(ЧАСТ I ) Пребиотичните въздействия на соевите остатъци (Okara) върху състоянието на еубиозата/дисбиозата на червата и възможните ефекти върху функциите на черния дроб и бъбреците

Добре установено е, че соята притежава изобилен източник на протеин поради високата си хранителна стойност, както и химични и физични свойства. Освен това, соята и нейните странични продукти са доказани в литературата като богат източник на фитохимикали/биоактивни съединения, т.е. нехранителни компоненти на растение с благоприятни за здравето функции и качества. Тези съединения включват, но не се ограничават до, лунатик, лектин, фитинови киселини, сапонини, омега-3-мастни киселини, фитати, инхибитори на трипсин, протеини, пептиди, протеазен инхибитор на Bowman-Birk, фитостероли и изофлавони, главно даидзеин, генистеин и глицитеин [1,43,44]. Традиционно всички тези хранителни съставки се считат за антинутриенти. Въпреки това, скорошният напредък в знанието доведе до по-добро разбиране на техните терапевтични и полезни за здравето функции, от функциите за понижаване на холестерола до противоракови свойства, ефекти върху контролирането на захарния диабет и намаляване на остеопорозата след менопауза [1,45].

Основните компоненти на този остатък са покритието на зърната и счупените котиледонни клетки [1], които са направени от сурови фибри, общи диетични фибри, неразтворими диетични фибри и разтворими диетични фибри, и се предполага, че в няколко доклада играят жизненоважна роля роли в множество биологични процеси, както и помощ в борбата срещу синдроми от различен произход. Следователно, този остатък се счита за важен източник на диетични фибри поради големия си състав и ниска цена. Химичният състав обаче се определя от метода на преработка или екстракция на соята, следователно от броя на водоразтворимите компоненти, получени от смлени соеви зърна и дали остатъчните екстрахируеми съставки са били екстрахирани или не, и използвания сорт соя. Различните сортове се различават по съдържание на липиди и суров протеин, състав на мастни киселини и липоксигеназна активност [46,47]. Освен това, вариациите в хранителния профил както на мокрите, така и на сухите соеви остатъци се приписват на разликите в сортовете, честотата на слънчево греене, методите за анализ и използваните условия на производство или обработка. Следователно, характеристиките на водоразтворимите съставки могат да варират в зависимост от използваната суровина [48,49]. Това обаче е извън обхвата на този преглед и следователно заинтересованите читатели могат да се обърнат към тези статии [10,47,50–52]. Последователността и процедурите за обработка на зърната също са много важни и определят съдбата на всички водоразтворими екстракти в зърната. Например, има вариация в начина, по който китайците и японците обработват своето соево мляко и соева извара. По китайски начин накиснатите зърна се изплакват, а суровите зърна след това се смилат и остатъкът след това се филтрира с вода и след това се загрява екстрактът; в японската система накиснатият боб първо се готви преди смилане и филтриране [7,30,46]. Фигура 1 показва схематична илюстрация на стъпките, включени в преработката на соево мляко и производството на соеви остатъци/окара [46,47,52].

Въпреки че се предполага, че субстратите (окара), генерирани от преработката на соя, имат високо съдържание на влага от близо 70-80 процента и са предимно свързани с диетичните фибри, което води до бучка текстура и външен вид, подобен на мокри дървени стърготини, с главно неразтворими фибри, т.е. целулозата и хемицелулозата представляват почти цялото съдържание на сухо вещество (т.е. около 40-60 процента), което може да бъде ферментирало от чревната микробиота в дебелото черво, въпреки че не може да бъде напълно усвоено в тънките черва. Обратно, делът на свободните въглехидрати (включително галактоза, арабиноза, фруктоза, захароза, глюкоза, стахиоза и рафиноза) е нисък (4–5 процента) и липсата на ферментиращи въглехидрати е основният фактор, инхибиращ ефективния ферментиращ бактериален растеж в остатъкът. По-специално, соевите остатъци съдържат 1,4 процента рафиноза и стахиоза, които могат да причинят газове и подуване на корема при някои хора. Мономерите, съставляващи полизахарида на клетъчната стена на остатъка, са главно галактуронова киселина, арабиноза, глюкоза, галактоза, фукоза, ксилоза и малко количество маноза и рамноза [53]. Въпреки това се съобщава, че остатъчното съдържание на соя без влага/сухо съдържа около 10 процента мазнини, 30 процента протеин и 55 процента общи диетични фибри, следователно 5 процента нискоразтворими диетични фибри и 50 процента неразтворими диетични фибри [48, 54]. Беше прегледано скорошно проучване за въздействието на високото хидростатично налягане (HHP) върху функционалността на диетичните фибри в окара. Авторите отбелязват, че подлагането на HHP на диетични фибри, получени от соя, повишава съдържанието на разтворими диетични фибри (т.е. повече от 8-кратно), което е важно за гарантиране, че соевите остатъци имат антиканцерогенни и противовъзпалителни ефекти върху гостоприемника храносмилателния тракт [55].

