Wpływ zrównoważonego doboru składników w przemyśle spożywczym i napojów na zdrowie — BADANIE ALTERNATYWNEGO BIAŁKA

Tło

Najnowsze dowody naukowe sugerują, że diety w dużej mierze oparte na pokarmach roślinnych, takie jak dobrze zbilansowane diety wegetariańskie, mogą potencjalnie poprawić stan zdrowia, w przeciwieństwie do diet opartych głównie na mięsie. Jednak wielu konsumentów może nie chcieć wykluczać mięsa z diety, pomimo aktualnych zaleceń dotyczących ograniczenia, w szczególności mięsa przetworzonego. Jednym ze sposobów osiągnięcia tego celu jest zwiększenie spożycia roślinnych składników białkowych w diecie.

Porównanie zawartości składników odżywczych w roślinach wysokobiałkowych (tj. te, które zawierają > 20 g białka/100 g suchej masy), zidentyfikowano kilka potencjalnych źródeł. W szczególności należą one do rodziny bobowatych i obejmują rośliny strączkowe (groch zielony, bób, nasiona łubinu) i niektóre gatunki fasoli zwyczajnej. Gatunki z rodzin roślin innych niż bobowate mają na ogół mniej białka. Wyjątkiem są nasiona konopi (rodzina Cannabaceae), które mogą zawierać około 40 g białka na 100 g suchej masy, są źródłem błonnika i mają korzystny profil kwasów tłuszczowych i aminokwasów. Inne interesujące rodziny obejmują gatunki Amaranthaceae (komosa ryżowa), Polygonaceae (gryka) i Poaceae (pszenica, jęczmień i owies). Zawartość białka w tych pseudozbożach i zbożach waha się od 12-20 g białka na 100 g suchej masy. Chociaż mają niższą zawartość białka w porównaniu z gatunkami bobowatych, są one na ogół bogate w błonnik iw konsekwencji przyniosą dodatkowe korzyści wysokobiałkowej diecie opartej na roślinach.

Według Scottish Health Survey (2009) prawie dwie trzecie mężczyzn (66,3%) i około połowa kobiet (58,4%) miało nadwagę. Otyłość jest głównym czynnikiem ryzyka zespołu metabolicznego, który jest powiązany z takimi stanami jak cukrzyca typu II (T2DM). Upośledzona tolerancja glukozy podwaja ryzyko zachorowalności i śmiertelności z powodu chorób sercowo-naczyniowych (CVD). CVD jest główną przyczyną zgonów i każdego roku odpowiada za prawie 30% zgonów na całym świecie. Badania kliniczne wykazały, że regularne spożywanie roślin strączkowych może obniżyć poziom cholesterolu całkowitego i lipoprotein o niskiej gęstości (LDL) we krwi.

Niedawna metaanaliza randomizowanych badań kontrolowanych dostarcza najsilniejszych jak dotąd dowodów na to, że spożywanie roślin strączkowych innych niż soja obniża poziom cholesterolu całkowitego w surowicy i cholesterolu LDL, a zatem może zmniejszać ryzyko chorób sercowo-naczyniowych. Regularne spożywanie roślin strączkowych może również obniżać ryzyko chorób sercowo-naczyniowych poprzez korzystny wpływ na ciśnienie krwi, poziom glukozy i insuliny we krwi oraz zaspokajanie głodu i pomaganie w kontrolowaniu masy ciała. Wyższe spożycie roślin strączkowych wiązało się z niższym wskaźnikiem masy ciała (BMI), ciśnieniem krwi, całkowitym cholesterolem w surowicy (TC) i mniejszą częstością występowania T2DM w porównaniu ze spożyciem roślin strączkowych. Oprócz osiągnięcia bilansu energetycznego i poprawy ogólnej diety, Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) zaleca ludziom zwiększenie spożycia roślin strączkowych, a także warzyw, produktów pełnoziarnistych i orzechów, aby zapobiegać otyłości. Wydaje się, że nie ma różnic w działaniu białka grochu w porównaniu z innymi białkami mięsnymi i mlecznymi, gdy są one podawane w podobnych ilościach jako obciążenie wstępne.

