Naturalne substancje antyodżywcze (cz. III)

2025-05-11, Żywienie

W lutowym i marcowym numerze EchoGorzowa.pl przedstawione zostały kwas fitynowy i szczawiowy, jako naturalne substancje antyodżywcze występujące w żywności. Teraz zaprezentowane zostaną glikoalkaloidy.

Zawartość glikoalkaloidów w ziemniakach zależy od wielu czynników, o których piszemy w artykule Fot. pixabay.com

Glikoalkaloidy (alkaloidy w połaczeniu z kilkoma cząsteczkami cukru) należą do tzw. wtórnych metabolitów roślin (ang. secondary plant products), które uczestniczą w obronie roślin przed atakiem owadów oraz skutkami stresu termicznego i wodnego. Występują głównie w roślinach z rodziny psiankowatych (Solanaceae). Obecnie znanych jest aż 90 alkaloidów w ponad 350 gatunków z tej rodziny, m.in.:

w ziemniaku : a-solanina, a-chakonina, demissyna, komersonina, dehydrokomersonina,
w pomidorze: tomatyna i dehydrotomatyna o słabszym działaniu niż solanina,
w psiance podłużnej (oberżyna/bakłażan): a-solanina i a-solamargina.

Ziemniak i pomidor zostały sprowadzone do Europy podczas epoki wielkich odkryć geograficznych w XV i XVI wieku, natomiast oberżyna za pośrednictwem arabskich handlarzy już w średniowieczu.

Do podstawowych składników świeżych bulw ziemniaka należą: woda (78,8%) i węglowodany (18,3%, w tym skrobia 15,3%), błonnik pokarmowy (1,5%), białko (1,9%, w aminokwasy lizyna i treonina), tłuszcze (0,1–0,2%), składniki mineralne (0,9% w tym: wapń, magnez, sód miedź, żelazo, jod, mangan, cynk, selen, nikiel, chrom), witaminy z grupy B (B₁, B₂, PP, B₅, B₆, H, B₉) oraz witamina C. Ziemniaki zawierają też substancje biologicznie aktywne tj.: związki fenolowe, lektyny, inhibitory proteazy, patatyny, karotenoidy, chlorofil i kwasy organiczne.

Zawartość glikoalkaloidów w ziemniakach zależy od odmiany i miejsca uprawy, stopnia dojrzałości, wielkości bulw, nawożenia (niedobór potasu a nadmiar azotu), uszkodzenia mechanicznego lub zakażenia tkanki oraz warunków przechowywania. W bulwach ziemniaka α-solanina i α-chakonina stanowią aż 95% glikoalkaloidów, a przeciętne proporcje zawartości tych dwóch związków to 3:2. Fizjologicznie solanina w ziemniaku pełni funkcję ochronną, gdyż gromadzi się w miejscu ich mechanicznego uszkodzenia (pęknięć, stłuczeń) lub infekcji (grzyb, zgnilizna), a więc wykazuje właściwości insektycydo- i grzybobójcze.

Jednak glikoalkaloidy ziemniaka i pomidora w organizmie człowieka hamują czynność esterazy cholinowej, działają na centralny system nerwowy, porażają układ oddechowy i motoryczny, działają drażniąco na błonę śluzową układu pokarmowego powodując zaburzenia (ślinotok, mdłości, wymioty z kolką, biegunka), powodują zapalenie wątroby i nerek, hemolizę erytrocytów i zaburzenia krążenia. Może wystąpić również forma wysypkowa związana z owrzodzeniem żołądka, zapaleniem spojówek, pęcherzykowatą i łuszczącą się egzemą nóg. Niektóre objawy zatrucia glikoalkaloidami mogą wystąpić już po 30 minutach od spożycia. Dzieci są bardziej wrażliwe na solaninę niż osoby dorosłe.

Glikoalkaloidy mają długie okresy półtrwania w surowicy u człowieka, co sugeruje możliwą ich akumulację w wątrobie, nerkach i sercu. Wydalane są głównie z kałem i moczem. Według Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA 2020) u osób dorosłych ostre objawy toksyczne po spożyciu glikoalkaloidów z ziemniaków mogę wystąpić już przy 1 mg/kg masy ciała lub więcej. Dawki w zakresie 3–6 mg glikoalkaloidów pochodzących z ziemniaków/kg masy ciała są uważane za potencjalnie śmiertelne dla ludzi.

W roślinie ziemniaka najwięcej solaniny jest w owocu (zielonej jagodzie) do 1000 mg/100g, w kwiatach znajduje się ok. 700 mg/100g, w kiełkach do 500 mg/100g, natomiast w bulwach koncentruje się on pod skórką i w tzw. „oczkach” w ilości do 40 mg/100g. W dojrzałych bulwach ziemniaka jest 1,8-13 mg/100 g solaniny.

