This site is intended for healthcare professionals

Nutrition News 1/2017 Czech edition

Vláknina v naší stravě

Martin Staněk

Centrum pro poruchy metabolizmu a výživy, Praha 1

Summary

Dietary fibre is represented by a diverse group of plant polysaccharides, which differ by the chemical structure and also by physical and chemical characteristics. In plants, they participate in the building of tissues and cell membranes. Some dietary fibre also provides mechanical protection of plants and their seeds or stores energy. They are generally included under the terms indigestible carbohydrates and lignin. To this day, there is no general consensus of what is included in this group and what is not. This may cause problems in declaring fibre content in food, in the analytical method of identification, and the interpretation of studies. A large number of stu­dies are focused on the effects of dietary fibre on the digestion process and metabolism in the human body. The results are often interpreted on the basis of experiments on animal models, and the studies and conclusions have various results. Despite a number of ambiguities, misstatements, and questionable scien­tific opinions, the European Union recently published nutritional claims for dietary fibre that could be used on consumer food product packaging.

Key words: dietary fibre, non-starch polysaccharides, nutritional claims

 

1. Vláknina potravy a její složení

Na konci třicátých let minulého století se britský biochemik Alexander R. P. Walker rozhodl přestěhovat do Jižní Afriky, aby pracoval v laboratořích, které analyzovaly konečné produkty lidského metabolizmu.

Zanedlouho si začal uvědomovat určité rozdíly mezi analyzovaným materiálem původního afrického obyvatelstva, bílých obyvatel a obyvatel žijících ve městech v „moderním stylu“. Strava původních obyvatel obsahovala mnohem méně energie, málo tuků a bílkovin a velké množství balastních látek. Denní příjem vlákniny se pohyboval okolo 20–35 gramů, u některých obyvatel dosáhl i více než 100 g.

V padesátých letech minulého století začal Dr. Walker publikovat epidemiologické studie, které poukazovaly na extrémně nízký výskyt gastrointestinálních onemocnění u původního obyvatelstva, jako jsou zánět slepého střeva, střevní polypy, či rakovina tlustého střeva, ale i srdečně cévních onemocnění nebo také pozoruhodně nízký výskyt zlomenin krčku stehenní kosti u žen po 40. roce života, či zubního kazu u dětí, přestože tito obyvatelé měli velmi nízký příjem vápníku. Díky těmto poznatkům z Afriky se začalo o rostlinných polysacharidech hovořit jako o důležité složce lidské stravy. Byly publikovány stovky a stovky studií, které buď potvrzovaly, nebo vyvracely tvrzení, že vlákniny mohou předejít tomu či onomu onemocnění. V nich se také objevovaly různé názory, které rostlinné látky je možné pod pojem dietní vláknina zahrnout a které již ne.

Přijetí jasné definice, která vysvětluje, co vše budeme do pojmu „vláknina potravy“ zahrnovat, je nezbytné pro správné kvantitativní stanovení vlákniny v potravě a její deklarování na obale výrobku. Je také nutné pro aktuálně správný výpočet energetické hodnoty potravin. Evropský úřad pro kontrolu a bezpečnost potravin (EFSA) se v roce 2010 usnesl, že pod pojem vláknina potravy se budou zahrnovat nestravitelné sacharidy a lignin. Za vlákninu potraviny jsou dle EFSA považovány tyto látky:

• neškrobové polysacharidy – celulóza, hemicelulózy různého chemického složení, pektiny, hydrokoloidy (gumy, slizy, glukany),

• rezistentní oligosacharidy – fruktooligosacharidy (FOS), galaktooligosacharidy (GOS), ostatní rezistentní oligosacharidy,

• rezistentní škrob – fyzikálně nepřístupný škrob (který je součástí buněčných stěn a není přístupný enzymové hydrolýze), některé druhy nativních škrobových zrn, jejichž struktura nepodléhá enzymovému štěpení (pokud nejsou vystavena tepelnému zpracování), retrogradovaná amylóza (která po předchozím zahřátí a následném ochlazení přestane být v termodynamické rovnováze a mění se její struktura a reologické vlastnosti), fyzikální cestou modifikované škroby (kdy působením tepla a za úpravy pH dojde k dezintegraci granulí a následné depolymeraci),

• lignin (přirozeně propojený s rostlinnými polysacharidy).