Okara се предполага, че е потенциален източник на по-евтини растителни протеини, използвани в човешката храна, поради наскоро потвърдената си висока хранителна стойност и превъзходно съотношение на протеинова ефективност [56]. За отбелязване е, че фракцията на сухото вещество на окара съдържа 15,2–33,4 процента протеин (т.е. главно 7S глобулин и 11S глобулин) [57,58]. Тези остатъчни протеинови изолати съдържат всички важни аминокиселини, въпреки че са по-малко разтворими във вода [57,59]. Отново е доказано, че протеинът издържа на пълното храносмилане от стомашно-чревните ензими, панкреатин и пепсин, а последният се състои основно от стеапсин, трипсин и амилопсин. Въпреки това, тези компоненти с ниско молекулно тегло (по-малко от 1 kDa) на смилаемите резистентни пептиди са много мощни за възпрепятстване на ангиотензин-конвертиращия ензим (ACE) и следователно проявяват голяма антиоксидантна активност, вероятно поради високата си фракция от хидрофобни аминокиселини [ 60]. Около 5,19–14,4 процента от съдържанието на остатъчен протеин се състои от инхибитори на трипсин и може да бъде инактивиран с достатъчна топлинна обработка [61]. Микробната биоконверсия на соеви остатъчни протеини може да има малко предимства. По този начин биоконверсията му в по-малки протеини може да повиши неговата разтворимост и следователно да генерира биоактивни пептиди и/или аминокиселини. Предполага се, че инхибиторите на трипсин се разграждат от микроорганизми, за да се насърчи качеството на остатъчните им хранителни вещества. Въпреки това, микроорганизмите могат да катаболизират остатъчните протеини и аминокиселини, което води до намаляване на броя на незаменимите аминокиселини, присъстващи в остатъчната фракция. Едно скорошно проучване предполага, че е жизненоважно да се вземат под внимание всички потенциални ефекти на ферментацията върху молекулните тегла на пептидите, профила на аминокиселините, както и инхибиторната активност на трипсина, тъй като те играят роля в повлияването на цялостните функционални характеристики, включително разтворимост и пенообразуващи свойства , както и биоактивността на остатъчното съдържание на соя [1,46]. Таблица 1 представя обобщен доклад за ефекта от обработката на топлина, гъбички и бактерии върху продукти на основата на соя.

Проучване на Chan и Ma [57] съобщава за значително подобрение в свойствата на емулгиране, разтворимост и разпенване на протеина okara чрез киселинна модификация. Авторите също така откриват различни вариации в техно-функционалните свойства на окара чрез различни предварителни обработки (т.е. ултразвукова обработка, хомогенизиране и готвене на пара), като по този начин драстичното подобрение в съдържанието на хидрофобни аминокиселини, намаляване на хидродинамичния диаметър , насърчаване на повърхностната хидрофобност, както и повишаване на разтворимостта и капацитета за задържане на масло [73]. Въпреки това, значително повишен антиоксидантен капацитет на остатъчния протеинов концентрат се изразява след ензимна хидролиза с използване на комбинирана смес от flavorsome и alcalde [74]. Едно скорошно проучване за въздействието на киселинното утаяване (главно HCL, ябълчена киселина и лимонена киселина) върху структурните и функционални свойства на окара беше подробно прегледано. Авторите регистрират вариация във функционалните свойства на остатъчния протеин от соя (главно 7S глобулин), повлиян от киселинното утаяване. Беше наблюдавано, че лимонената киселина води до увеличаване на размера на остатъчния протеин в контраст с HCL и ябълчената киселина. HCL води до висока разтворимост, индекс на способност за разпенване, капацитет за задържане на вода и индекс на стабилност на разпенване. Ябълчената киселина регистрира най-нисък индекс на стабилност на пенене, индекс на стабилност на емулгиране и индекс на способност за пенене. Индуциран от лимонената киселина най-висок индекс на емулгираща стабилност и капацитет за задържане на масло. Авторите заключават, че киселинното утаяване е в състояние да модифицира функционалното свойство на протеина окара чрез въздействие върху структурата, което улеснява извличането на протеин от слабо разтворимите суровини и следователно разширява възможното приложение на получения протеин в хранително-вкусовата промишленост [75] .