Nie ma jej natomiast w miąższu bulwy ziemniaka. Tradycyjnie przygotowane do spożycia ziemniaki są bezpieczne dla konsumenta, gdyż jako surowe zawierają mniej niż 20 mg solaniny/kg, a jest ona prawie w 60-90% usuwana wraz z łupiną i „oczkami” w trakcie ich obierania oraz niewielkie ilości wraz z wodą przy ich odcedzaniu. W młodych ziemniakach stwierdza się na ogół wyższą zawartość glikoalkaloidów, co jest związane z ich mniejszym rozmiarem niż bulw z głównego zbioru (im mniejsza bulwa ziemniaka < 50g, tym średnia zawartość glikoalkaloidów jest większa).

Ważny jest sposób przechowywania ziemniaków. W ziemniakach właściwie przechowywanych zawartość solaniny jest stosunkowo niska (0,02-0,2 g/kg). Jednak bulwy uszkodzone, nadgniłe lub wystawienie na działanie promieni słonecznych mają więcej solaniny z jednoczesnym powstawaniem maskującego jej obecność zielonego chlorofilu. Powoduje to zazielenienie bulwy, dlatego przy małych ich powierzchniach należy je usuwać przy obieraniu, natomiast przy dużych powierzchniach zazielenienia zrezygnować ze spożywania takich bulw. W miejscu kiełkowania ziemniaka powstaje solanina i należy tzw. oczka (stożek wzrostu pędu) usuwać przy obieraniu.

Biorąc pod uwagę obróbkę cieplną to solanina obecna w ziemniakach jest oporna na wysokie temperatury (częściowa degradacja dopiero > 170°C), dlatego gotowanie nie niszczy jej całkowicie, choć pewna ilość jest wypłukiwana podczas gotowania z zewnętrznych warstw bulwy. Po gotowaniu w wodzie zostaje w ziemniakach więcej niż 93,9% chakoniny oraz 95,9% solaniny. Gotowanie ziemniaków „w mundurkach” ogranicza przejście solaniny z bulwy do wody. Nie usuwa solaniny też gotowanie ziemniaków na parze. Gotowanie w kuchence mikrofalowej zmniejsza tylko o 15% zawartość glikoalkaloidów w ziemniakach. Natomiast pieczenie i smażenie ziemniaków zmniejsza zawartość solaniny w niewielkim stopniu. W przypadku smażenia w głębokim tłuszczu zmiany zawartości solaniny i chakoniny zależy od temperatury tego procesu. W 157°C nie stwierdzono zmian w zawartości glikalkaloidów, w 170°C pozostałość tych związków wykazywała znaczne wahania, natomiast w 210°C po 10 minutach pozostawało 64,9% chakoniny i 59,7% solaniny w ziemniakach. Według EFSA (2020) obieranie ziemniaków zmniejsza zawartość glikoalkaloidów o 25–75%, gotowanie w wodzie i blanszowanie obranych ziemniaków o 5–65%, a smażenie obranych ziemniaków w oleju o 20–90%. Pieczenie nieobranych ziemniaków w kuchence mikrofalowej i piekarniku może powodować zmniejszenie ich zawartości odpowiednio o 3–45% i 20–50%.

Zasadnym jest kupowanie przez konsumentów ziemniaków na bieżąco i najlepiej odmian o obniżonej zawartości solaniny. Ziemniaki przechowywane w profesjonalnych przechowalniach mają zapewnione odpowiednie warunki przechowywania (w ciemności, temperatura 1-4°C, wilgotność 85-90 %) niż tradycyjnie kopcowane. Według Komitetu Ekspertów ds. Dodatków do Żywności FAO/WHO maksymalna dopuszczalna zawartość alkaloidów wynosi od 1 mg do 10 mg/100g bulwy. Stężenie około 14 mg/100g bulwy nadaje im gorzki smak, natomiast > 20 mg/100g bulwy powoduje uczucie pieczenia w jamie ustnej i gardle. Warto zauważyć że glikoalkaloidy wstępują też ziemniaczanych produktach rynkowych, m.in.: w puree ziemniaczanym (4,5-6,5 mg/100g), we frytkach (0,08-0,84mg/100g), w chipsach ziemniaczanych (2,4-11 mg/100g), a nawet w skrobi ziemniaczanej (0,11 mg/100g).

Pomidor zwyczajny jest jedną z ważniejszych roślin spożywczych w gospodarce człowieka i jego diecie, a jego głównymi producentami są Chiny, Indie, USA, Turcja i Egipt. W Europie, największe uprawy pod względem wielkości zbiorów owoców pomidora znajdują się w Hiszpanii, Portugalii, Grecji oraz Rumunii. Jest niskoenergetycznym (19 kcal/100g) owocem (woda 94,8%, węglowodany 3,6%, białko 0,90%, tłuszcz 0,2%), zawierającym błonnik pokarmowy (1,2%), składniki mineralne (0,5% w tym: cynk, fosfor, jod, magnez, miedź, potas, wapń, żelazo), witaminy z grupy B (B₁, B₂, PP, B₅, B₆, H, B₉), witaminy C, E oraz K. Występują w pomidorze też związki aktywne biologicznie tj. likopen i β-karoten, flawonoidy i kwasy organiczne, które nadają im prozdrowotny charakter.