Z technicznego punktu widzenia nasiona konopi zawierają ponad 30% oleju i około 25% białka, a także znaczne ilości błonnika pokarmowego, witamin i minerałów. Dwa główne białka w nasionach konopi to edestyna i albumina (wysokiej jakości białka zapasowe są łatwo trawione i zawierają znaczące pod względem odżywczym ilości wszystkich niezbędnych aminokwasów); nasiona konopi mają wyjątkowo wysoki poziom aminokwasu argininy. Nasiona konopi są doskonałym źródłem składników odżywczych i od tysięcy lat są stosowane w leczeniu różnych zaburzeń w medycynie tradycyjnej. Badania na zwierzętach i tylko nieliczne badania na ludziach (na oleju z nasion konopi) również zgadzają się, że nasiona konopi mają właściwości prozdrowotne; poparte wynikami analiz żywieniowych nasion, oleju i mączki z nasion. Będąc bogatym źródłem wielonienasyconych kwasów tłuszczowych i białek, które zawierają wszystkie niezbędne aminokwasy w ilościach wystarczających pod względem odżywczym, zgodnie z zaleceniami FAO/WHO (Organizacja ds. Wyżywienia i Rolnictwa Organizacji Narodów Zjednoczonych/Światowej Organizacji Zdrowia) dla niemowląt i dzieci. Białka konopne mają wskaźnik aminokwasów skorygowany pod względem strawności białka (PDCAAS) równy lub wyższy niż niektóre ziarna, inne orzechy i niektóre rośliny strączkowe. Nasiona konopi, oprócz wartości odżywczych, wykazały pozytywne korzyści zdrowotne, w tym obniżenie poziomu cholesterolu i wysokiego ciśnienia krwi.

Gryka przyciąga coraz większą uwagę naukowców zajmujących się żywnością ze względu na jej potencjalne korzystne działanie w chorobach przewlekłych. Na początku lat 70-tych po raz pierwszy wykazano właściwości odżywcze gryki. Donoszono o obniżającym poziom cholesterolu działaniu ekstraktów białka gryki u szczurów stosujących diety wzbogacone w cholesterol.

Przeprowadzono wiele badań nad funkcjami i właściwościami białek gryki i innych fitochemikaliów w nasionach gryki. Wśród nich najbardziej obiecujące są flawony, flawonoidy, fitosterole, fagopiryny i białka wiążące tiaminę. Białka gryki mają unikalny skład aminokwasów Eksperymenty zarówno na modelach zwierzęcych, jak i na ludziach wykazały, że mąka gryczana może poprawić T2DM, otyłość, nadciśnienie, hipercholesterolemię i zaparcia.

W ramach projektu z zakresu nauk społecznych proponowane badanie będzie wykorzystywać jakościowe metody badawcze, które podkreślają znaczenie wiedzy „laickiej” i subiektywnych doświadczeń uczestników badania. W dziedzinie badań nad żywieniem jakościowe metody i techniki wciąż pozostają stosunkowo rzadkie. Wynika to częściowo z uprzywilejowanego statusu badań ilościowych, ale także z powodu czasu i wysiłku wkładanego w każde badanie jakościowe oraz małej puli wykwalifikowanych badaczy w tej dziedzinie. Ponieważ badania jakościowe wymagają od badaczy dążenia do zrozumieć ludzi oraz konteksty społeczne i kulturowe, w których żyją, z punktu widzenia uczestników, ten rodzaj wiedzy może znacznie przyczynić się do zrozumienia, dlaczego ludzie jedzą to, co robią. Na potrzeby tego badania metody jakościowe zwiększą naszą wiedzę na temat akceptowalności przez konsumentów w Szkocji żywności opartej na zrównoważonym białku roślinnym. Dowiemy się również wiele o wszelkich barierach, jakie istnieją w przyjmowaniu takiej żywności z punktu widzenia konsumenta.

Planowana praca na studia

Z punktu widzenia zdrowia istotne jest ustalenie biodostępności i metabolizmu białek roślinnych i innych składników diety człowieka. Niektóre metabolity są wchłaniane wcześnie w przewodzie pokarmowym, podczas gdy inne są transportowane do okrężnicy, gdzie są intensywnie metabolizowane przez mikroflorę jelitową. W tym ostrym badaniu scharakteryzujemy bioaktywne metabolity obecne w otrzymanych próbkach moczu i osocza. Poinformuje to o ich dostępności do krążenia ogólnoustrojowego, a także o profilach ich wydalania. Zastosujemy ukierunkowaną analizę ilościową przy użyciu zarówno LC-MS, jak i GC-MS, która dostarczy tożsamości metabolitów i ich stężeń in vivo. Skupimy się na metabolitach, które uważa się za mające wpływ na zdrowie człowieka. Głównymi analizowanymi metabolitami będą metabolity wytwarzane na szlaku fenylopropanoidowym oraz produkty metabolizmu białek i węglowodanów. Należą do nich pochodne i metabolity prostych fenoli, kwasów benzoesowych, kwasów fenolowych, kwasów fenylooctowych, kwasów fenylopropionowych, kwasów fenylopirogronowych, kwasów fenylomlekowych, kwasów migdałowych, dimerów fenolowych, acetofenonów, benzaldehydów, aldehydów cynamonowych, alkoholi benzylowych, alkoholi cynamonowych, indoli, izoflawonów , kumaryny, chalkony, flawanony, flawony, flawonole, antocyjanidyny. Wykazaliśmy również, że wiele z tych związków jest bioaktywnych i wykazuje aktywność przeciwutleniającą i przeciwzapalną w stężeniach in vivo. Badania te dostarczą ważnych informacji na temat biodostępności i metabolizmu, ale także pozwolą nam skorelować wskaźniki z biomarkerami zdrowia. W tym badaniu zbadamy również wpływ różnych źródeł białka na efekty poposiłkowe, reakcje hormonalne (np. poziomy PYY (peptyd YY)) i oceny głodu. Spożycie energii dla każdego ochotnika będzie mierzone po obiedzie (ad libitum) w dniu interwencji. Ocenione zostaną opinie ochotników i akceptacja diet bogatych w białko roślinne. Niektóre składniki roślin strączkowych mogą przyczyniać się do kontroli masy ciała poprzez hamowanie jelitowego wchłaniania węglowodanów i innych składników odżywczych dostarczających energii, takich jak białko. Skorelowanie profili metabolicznych z biomarkerami zdrowia dostarczy informacji, które zostaną wykorzystane w praktyce rolniczej, aby zoptymalizować strategie hodowli upraw pod kątem korzyści dla zdrowia ludzkiego.

W odniesieniu do części projektu dotyczącej nauk społecznych, zostaną wykorzystane pogłębione wywiady częściowo ustrukturyzowane. Termin „częściowo ustrukturyzowany” odzwierciedla wrodzoną elastyczność podejść do wywiadów jakościowych, które często wykorzystują aide-memoire lub przewodnik wywiadu zamiast formalnego harmonogramu. Ponadto forma i treść pytań badawczych mogą się różnić w zależności od konkretnego kontekstu wywiadu. Ten typ wbudowanego projektu może wzmocnić badania jakościowe ze względu na zwracanie uwagi na kontekst.

Wszystkie wywiady zostaną nagrane cyfrowo i poddane pełnej transkrypcji. Zastosowane jakościowe techniki analityczne będą szukać i badać tematy i wzorce znaczeń w rodzajach danych generowanych przez ten tryb badawczy. Wywiady i rozmowy, które odbywają się w ramach badania jakościowego, będą generować odpowiedzi, spostrzeżenia, opinie i tak dalej od uczestników badania. Można je rozumieć jako stanowiące „dyskurs” (lub zestaw idei) wywodzący się z przedmiotu badania, który szczególnie dobrze nadaje się do analizy tematycznej. Tematy powstają w procesie znanym jako „kodowanie” (lub etykietowanie) określonych fragmentów tekstu zgodnie z ideami, które wydają się reprezentować. Ta praca interpretacyjna obejmuje tworzenie wątków analitycznych przez badacza i jest szczególnie przydatna w łączeniu perspektywy „wewnętrznej” lub „emicznej” wywodzącej się z wiedzy i doświadczenia uczestnika badania z perspektywą „zewnętrzną” lub „etyczną” badacza oraz odpowiednią literaturę. Wzorce w danych są zatem identyfikowane poprzez intelektualną pracę polegającą na łączeniu składników lub fragmentów idei, spostrzeżeń lub doświadczeń, które mogą być bez znaczenia, gdy rozpatrywane są oddzielnie. Badacz zaangażowany w analizę tematyczną stara się zrozumieć, w jaki sposób różne idee lub komponenty pasują do siebie w znaczący sposób, aby stworzyć spójny opis analityczny.

Analiza zostanie zweryfikowana poprzez odwołanie się do odpowiedniej literatury, która może wesprzeć (lub zaprzeczyć) wnioskom wyciągniętym przez badacza. Przeplatanie wyników badań z zachowaną literaturą naukową pomoże wzmocnić relację interpretacyjną przedstawioną przez badacza. Uczestnicy badania będą również zaangażowani w ten proces, ponieważ poszukiwane będą ich opinie na temat pojawiających się wzorców. Ten proces sprawdzania członków zostanie przeprowadzony podczas każdej rozmowy kwalifikacyjnej. Dzięki ramom analitycznym, które koncentrują się na dyskursie i uznają znaczenie własnych perspektyw i doświadczeń uczestników, analiza przedstawi kontekstualną eksplorację sposobów, w jakie konsumenci postrzegają białka pochodzenia roślinnego jako alternatywy lub suplementy dla mięsa.