Nařízení Evropského parlamentu a rady (ES) č. 1169/2011 pak uvádí, že „vlákninou“ se rozumějí uhlovodíkové polymery s třemi nebo více monomerními jednotkami, které nejsou tráveny ani vstřebávány v tenkém střevě lidského organizmu a náleží do těchto kategorií:

• jedlé uhlovodíkové polymery přirozeně se vyskytující v přijímané potravě,
• jedlé uhlovodíkové polymery, které byly získány z potravinových surovin fyzikálními, enzymatickými nebo chemickými prostředky a které mají prospěšný fyziologický účinek prokázaný obecně uznávanými vědeckými poznatky,
• jedlé syntetické uhlovodíkové polymery, které mají prospěšný fyziologický účinek prokázaný obecně uznávanými vědeckými poznatky.

Poněkud širší představu, co tvoří vlákninu potravy, má například American Association of Cereal Chemists, která na svých webových stránkách uvádí přehled polysacharidů a některých dalších přírodních látek pevně na nich vázaných. Tato představa lépe vystihuje složité vazebné poměry v rostlinných tkáních a reálněji vystihuje, které látky z přirozené stravy tvoří její nestravitelnou část. Je otázkou, zda bylo z výživového hlediska nutné opouštět termín „balastní látky“, který se dříve v některých zemích používal na obalech výrobků. Měl určitě svůj racionální smysl a domnívám se, že stanovení obsahu balastních látek by nakonec mohlo být u většiny běžných potravin a pokrmů přesnější než stanovení obsahu vlákniny. Nelze se totiž domnívat, že obsah vlákniny u technologicky neupravených potravin, které přirozeně vlákninu ve větším množství obsahují, je neměnný a stále stejný. Přehled byl autorem článku doplněn o oligosacharidy luštěnin:

 

neškrobové polysacharidy a rezistentní oligosacharidy

• celulóza,
• hemicelulózy (arabinoxylany, arabinogalaktany),
• polyfruktózany (inulin, oligofruktózany),
• oligosacharidy luštěnin ze skupiny rafinóz (rafinóza, stachióza, verbaskóza),
• galaktooligosacharidy,
• gumy,
• slizy,
• pektiny,
• rezistentní škrob, který se neštěpí amylázami;

 

analogy sacharidů

• nestravitelné dextriny (rezistentní dextriny z kukuřice, brambor či jiných plodin),
• syntetické sacharidy (polydextróza, metylcelulóza, hydroxypropylcelulóza); lignin, tj. složky doprovázející komplexy neškrobových polysacharidů a ligninu v rostlinách
• vosky, fytáty, kutin, saponiny, suberin, taniny.

 

2. Funkce vláknin v rostlinném organizmu

Rostlinné polysacharidy, které považujeme za vlákninu potravy a které běžně konzumujeme, plní v rostlinách zejména tyto hlavní funkce:

2.1. zásobní, kdy slouží jako budoucí zdroj energie (k tomuto účelu se nacházejí v semenech, hlízách, cibulích, kořenech apod.),

2.2. stavební či strukturní, jsou nepostradatelné pro konečnou architekturu buněčných stěn a rostlinného těla,

2.3. ochrannou, kde se na povrchu rostlinných částí a semen podílejí na ochraně proti mechanickému poškození tkání i případnému průniku infekce.

 

Fyzikálně-chemické vlastnosti vlákniny, které mohou ovlivňovat trávicí pochody v lidském těle

Některé vlákniny tvoří s vodou homogenní, termodynamicky stálé roztoky, vyznačující se Faradayovým-Tyndallovým efektem, pomalou difuzí částic a slabým osmotickým tlakem. Částice vykonávají Brownův pohyb. Neprocházejí membránami a podle velikosti sedimentují v centrifuze. Jiné jsou koloidními vodnými roztoky makromolekul navzájem poutaných mezimolekulárními silami. Tím dochází k zvýšení viskozity roztoku a za určitých podmínek dojde k tvorbě makromolekulárních gelů. Vzájemné propojení vody a polysacharidů může vytvářet termodynamicky nestálé struktury, které připomínají vlastnosti pevného tělesa. Vlákniny tvoří s vodou nenewtonské soustavy, kdy jejich zdánlivá viskozita závisí nejen na smykové rychlosti, ale také na čase silového namáhání. Neplatí to ale vždy. Například arabská guma má při vysoké koncentraci nízkou viskozitu a 25% roztok je při 20 ˚C newtonovskou soustavou. V každém případě míra schopnosti určité vlákniny vytvářet různě viskózní roztoky a gely má určitý dopad na proces trávení potravy, na fy­ziologické pochody, které s ním souvisejí, i jejich hormonální regulaci. Vedle kovalentních vazeb, které váží jednotlivé sacharidové jednotky, se hojně uplatňují elektrostatické vazby mezi elektricky nabitými ionty. Jsou tedy iontovými vazbami pevně spojujícími vlákninové makromolekuly nejen s minerálními látkami, ale i dalšími organickými strukturami. Tyto organické struktury, často vázáné i kovalentně (např. kyselina ferulová), jsou běžnou součástí nečistot, které jednotlivé izolované vlákniny ve větší či menší míře obsahují (obrázek č. 1). Mohly proto ovlivňovat výsledky některých studií, které se zabývaly jejich vlivem na lidský či zvířecí organizmus. Ze studií je často jasně patrné, že na ně nebyl brán žádný zřetel. Proto nebývá ani správně specifikována použitá denní dávka vlákniny a dostatečně popsány její hlavní fyzikálně-chemické vlastnosti. Jak v rostlinném těle, tak v trávicím ústrojí dochází k uplatnění i dalších chemických vazeb v podobě vodíkových můstků nebo jen sil Van der Waalsových či jiných mezimolekulárních sil.