Обезмасленият остатък от соя, който обикновено се получава от производството на соев протеинов изолат и соево масло, обикновено се състои от 14-25 процента протеини, 70-85 процента фибри и по-малко от 1 процент липиди [73]. Предполага се, че остатъчното съдържание на соята съдържа значително количество липиди при 8,3–10,9 процента (сухо вещество). Повечето от мастните киселини са поли- или мононаситени и се състоят от линолова киселина (54,1 процента от общите мастни киселини), стеаринова киселина (4,7 процента), палмитинова киселина (12,3 процента), олеинова киселина (20,4 процента) и линоленова киселина ( 8,8 процента ) [76]. По време на смилането на соевите зърна, ненаситените мастни киселини, главно линолова киселина, реагират със соева липоксигеназа и хидропероксид лиаза, което води до образуването на ароматни съединения като хексил и нонил алдехиди и алкохоли. Тези образувани миризми с ниски прагове на откриване означават ароматите/неприятните вкусове в суровото соево мляко. Тъй като тези ензими обикновено се денатурират при температура над 80 ◦C, китайският начин за обработка на соево мляко (т.е. суровите соеви зърна се смилат преди филтратът да се нагрее) вероятно ще генерира остатък с по-зелен характер и вкус на зърна [77]. Следователно, вариантът, получен с помощта на японския начин за обработка на соево мляко, е сравнително по-приятен на вкус и е вероятно да има по-ниско съдържание на трипсин инхибитор, поради което може лесно да се използва повторно по време на готвене и обработка [61]. Това обаче може да определи причината, поради която соевата окара е често срещана на японския пазар, но рядко се среща на китайските пазари. Ферментиращите микроорганизми могат да метаболизират мастни киселини и съответните им производни, за да произведат много желани ароматни съединения. Скорошно проучване за възстановяването на компонентите на маслото от окара чрез суперкритична екстракция с въглероден диоксид, модифициран с етанол, показва, че при налягане от 20 MPa и относително ниска температура от 40 ◦C в присъствието на 10 процента mol EtOH се получава възстановяване от около 63,5 процент масло-компонент. Полученият маслен компонент е направен от фитостероли, мастни киселини и следи от упадък. EtOH запази своето достойнство чрез повишаване на добива и състава на фенолните съединения в екстрактите, главно соеви изофлавони (т.е. генистеин и даидзеин). Соевите изофлавони са добре известни антиоксиданти, които могат да увеличат както стойността, така и стабилността на маслото, което прави процеса привлекателен за храна, козметика и дори във фармацевтичната индустрия [78]. От друга страна, доказано е, че соевите остатъци съдържат различни минерали, достатъчно количество желязо, калций и калий [53,79].

CISTANCHE ЩЕ ПОДОБРИ БЪБРЕЧНА/БЪБРЕЧНА ИНФЕКЦИЯ

2.2. Антихранителни/биоактивни съставки на копродукти от соя; с акцент върху полифенолите (соеви изофлавони)Соевата храна като соевото мляко съдържа комбинация от балансирани хранителни вещества, която е сравнима с тази на кравето мляко, но с глутен и лактоза, и е вградена с обещаващи фитохимични съединения, които са свързани с функции, насърчаващи здравето. В няколко доклада е доказано, че соевите храни и продукти притежават относително висока и разнообразна група от фенолни съединения, включително фенолни киселини, флавоноиди и нефлавоноиди. Тяхната жизненоважна роля в ежедневната ни диета като биоактивни съединения е широко изследвана, с нарастващи доказателства, разкриващи ролята им за намаляване на рисковете от хронични заболявания, като сърдечно-съдови заболявания, диабет, имунна дисфункция, свързани с възрастта проблеми с очите и ракови заболявания, които са свързани с антиоксидантните ефекти на тези фенолни съединения [80]. Биоактивните съединения са молекули, за които е доказано, че изобразяват терапевтичен потенциал с въздействие върху метаболитно разстройство, енергиен прием, оксидативен стрес, както и намаляване на провъзпалителното състояние [81]. Основните биоактивни компоненти на соята са протеини или пептиди, сапонини, фитостероли, изофлавони, протеазни инхибитори [82,83], токофероли и каротеноиди [84]. Vong и Liu [46] съобщават за биологично активни съставки на окара и те включват ацетил глюкозиди (0.32 процента), сапонини (0.10 процента), фитинова киселина (0.5 –1,2 процента), малонил глюкозиди (19,7 процента), изофлавонови агликони (5,41 процента) и изофлавонови глюкозиди (10,3 процента). Минали изследвания разкриха, че соята е богата на полифеноли, главно изофлавони. Смята се, че соевите изофлавони изобразяват основни биохимични свойства като част от флавоновите съединения. Неговата роля като естроген-подобен растителен химикал (фитоестрогени) [85] ги е превърнала в тема с голям интерес и са били под наблюдение от изследователи, тъй като те са акредитирани с важни дейности срещу ракови заболявания, причинени от хормони, разстройства на менопаузалния синдром, остеопороза [86–88], холестерол в кръвта, сърдечно-съдов синдром и когнитивна функция [89]. Изофлавоните са добре известни полифеноли с химична структура, подобна на тази на флавоните. Както изофлавоните, така и флавоните са подкласове флавоноиди, които са в най-големите полифенолни групи [81,90–92]. Соята съдържа до 12 различни категории изофлавони, които могат да бъдат разделени в три (3) основни групи (т.е. глицитеин, генистеин и дайдзеин), всички от които могат да приемат четири различни форми: -глюкозидаза, агликони, малонови глюкозиди и ацетил-глюкозиди, които представляват основните фенолни компоненти и се приписва, че изпълняват много функции, насърчаващи здравето [86,89]. Прегледано е скорошно проучване на състава на окара и авторите съобщават, че общото съдържание на изофлавони в окара е 355 mg/g (на база сухо тегло). Установено е, че концентрацията на агликони, малонил глюкозиди, изофлавон глюкозиди и ацетил глюкозиди в остатъка е съответно 54,1, 196,8, 103,2 и 3,2 mg/g [89]. Както бе споменато по-горе, окара може да съдържа същите 12 изофлавона, въпреки че условията на обработка по време на производството на соево мляко може да повлияят на първоначалния профил на изофлавоните [86]. Друг фактор, който може да повлияе на профила на изофлавона в окара, е връзката им с други компоненти на хранителната матрица, включително нековалентни взаимодействия между макронутриенти и полифеноли, главно протеини [81,93,94]. Въпреки това се предполага, че приблизително 12-30 процента от изофлавоните, съдържащи се в соевите зърна, се задържат в остатъка по време на обработката на соево мляко. Основната остатъчна съставка на соевите изофлавони са агликони (15,4 процента), глюкозиди (28,9 процента) и малка част от ацетил генистин (0,89 процента) [95]. -глюкозидите и малонил-глюкозидите са основните форми в соевите зърна, които могат да се трансформират в ацетил глюкозиди и агликони по време на обработка поради термичен стрес или ензимно превръщане [96]. Проучването на Izumi et al. [97], относно степента на абсорбция на соеви изофлавон агликони при хора, беше прегледан. Авторите съобщават, че -глюкозидазата може ензимно да хидролизира изофлавон глюкозидите в техните агликонови форми, изобразявайки по-голяма бионаличност при хора. В допълнение, експертите доказват, че избрани ферментиращи микроорганизми секретират -глюкозидаза, следователно биоконверсията на изофлавон глюкозидите в соевия остатък в агликони чрез ферментация предоставя възможност за по-нататъшно добавяне на стойност [98].

CISTANCHE ЩЕ ПОДОБРИ БЪБРЕЧНАТА/БЪБРЕЧНАТА БОЛКА

Здравословният ефект на изофлавоните, включително противовъзпалителни и противоракови свойства, защита на сърдечно-съдовата система, както и ензимните инхибиторни роли на изофлавоните са свързани главно с техния антиоксидантен капацитет, който е сравним или по-добър от този на други полифеноли [85,92]. Тези здравни ефекти също са показани като полезни срещу захарен диабет тип 1 и тип 2 и са широко доказани в множество доклади [56]. Антиоксидантът се класифицира като органично съединение, което, когато е налично в малка концентрация/количество за разлика от окисляващ субстрат, може значително да се бори с окисляването на този субстрат [92]. Въпреки че терминът официално дефинира съединения, които реагират с кислород, той може също да се придържа към съединения, които пазят и/или предпазват от свободни радикали (т.е. молекули с несдвоени електрони), които отказват тези радикали да навредят на здравите клетки [47]. Daidzein и генистеин са най-силните соеви изофлавони за антиоксидантна активност. В многобройни доклади е доказано, че генистин предпазва от окислително увреждане на ДНК, причинено от хидроксилни радикали, като способност за извличане на супероксиден анион [56], както и предотвратяване на окисление на липопротеини с ниска плътност [99]. Изследването на влиянието на различните условия на съхранение и термичните обработки върху стабилността на окара разкрива генистин като най-доминиращия остатъчен глюкозид (0.33 mg/g) заедно с даидзин (0.25 mg/ g), генистин (0.32 mg/g), генистеин (0.02 mg/g) и даидзеин (0,02 mg/g) от изсушена окара във висока -ефективно изследване с течна хроматография [100]. Въпреки това, използването на соеви остатъци/странични продукти за възстановяване на биоактивни съединения предизвика голям интерес, като се фокусира върху приноса към производството на храни и устойчивото земеделие [101]. Всъщност тези странични продукти от соята често са много богати на фенолни съединения, поради присъствието им в семената и обелките, които често се задържат в остатъците. Тяхната тенденция и сравнително ниската им разтворимост във вода да се свързват с други компоненти може да повлияе на тези странични продукти с богато полифенолно съдържание. Съобщава се за множество потенциални приложения на фенолни съединения, като антиоксидантни стабилизатори, хранителни аромати и оцветители, както и биоактивни съставки за здравето. Бяха предложени няколко нетрадиционни и конвенционални техники за разделянето на тези компоненти с висока стойност. Екстракцията за конвенционално твърдо-течно вещество обикновено използва хидроалкохолни смеси [102]. Освен това, много други разтворители, включително ацетонитрил, ацетон, етил ацетат и метанол, все още са обект на интензивно изследване при екстракцията на полифеноли, поради относително лесното разтваряне, представено от тези разтворители и смеси [103]. Алкална, киселинна и суб- или суперкритична флуидна екстракция са известни алтернативи. Модерни технологии, включително импулсни електрически полета, екстракция с помощта на микровълни и екстракция с ултразвук, са предложени като средства за насърчаване на добивите, както и за преодоляване на някои предизвикателства при екстракцията на полифеноли. Примери за възможни трудности включват нестабилност на компонентите и остатъци от разтворители в крайния продукт, както и кинетичните ограничения при екстракциите на клетъчна матрица [1].

Получаването на соева меласа, т.е. страничен продукт от соев протеинов концентрат, е обичаен изходен материал за производството на изофлавон. Като известен алкохолен екстракт от соеви люспи, той е вграден с изофлавони в малко по-концентрирана форма. Независимо от това, много патентовани процеси използват соя и соево брашно като начален материал по време на възстановяването на изофлавони от странични продукти, като окара, което би изисквало по-малко ценни ресурси. Таблица 2 представя общите хранителни съставки на окара [46]