Способность поглощать радикалы кислорода
Способность поглощать кислородные радикалы ( ORAC ) представляла собой метод измерения антиоксидантной способности биологических образцов in vitro . [ 1 ] [ 2 ] Поскольку не существовало никаких физиологических доказательств in vivo в поддержку теории свободных радикалов или того, что ORAC предоставил информацию, имеющую отношение к биологическому антиоксидантному потенциалу, в 2012 году она была отозвана. [ 3 ] [ 4 ]
С помощью этого метода были протестированы различные продукты питания, при этом некоторые специи , ягоды и бобовые получили высокие оценки в обширных таблицах, опубликованных Министерством сельского хозяйства США (USDA). Альтернативные измерения включают реагент Фолина-Чиокальтеу и анализ эквивалентной антиоксидантной способности Тролокса .
Метод
[ редактировать ]Анализ соединения измеряет окислительную деградацию флуоресцентной молекулы (бета-фикоэритрина или флуоресцеина ) после смешивания с генераторами свободных радикалов, такими как азоинициатора . Считается, что азоинициаторы производят пероксильный радикал при нагревании, который повреждает флуоресцентную молекулу, что приводит к потере флуоресценции. антиоксиданты Считается, что защищают флуоресцентную молекулу от окислительной дегенерации. Степень защиты количественно определяют с помощью флуорометра . Флуоресцеин в настоящее время чаще всего используется в качестве флуоресцентного зонда. Оборудование, позволяющее автоматически измерять и рассчитывать мощность, имеется в продаже (Biotek, Roche Diagnostics).
Интенсивность флуоресценции снижается по мере развития окислительной дегенерации, и эта интенсивность обычно регистрируется в течение 35 минут после добавления азоинициатора (генератора свободных радикалов). На данный момент AAPH (2,2'-азобис(2-амидинопропан)дигидрохлорид) является единственным используемым генератором свободных радикалов. Дегенерацию (или разложение) флуоресцеина измеряют, поскольку присутствие антиоксиданта замедляет затухание флуоресценции. Кривые затухания (интенсивность флуоресценции в зависимости от времени) записывают и рассчитывают площадь между двумя кривыми затухания (с антиоксидантом или без него). Впоследствии степень антиоксидантной защиты количественно оценивают с использованием антиоксидантного тролокса (аналога витамина Е) в качестве стандарта. Для построения стандартной кривой используются различные концентрации тролокса, и с ней сравниваются тестовые образцы. Результаты тестовых образцов (продуктов питания) были опубликованы как «эквиваленты тролокса» или TE. [ 5 ] [ 6 ]
Одним из преимуществ использования метода ORAC для оценки антиоксидантной способности веществ является то, что он учитывает образцы с лаг-фазой их антиоксидантной способности и без нее. Это особенно полезно при измерении продуктов питания и добавок, содержащих сложные ингредиенты с различными антиоксидантами медленного и быстрого действия, а также ингредиенты с комбинированным действием, которое невозможно заранее рассчитать.
Недостатками этого метода являются: 1) измеряется только антиоксидантная активность в отношении отдельных (вероятно, главным образом пероксильных) радикалов; однако образование пероксильных радикалов никогда не было доказано; 2) характер повреждающей реакции не характеризуется; 3) нет данных об участии в этой реакции свободных радикалов; и 4) нет никаких доказательств того, что значения ORAC имеют какое-либо биологическое значение после употребления какой-либо пищи. Более того, связь между значениями ORAC и пользой для здоровья не установлена.
В результате научного опровержения физиологического значения ORAC Министерство сельского хозяйства США, которое более десяти лет собирало и публиковало данные ORAC, в мае 2012 года отозвало свою веб-публикацию значений ORAC для обычных американских продуктов питания. [ 3 ]
Было предложено несколько модифицированных методов ORAC. Большинство из них используют один и тот же принцип (т.е. измерение повреждения флуоресцеина, опосредованного радикалом AAPH); однако ORAC-EPR, метод ORAC, основанный на электронном парамагнитном резонансе, напрямую измеряет снижение уровня радикалов AAPH за счет очищающего действия антиоксидантного вещества. [ 7 ]
Нормативное руководство
[ редактировать ]В последующем обсуждении термин «антиоксидант» относится главным образом к непитательным соединениям в пищевых продуктах, таким как полифенолы , которые обладают антиоксидантной способностью in vitro , поэтому обеспечивают искусственный индекс антиоксидантной силы — измерение ORAC.
За исключением пищевых витаминов-антиоксидантов — витамина А , витамина С и витамина Е не доказана ни для одного пищевого соединения — антиоксидантная эффективность in vivo . [ нужна ссылка ] Соответственно, регулирующие органы, такие как Управление по контролю за продуктами и лекарствами США и Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA), опубликовали руководство, запрещающее на этикетках пищевых продуктов заявлять или подразумевать антиоксидантную пользу, когда таких физиологических доказательств не существует. [ 8 ] [ 9 ] Настоящее руководство для США и Европейского Союза устанавливает, что указание на потенциальной пользе для здоровья на этикетках упаковки продуктов с высоким ORAC является незаконным.
Физиологический контекст
[ редактировать ]Хотя исследования in vitro показывают, что полифенолы являются хорошими антиоксидантами и, вероятно, влияют на значение ORAC, антиоксидантные эффекты in vivo , вероятно, незначительны или отсутствуют. [ 3 ] [ 10 ] Благодаря неантиоксидантным механизмам, которые до сих пор не определены, флавоноиды и другие полифенолы могут снижать риск сердечно-сосудистых заболеваний и рака. [ 11 ]
По мнению Института Лайнуса Полинга , EFSA и Министерства сельского хозяйства США, пищевые полифенолы практически не имеют прямой антиоксидантной пищевой ценности после пищеварения. [ 3 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 12 ] В отличие от контролируемых условий в пробирке, судьба полифенолов in vivo показывает, что они плохо сохраняются (менее 5%), причем большая часть того, что абсорбируется, существует в виде химически модифицированных метаболитов, предназначенных для быстрого выведения. [ 13 ]
Увеличение антиоксидантной способности крови, наблюдаемое после употребления продуктов, богатых полифенолами (ORAC), не вызвано непосредственно полифенолами, а, скорее всего, является результатом повышения уровня мочевой кислоты, возникающей в результате метаболизма флавоноидов. [ 12 ] [ 13 ] По словам Фрея, «теперь мы можем следить за активностью флавоноидов в организме, и ясно одно: организм воспринимает их как чужеродные соединения и пытается от них избавиться». [ 13 ]
Источники пищи
[ редактировать ]Значения выражаются как сумма жирорастворимых ( например, каротиноидов ) и водорастворимых (например, фенольных ) антиоксидантных фракций (т.е. «общего ORAC»), представленных в микромолях эквивалентов тролокса (ТЕ) на 100 грамм образца, и сравниваются с оценки общего содержания полифенолов в образцах.
EFSA и USDA считают эти значения биологически незначимыми. [ 3 ] [ 9 ]
| Еда | Размер порции | ORAC, тролокс-экв, мкмоль на 100 г |
|---|---|---|
| Чернослив | 1 чашка | 14,582 |
| Маленькая красная фасоль | ½ стакана сушеной фасоли | 13,727 |
| Дикая черника | 1 чашка | 13,427 |
| Красная фасоль | ½ стакана сушеной фасоли | 13,259 |
| Фасоль пинто | ½ стакана | 11,864 |
| Клюква | 1 стакан сырых (целых ягод) | 9,584 |
| Черника | 1 стакан сырых (культивированных ягод) | 9,019 |
| Артишоковые сердечки | 1 чашка, приготовленная | 7,904 |
| Сырые необработанные какао-бобы | 1 унция | 7,840 |
| Ежевика | 1 стакан сырых (культивированных ягод) | 7,701 |
| Малина | 1 чашка | 6,058 |
| Клубника | 1 чашка | 5,938 |
| Ред Делишес Яблоко | 1 яблоко | 5,900 |
| Гренни Смит Яблоко | 1 яблоко | 5,381 |
| пекан | 1 унция | 5,095 |
| Сладкая вишня | 1 чашка | 4,873 |
| Черная слива | 1 слива | 4,844 |
| Красный картофель | 1, приготовленный | 4,649 |
| Черноплодная рябина | 1 унция | 4,497 |
| Черная фасоль | ½ стакана сушеной фасоли | 4,181 |
| слива | 1 слива | 4,118 |
| Гала яблоко | 1 яблоко | 3,903 |
| Гранат | 100 грамм | 2,860 |
Почти для всех овощей обычное кипячение может снизить значение ORAC до 90%, а приготовление на пару сохраняет больше антиоксидантов. [ 14 ]
Сравнение значений ORAC
[ редактировать ]Министерство сельского хозяйства США, ранее являвшееся издателем данных ORAC, отозвало свою веб-публикацию значений ORAC для обычных американских продуктов питания в 2012 году из-за отсутствия научных доказательств того, что ORAC имеет какое-либо биологическое значение. [ 3 ]
При сравнении данных ORAC необходимо следить за тем, чтобы сравниваемые единицы и продукты питания были схожими. В некоторых оценках будут сравниваться единицы ORAC на грамм сухого веса неповрежденного пищевого продукта или его измельченного порошка, в других — единицы ORAC в свежем или замороженном сыром весе, а в третьих — единицы ORAC на порцию. При каждой оценке разные продукты могут иметь более высокие значения ORAC. Например, хотя изюм обладает не большим антиоксидантным потенциалом, чем виноград, из которого он был высушен, изюм будет иметь более высокое значение ORAC на грамм сырого веса, чем виноград, из-за пониженного содержания воды. Аналогичным образом, большое содержание воды в арбузе может создать впечатление, будто в этом фрукте низкий уровень ORAC. Аналогичным образом следует учитывать типичное количество потребляемой пищи; травы и специи могут иметь высокое содержание ORAC, но применяются в гораздо меньших количествах по сравнению с цельными продуктами. [ 15 ]
Многочисленные компании и маркетологи по производству здоровых продуктов питания и напитков ошибочно воспользовались рейтингом ORAC, продвигая продукты, которые, как утверждается, имеют «высокий уровень ORAC». Поскольку большинство этих значений ORAC не были проверены независимо или не прошли рецензирование для публикации в научной литературе, они остаются неподтвержденными, не заслуживают доверия с научной точки зрения и могут вводить потребителей в заблуждение.
См. также
[ редактировать ]- Список антиоксидантов в продуктах питания
- Полифенольные антиоксиданты
- Потенциал сокращения
- Тролокс ( TEAC )
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Цао Дж., Алессио Х.М., Катлер Р.Г. (1993). «Анализ способности поглощения кислородных радикалов антиоксидантами» (PDF) . Свободный Радик. Биол. Мед . 14 (3): 303–11. дои : 10.1016/0891-5849(93)90027-R . ПМИД 8458588 . Архивировано из оригинала 24 июля 2018 г. Проверено 11 сентября 2019 г.
- ^ Оу Б, Хэмпш-Вудилл М, Прайор РЛ (2001). «Разработка и проверка улучшенного анализа способности поглощать кислородные радикалы с использованием флуоресцеина в качестве флуоресцентного зонда». Дж. Агрик. Пищевая хим . 49 (10): 4619–26. дои : 10.1021/jf010586o . ПМИД 11599998 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж «Снято: способность некоторых продуктов поглощать радикалы кислорода (ORAC), выпуск 2 (2010 г.)» . Министерство сельского хозяйства США, Служба сельскохозяйственных исследований. 16 мая 2012 года . Проверено 13 июня 2012 г.
- ^ Гросс, П. (2009). «Новая роль полифенолов. Отчет из трех частей о действующих правилах и состоянии науки» . Мир нутрицевтиков . Родман Медиа . Проверено 11 апреля 2013 г.
- ^ Хуан Д., Оу Б., Приор Р.Л. (2005). «Химический анализ антиоксидантной способности». Дж. Агрик. Пищевая хим . 53 (6): 1841–56. дои : 10.1021/jf030723c . ПМИД 15769103 .