Z glikoalkaloidów pomidory głównie zawierają tomtatynę, która wykazuje działanie toksyczne zbliżone do solaniny, ale jest mniej trująca. Jej zawartość w młodych rosnących pędach pomidorów jest bardzo wysoka i może dochodzić do 7%, znaczne jej ilości są w organach generatywnych, kwiatach i młodych owocach. Jednak wraz ze wzrostem rośliny i dojrzewaniem owoców tomatyna ulega enzymatycznej hydrolizie, w wyniku której jej zawartość obniża się. W młodych owocach pomidora o masie do 10 g znajduje się od 300 do 700 mg/kg tomatyny, w owocach zielonych mniej bo około 30-40 mg/kg, natomiast w dojrzałych czerwonych pomidorach stwierdza się śladowe ilości tego alkaloidu (3 mg/kg).

W pomidorach występuje również solanina, ale jej ilość zależy od odmiany, stadium dojrzałości, także od metod przetwarzania oraz czasu i sposobu przechowywania. Zawartość solaniny w pomidorach mieści się w zakresie podobnym jak w obranych ziemniakach, tj. od ok. 1,2-10 mg/100g, w zależności od odmiany i stadium dojrzewania. W miarę dojrzewania pomidorów jej ilość zmniejsza się, a w dojrzałych nawet nie była wykrywana. Pomidory są wykorzystywane w wielu przetworzonych produktach spożywczych, takich jak pomidory w puszkach i suszone na słońcu, soki, keczup, pasty, przeciery, sałatki, sosy i zupy - zawartość solaniny nie przekracza 5 mg/100g produktu.

Psianka podłużna (bakłażan, oberżyna) uprawiana w Europie w XII/XIII wieku była biała, mała i owalna, dlatego z języka angielskiego nazywane są eggplant (egg – jajo, plant – roślina) w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie i Australii. Pochodzi z terenów Egiptu i Arabii Saudyjskiej oraz północno-zachodniej części Indii. Polska nazwa ‘oberżyna’ wywodzi się z określenia w języku francuskim odmian o barwie ciemnofioletowej: ‘aubergine’. Do największych światowych producentów bakłażana/oberżyny zalicza się: Chiny, Indie, Iran, Egipt i Turcję. W Europie bakłażan uprawia się we Włoszech, Hiszpanii, Rumunii, Grecji i Francji. W Polsce bakłażan/oberżyna pochodzi głównie z importu. W celach spożywczych bakłażany/oberżyna zbierane są w stadium niedojrzałym i mają krótki okres przechowywania. W zależności od odmiany kolor w stadium niedojrzałym może się bardzo różnić, podczas gdy fizjologicznie dojrzałe owoce są brązowe lub żółte. Bakłażan/oberżyna jest niskoenergetycznym (26 kcal/100g) owocem (woda 91,9%, białko 1,1%, tłuszcz 0,1%, weglowodany 6,3%), źródłem błonnika (2,5%), składników mineralnych (fosforu, potasu, żelaza, jodu, manganu i wapnia), witamin z grupy B (B₁, B₂, PP, B₆, B₉) i witaminy C, kwasu chlorogenowego (przeciwutleniacza), który przyczynia się do obniżenia stężenia we krwi miażdżycotwórczego LDL-cholesterolu i wykazuje działanie przeciwbakteryjne oraz przeciwwirusowe. Zawiera też antocjany, karotenoidy, w tym β-karoten, luteinę i zeaksantynę.

W bakłażanie/oberżynie głównymi glikoalkaloidami są α-solamargina i α-solasonina. Średnia zawartość α-solaniny w skórkach i miąższu suszonych owoców bakłażana wynosiła odpowiednio 10,7 i 6,26 mg/100g. W innych badanych wykazano, że zawartość solaniny w bakłażanie wynosi około 11 mg/100g.

Reasumując: zasadnym jest włącznie do swojej diety ziemniaków pochodzących z głównego zbioru, dojrzałych pomidorów czy też bakłażanów/oberżyny, również poddawanych obróbce kulinarnej, co zmniejsza zawartość glikoalkaloidów. Warto zwrócić uwagę, że na większe spożycie tych związków narażone są osoby stosujące alternatywne diety roślinne.

dr hab. inż. Zuzanna Goluch, prof. UEW

Katedra Technologii Żywności i Żywienia

Wydział Inżynierii Produkcji

Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu