği araștırılmıștır. Yapılan çalıșmada, yapısında glikozit bağı mevcut olan kuersetin ve rutinoside bağı mevcut olan kuersetin içeren gıdalar 9 gönüllü kiși tarafından tüketilmiș ve daha sonra gönüllülerin plazmalarında bu bileșenlerin miktar ve emilim hızları araștırılmıștır. Bulunan sonuçlara göre glikozit bağı yapmıș olan kuersetin formunun rutinoside bağı yapmıș olan kuersetin formuna kıyasla emiliminin 10 kat daha hızlı șekilde gerçekleștiği ve biyoyararlılığının 20 kat fazla olduğu görülmüștür. Buna göre flavonolün içerdiği șeker bağının flavonolün emilimi üzerine olumlu etki ettiği tespit edilmiștir (HOLLMAN ve ark., 2009).

Benzer bir șekilde dokuz ileostomi hastası üzerinde yapılan farklı bir çalıșmada kuersetin flavonoidinin emilim derecesi incelenmiștir. Uygulanan on iki günlük kuersetin içermeyen bir diyetin ardından çalıșmaya katılan kișiler 12 gün boyunca kızartılmıș soğan (kuersetin glikozit), saf kuersetin rutinozit (çayda bulunan temel kuersetin glikozit) veya 100 mg saf kuersetin aglikonu içeren diyetler ile beslenmek üzere rastgele gruplandırılmıștır. Çalıșmanın sonucunda, kuersetin aglikonunun emiliminin %24, soğandaki kuersetin glikozitlerin emiliminin ise %52 olduğu tespit edilmiștir. Bu durum da, flavonoidin șeker kısmının emilimi arttırdığını göstermektedir. (HOLLMAN ve ark., 1995).

Sonuç

Gerek sağlık açısından önemi, gerekse beslenme fizyolojisine olan olumlu etkileri nedeniyle günümüzde araștırma konusu olmaya devam eden flavonoidlerin gıda matriksinde olușturdukları glikozit bağının flavonoid emilim ve biyoyararlılığını arttırıcı bir etkisi mevcuttur. Elbette bunu destekleyen bir takım faktörlerin sinerjistik etkileri flavonoidlerin etki mekanizması için oldukça önemlidir. Bu çalıșmada derlenen tüm araștırmalar göz önünde bulundurulduğunda flavonoid alt gruplarının emiliminin gıdalarda olușturduğu șeker bağlarının enzimatik ve mikrobiyal parçalanma süreçlerinin yanı sıra gıda matriksi ile de doğrudan ilișkili olduğu görülmektedir. Bu nedenle, içerdiği flavonoid gruplarının glikozit bağı yaptığı bilinen farklı gıda türlerinde daha detaylı araștırma çalıșmaları yapılması önem tașımaktadır.

Kaynaklar

AWAD A.B., BRADFORD P.G. 2006. Nutrition and Cancer Prevention, CRC Press, NY, pp. 25-50.

BİLALOĞLU, G. V., HARMANDAR, M., 1999. Flavonoidler. Aktif Yayınevi, İstanbul, 334-354.

BRITO-ARIAS, M., 2007. O-Glycoside Formation. In Synthesis and characterization of glycosides (1st ed., pp. 68–137). Springer US.

CEMEROĞLU, B., 2004. Meyve ve Sebze İșleme Teknolojisi 1. Cilt. Gıda Teknolojisi Derneği Yayınları No: 35, Ankara, 77-88.

CHU Y., CHANG C., HSU H. 2000. Flavonoid content of several vegetables and their antioxidant activity. J Sci Food Agric, 80, 561-566.

CROZIER A., LEAN M.E.J., MCDONALD M.S., BLACK C. 1997. Quantitative analysis of the flavonoid content of commercial tomatoes, onions, lettuce. and celery. J Agric Food Chem, 45, 590-595.

DE PASCUAL-TERESA S., SANCHEZ-MORENO C., GRANADO F., OLMEDILLA B., DE ANCOS B., CANO M.P. 2007. Short and Mid-term Bioavailability of Flavanones From Oranges in Humans. Curr Top Nutraceut R, 5 (2/3), 129-134.

ERLUND I. 2004. Review of the flavonoids quercetin, hesperetin, and naringenin. Dietary sources, bioactivities, bioavailability, and epidemiology. Nutr Res, 24, 851–874.

FELGINES C., TEXIER O., MORAND C., MANACH C., SCALBERT A. 2000. Bioavailability of the flavanone naringenin and its glycosidese in rats. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 279, 1148–1154.

HEIM K.E., TAGLIAFERRO A.R., BOBILYA D.J. 2002. Flavonoid antioxidants: chemistry, metabolism and structureactivity relationships. J Nutritional Biochem, 13, 572– 584.

HOLLMAN P.C.H., BIJSMAN M.N.C.P., GAMEREN Y., CNOSSEN E.P.J., VRIES J.H.M., KATAN M.B., 2009. The Sugar Moiety is a Major Determinant of the Absorption of Dietary Flavonoid Glycosides in Man, Free Radical Research, 31:6, 569-573.

HOLLMAN P.C.H., VRIES J.H.M., LEEUWEN S.D., MENGELERS M.J.B., KATAN M.B., 1995. Absorption of dietary quercetin glycosides and quercetin in healthy ileostomy volunteers. Am J Clin Nutr, 62, 1276–1282.

MADHAVI D.L., DESHPANDE S.S., SALUNKHE D.K., 1996. Food antioxidants: Technological, Toxicological and Health Perspectives, pp. 41-50, Marcel Dekker, Newyork.

MANACH C., REGERAT F., TEXIER O., AGULLO G., DEMIGNE C., REMESV C. 1996. Bioavailability, Metabolism and Physiological Impact of 4-Oxo-Flavonoids. Nutr Res, 16 (3), 517-544.

MATSUKAWA N., MATSUMOTO M., CHIJI H., HARA H. 2009. Oligosaccharide Promotes Bioavailability of a WaterSoluble Flavonoid Glucoside, G-Rutin, in Rats. J Agric Food Chem, 57, 1498-1505.

MCDOUGALL G.J., FYFFE S., DOBSON P., STEWART D. 2005a. Anthocyanins from red wine – Their stability under simulated gastrointestinal digestion. Phytochem, 66, 2540–2548.

MCDOUGALL G.J., DOBSON P., SMITH P., BLAKE A., STEWART D. 2005b. Assessing potential bioavailability of raspberry anthocyanins using an in vitro digestion system. J Agric Food Chem, 53 (15), 5896-5904.

MILBURY P.E., CAO G., PRIOR R.L., BLUMBERG J. 2002. Bioavailability of elderberry anthocyanins. Mech Ageing Dev, 123, 997–1006.

NACZK M., SHAHIDI, F., 2004a. Phenolics in food

and nutraceuticals, CRC Press, Boca Raton.

NACZK M., SHAHIDI, F., 2004b. Extraction and analysis of phenolic in food. J Chromatogr A, 1054, 95-111.

NEMETH K., PLUMB G.W., BERRIN J.G., JUGE N., JACOB R., NAIM H.Y., WILLIAMSON G., SWALLOW D.M., KROON P.A. 2003. Deglycosylation by small intestinal cell beta-glucosidases is a critical step in the absorption and metabolism of dietary flavonoids in humans. Eur J Nutr, 42, 29–42.

PEHLUVAN, M., GÜLERYÜZ, M., 2004. Ahududu ve Böğürtlenlerin İnsan Sağlığı Açısından Önemi. Bahçe, 33 (1-2): 51 – 57.

ROSS J.A., KASUM C.M. 2002. Dietary Flavonoids: Bioavailability, Metabolic Effects, and Safety. Annu Rev Nutrition, 22, 19–34.

SALDAMLI, İ., 2007. Gıda Kimyası. Hacettepe Üniversitesi Yayınları. Ankara, 463492.

SULTANA B., ANVAR F. 2008. Flavonols (kaempeferol, quercetin, myricetin) contents of selected fruits, vegetables and medicinal plants. Food Chem, 108 (3), 879-884.

TAGLIAZUCCHI D., VERZELLONI E., BERTOLINI D., CONTE A. 2010. In vitro bio-accessibility and antioxidant activity of grape polyphenols. Food Chem, 120 (2), 599-606.

TÜRKER N., AKSAY S. and EKİZ H.Ġ., 2004. Effect of storage temperature on the stability of anthocyanins of a fermented black carrot (Daucus carota var. L.) beverage: shalgam, J. Agric. Food Chem., 52, 3807-3813.

VISKUPICOVA J., ONDREJOVIC M., STURDIK E. 2008. Bioavailability and metabolism of flavonoids. J Food Nutr Res, 47 (4), 151–162.

ZHI-XING, Q., HUAN, Z., QI, T., CHANGMING, M., PENG, H., PI, C., PENG, Y., XUEYI, Y., XIU-BIN, L., YA-JIE Z., JIAN-GUO, Z. 2017. Systematic identification of flavonols, flavonol glycosides, triterpene and siraitic acid glycosides from Siraitia grosvenorii using high-performance liquid chromatography / quadrupole-time-of-flight mass spectrometry combined with a screening strategy. Journal of Pharmaceutcals and Biomedical Analysis, 138, 240-248.

Hande Sakacı Prof. Dr. Semih Ötleş Ege Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü

Şekil.2 Flavonoidlerin genel yapısı (NACZK ve SHAHIDI, 2004b)

Şekil.3 Flavonoid alt gruplarının temel kimyasal yapıları (MADHAVI ve ark., 1996)

Newspapers in Turkish

Newspapers from Turkey

© PressReader. All rights reserved.