- ^ Гарретт А.Р., Мюррей Б.К., Робисон Р.А., О'Нил К.Л. (2010). «Измерение антиоксидантной способности с использованием анализов ORAC и TOSC». Передовые протоколы лечения окислительного стресса II . Методы молекулярной биологии. Том. 594. стр. 251–62. дои : 10.1007/978-1-60761-411-1_17 . ISBN 978-1-60761-410-4 . ПМИД 20072922 .
- ^ Кори С., Фуджи Х., Оовада С., Эндо Н., Суэйши Ю., Кусакабе М., Шиммей М., Котаке Ю. (2009). «Анализ, подобный способности поглощать кислородные радикалы, который напрямую определяет способность антиоксиданта поглощать свободные радикалы, полученные из AAPH». Анальный. Биохим . 386 (2): 167–71. дои : 10.1016/j.ab.2008.12.022 . ПМИД 19150323 .
- ^ Руководство для промышленности, маркировка пищевых продуктов; Заявления о содержании питательных веществ; Определение термина «высокая эффективность» и определение «антиоксидант» для использования в заявлениях о содержании питательных веществ в пищевых добавках и обычных пищевых продуктах. Министерство здравоохранения и социальных служб США, Управление по контролю за продуктами и лекарствами, Центр безопасности пищевых продуктов и прикладного питания, июнь 2008 г.
- ^ Jump up to: а б с Группа EFSA по диетическим продуктам, питанию и аллергии (2010 г.). «Научное заключение по обоснованию утверждений о пользе для здоровья, связанных с различными продуктами питания/пищевыми компонентами и защитой клеток от преждевременного старения, антиоксидантной активностью, содержанием антиоксидантов и антиоксидантными свойствами, а также защитой ДНК, белков и липидов от окислительного повреждения». в соответствии со статьей 13(1) Регламента (ЕС) № 1924/20061» . Журнал EFSA . 8 (2): 1489. doi : 10.2903/j.efsa.2010.1489 .
- ^ Jump up to: а б Уильямс Р.Дж., Спенсер Дж.П., Райс-Эванс К. (апрель 2004 г.). «Флавоноиды: антиоксиданты или сигнальные молекулы?». Свободный Радик. Биол. Мед . 36 (7): 838–49. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2004.01.001 . ПМИД 15019969 .
- ^ Arts IC, Hollman PC (2005). «Полифенолы и риск заболеваний в эпидемиологических исследованиях» . Являюсь. Дж. Клин. Нутр . 81 (1 доп.): 317S–325S. дои : 10.1093/ajcn/81.1.317S . ПМИД 15640497 .
- ^ Jump up to: а б Лотито С.Б., Фрей Б. (2006). «Потребление продуктов, богатых флавоноидами, и повышение антиоксидантной способности плазмы у людей: причина, следствие или эпифеномен?». Свободный Радик. Биол. Мед . 41 (12): 1727–46. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2006.04.033 . ПМИД 17157175 .
- ^ Jump up to: а б с « Исследования вынуждают по-новому взглянуть на биологию флавоноидов », Дэвид Стаут, EurekAlert! . Адаптировано из пресс-релиза, выпущенного Университетом штата Орегон.
- ^ Нинфали П., Меа Г., Джорджини С., Рокки М., Баккиокка М. (2005). «Антиоксидантная способность овощей, специй и заправок, имеющих значение для питания» . Бр. Дж. Нутр . 93 (2): 257–66. дои : 10.1079/BJN20041327 . ПМИД 15788119 .
- ^ Тэпселл Л.С., Хемфилл И., Кобиак Л., Патч К.С., Салливан Д.Р., Фенек М., Руденрис С., Кио Дж.Б., Клифтон П.М., Уильямс П.Г., Фацио В.А., Инге К.Э. (2006). «Польза трав и специй для здоровья: прошлое, настоящее, будущее» . Мед. Дж. Ауст . 185 (4 Приложения): С4–24. дои : 10.5694/j.1326-5377.2006.tb00548.x . hdl : 2440/22802 . ПМИД 17022438 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Сюй, Баоцзюнь; Чанг, Сэм КС (2008). «Влияние замачивания, кипячения и обработки паром на общее содержание фенолов и антиоксидантную активность бобовых в прохладное время года». Пищевая химия . 110 (1): 1–13. doi : 10.1016/j.foodchem.2008.01.045 . ПМИД 26050159 .