Chemická odolnost, schopnost vytvářet s vodou v trávicím ústrojí více či méně viskózní roztoky a gely, schopnost vázat některé výživné a cizorodé látky jsou hlavními vlastnostmi, kterými vlákniny v potravě mohou ovlivňovat naše zdraví. Vzájemná interakce s vodou pak ovlivňuje technologické procesy při výrobě potravin, jejich texturu, chuť a trvanlivost.

 

3. Rozdělení vlákniny podle jejího obecného chování vůči vodě

Vlákniny jsou polymerními či oligomerními sloučeninami rozmanitého množství cukerných jednotek a jejich chemickou odolnost ovlivňují i postranní řetězce, které často utvářejí. Mohou být tvořeny, s výjimkou koncových jednotek, monomery, častěji se ale skládají z molekul dvou a více různých monosacharidů, či jejich derivátů. Mezi ně patří glukuronové kyseliny a jejich estery, či deoxycukry. Řetězce sacharidů mohou být lineární (celulóza, pektiny), nebo lineární s postranním větvením (arabinoxylany). Vlastnosti polysacharidů ovlivňuje i stereochemické uspořádání vodíkových atomů na uhlíkovém skeletu. Relativně nepatrný rozdíl v chemické struktuře vede k rozdílným možnostem prostorového uspořádání, mění se vazebné možnosti i chování vůči vodě. To pak má dopad i na rozdílnou odolnost proti trávicím enzymům a hydrolytickým změnám. Dobře si to uvědomíme, srovnáme-li vlastnosti škrobu a celulózy, u kterých je „jen“ rozdílné stereochemické uspořádání vodíkových atomů na prvním a na čtvrtém atomu uhlíku.

 

4.1. Nerozpustná vláknina

4.1.1. Celulóza je nerozšířenější polysacharid na zemi. Její lineární řetězec může obsahovat i 10 000 glukózových jednotek. Jiné jednotky neobsahuje, a je tedy homoglukanem. Změnu jejího chování vůči vodě lze docílit alkylací primárních alkoholických skupin. Tím dojde k porušení mezimolekulární soudržnosti. Takto se připravuje etylcelulóza, karboxymetylcelulóza, které se používají jako přídatné látky.

4.1.2. Hemicelulózy jsou v přírodě zastoupeny pestrou skupinou polysacharidů, které nejsou, na rozdíl od celulózy, složeny pouze z glukózových jednotek a převládají v nich jiné sacharidové jednotky. Propojují celulózové mikrofibrily mezi sebou. Na rozdíl od celulózy, která vytváří architekturu primární buněčné stěny rostlinné tkáně, jsou hemicelulózy vlastně pružným tmelem mezi celulózovými vlákny. Nerozpustnými hemicelulózami ve vodě jsou třeba xylany a β-glukany v aleuronové vrstvě pšeničného zrna.

 

4.2. Rozpustná vláknina běžně zastoupená v naší stravě

4.2.1 Pektiny jsou tvořeny lineárním řetězcem D-galakturonové kyseliny spojeným vazbami α-(1→4). Tyto jednotky galakturonové kyseliny jsou esterifikovány metanolem asi ze 70 %. Dále mohou být acetylovány v poloze C-2 a C-3. Volné karboxylové skupiny pak bývají často neutralizovány některými kationty (vápník, hořčík). Struktura pektinů je ale ještě mnohem rozmanitější. Tvoří amorfní matrix a střední lamelu buněčné stěny, v níž jsou uloženy celulózové mikrofibrily a hemicelulózy (Velíšek, 1999).

4.2.2. β-glukany jsou zčásti rozpustnou a zčásti nerozpustnou vlákninou potravy. Jak název napovídá, jsou vytvářeny glukózovými jednotkami, které jsou spojeny vazbami β-(1→3), β-(1→4)-D. Vyskytují se často i se smíšenými vazbami. Vyšší houby syntetizují β-glukany β-(1→3), β-(1→6)-D. Čím více je v molekule vazeb β-(1→4)-D, tím více klesá rozpustnost ve vodě. Nejvíce rozpustné jsou polymery obsahující asi 30 % vazeb (1→3) a 70 % vazeb (1→4) (Velíšek, 1999).

4.2.3. Inuliny jsou polymery složené z lineárních řetězců D-fruktofuranóz (fruktany), které většinou obsahují jako koncovou jednotku D-glukózu. Označují se pak jako glukofruktany. Syntetizuje je celá řada vyšších rostlin. Jednotky fruktózy jsou navzájem vázány β-(1→2) vazbou. Enzymatickou hydrolýzou inulinu je získávána oligofruktóza.

4.2.4. Heteroxylany mají hlavní řetězec tvořen D-xylanopyranosovými jednotkami, vzájemně vázanými vazbami β-(1→4). Terminální jednotkou je α-L-arabinofuranóza. Většina xylózových jednotek není substituována, některé jsou substituovány α-L-arabinofuranózou vazbami (1→3) nebo méně (1→2). Xylóza bývá také substituována arabinofuranózou na C-2 a C-3. Arabinoxylany pšenice jsou bohaté na přítomnost kyseliny ferulové, která je pevně vázána esterovou vazbou na C-5 zbytku arabinózy. Vytváří dimery a podílí se na vzniku příčných vazeb mezi jednotlivými makromolekulami arabinoxylanů (obrázek č. 1) (Brouns, Hemery, Price & Anson, 2012, p. 553–568). Přítomnost kyseliny ferulové a stupeň větvení pak ovlivňuje jejich fyzikálně-chemické vlastnosti.

 

4.3. Rozpustné vlákniny používané zejména jako přídatné látky v potravinách nebo jako doplňky stravy

4.3.1. Gumy sloužící jako zásobní polysacharidy jsou obsažené zejména v semenech luskových plodů nebo v hlízách. Chemickou strukturou patří většinou mezi heteromanany, či heteroglukany. U heteromananů je jejich hlavní řetězec většinou homopolymerní a tvoří jej jednotky D-manózy spojené vzájemně glykosidovými vazbami β-(1→4). Na tyto jednotky pak bývá občas navázána α-D-galaktóza. V tomto případě se jedná o galaktomanany. Jsou-li manózové jednotky nepravidelně nahrazeny glukózou, nazýváme je glukomanany. Bývají také v poloze 2 a 3 acetylovány. Heteroglukany jsou pak tvořeny řetězcem jednotek β-(1→4) D-glukózy, v němž dochází k větvení D-xylopyranózových jednotek vázaných vazbou α-(1→6). U těchto xyloglukanů bývá navázána na xylózových jednotkách β-D-galaktóza (Velíšek, 1999).

4.3.2. Gumy obsažené v exsudátech pletiv tvoří mimořádně rozmanité struktury. Primární strukturu tvoří substituované arabinogalaktany, směsi arabinogalaktanů s glykogalakturonany (např. guma arabská), glykanorhamnogalakturonany (guma karaja), či glykanoglukuronomannoglykany (guma ghatti) (Velíšek, 1999).

4.3.3. Sekundární metabolity charakteru slizů se v naší stravě běžně nevyskytují a nejsou ani přídatnými látkami. Nejznámějším polysacharidem, který je součástí stravy některých asijských a afrických zemí je glykanorhamnogalakturonan obsažený v ibišku jedlém – okře. V doplňcích stravy jsou zastoupeny zejména u nás oblíbeným psylliem (Plantago psyllium L., Plantago indica L., Plantago ovata Forssk.), které v osemení obsahuje 70–90 % arabinoxylanu. Ten je přibližně složen ze 70 % D-xylózou, L-arabinózou (10 %), α-D-galakturonyl-(1→4)-L-xylózou a D-galaktózou (Bruneton, 1999).

4.3.4. Polysacharidy mořských řas jsou zastoupeny v potravinách zejména algináty, agarem a karagenany. Algináty jsou nevětvenými lineárními kopolymery ß-D-mannuronové kyseliny a α-L-guluronové kyseliny spojené glykosidovými vazbami (1→4). Obsah těchto kyselin se liší nejen podle původu řas, ale také podle jejich stáří (Krotkiewski, 1991, p. 483–488). Karboxylové skupiny snadno váží ionty jednomocných a dvojmocných prvků. Pokud jsou plně obsazeny, alginát je nerozpustný ve vodě. Částečné obsazení určitým kationtem má vliv na rozpustnost ve vodě (Brouns, Hemery, Price & Anson, 2012, p. 553–568). Je to dáno jeho iontovou silou. Agary jsou složité lineární polysacharidy, ve kterých jsou stavebními jednotkami β-D-galaktopyranóza a 3,6-anhydro-α-L-galaktopyranóza. Jsou střídavě vázány glykosidovými vazbami (1→3) a (1→4) (Velíšek, 1999). U nás se běžně v potravinářství nevyužívají a nejsou důležitou součástí naší stravy. Karagenany jsou také lineární polysacharidy podobné agaru. Základní strukturou je ale opakující se sekvence β-D-galaktopyranózy a 3,6-anhydro-α-D-galaktopyranózy (Velíšek, 1999). Sekvence těchto jednotek se vyskytuje v několika variantách, které ovlivňují technologické vlastnosti.

4.3.5. Bakteriální polysacharidy produkují dva základní typy polysacharidů, které se buď podílejí na architektuře buněčné stěny a zároveň mohou plnit i funkci zásobní, nebo mají funkci ochrannou proti jiným mikroorganizmům (Velíšek, 1999). Právě tyto bakteriální gumy našly uplatnění v potravinářství jako přídatné látky. Xanthanová guma je složena z β-(1→4)-D glukózových jednotek podobně jako celulóza. Postranní řetězce jsou tvořeny zbytkem D-glukuronové kyseliny a dvěma zbytky D-manózy. K terminálnímu konci D-manózy je navázána další sacharidová struktura, která se liší stupněm substituce podle bakteriálního kmenu, který ji produkuje. Xanthanové molekuly tvoří šroubovici. Podobně složitou strukturu má i gellan, jejímž úplným základem je jednotka β-D-glukózy esterifikovaná v poloze 6 octovou kyselinou (Velíšek, 1999).

 

4.4. Lignin

Lignin je v menší míře obsažen ve všech potravinách s přirozeným obsahem vlákniny. Ve větším množství je obsažen v aleuronové vrstvě zrna. Otruby jej obsahují asi 8 % (Velíšek, 1999). Lignin se v trávicím ústrojí nerozkládá. Dochází ale ke štěpení přirozených vazeb s jinými přírodními strukturami. Jeho prekurzorem je kyselina skořicová, která vzniká biosyntézou z fenylalaninu. Jejím meziproduktem je i kyselina ferulová. Redukcí těchto a dalších kyselin vznikají allylalkoholy, ze kterých pak dalšími biochemickými kroky vzniká složitá a rozmanitá aromatická struktura ligninu. Lignin je kovalentně vázán na příslušný polysacharid, nebo nepřímo prostřednictvím kyseliny ferulové (Velíšek, 1999).

 

5. Vliv vlákniny na trávicí pochody a látkovou výměnu v lidském těle

 

5.1. Zpomalení vyprazdňování žaludku

Zpomalení vyprazdňování žaludku má velký vliv na regulaci příjmu potravy. Přestože je tento účinek běžně vlákninám přisuzován, není nijak věrohodně prokázán a s velkou pravděpodobností neplatí obecně. Většina z nich rychlost vyprazdňování žaludku asi neovlivňuje. Zpomalení vyprazdňování žaludku může být vyvoláno zvýšením viskozity vodného prostředí, pokud je příslušná vláknina dostatečně odolná proti nízkému pH. Musí také tvořit dostatečně viskózní strukturu při odpovídajícím dávkování a způsobu užití. Pro tento účel použití se pravděpodobně hodí některé formy glukomananu. Viskózní vlákniny se mohou uplatnit při řešení obtíží spojených s gastroezofageálním refluxem, či hiátovou hernií. Již po několik desetiletí se úspěšně používají léčiva s obsahem alginanu sodného, hydrogenuhličitanu sodného a uhličitanu vápenatého. Mechanizmus účinku je vysvětlován reakcí s žaludeční kyselinou, následným vytvořením vrstvy gelu kyseliny alginové při pH okolo 7, která pak plave na povrchu obsahu žaludku, a tak brání refluxu po dobu několika hodin. Gel vytvořený v kyselém prostředí se v alkalickém prostředí duodena rozpouští a nestrávená vláknina je vylučována stolicí.

 

5.2. Urychlení střevní masáže

Vyvolávají jej většinou nerozpustné vlákniny (celulóza, některé ß-glukany). Pravděpodobně svým přímým mechanickým působením na střevní stěnu. Může ji ale způsobit i změna osmotických poměrů po příjmu rozpustných vláknin. Lidé jsou k většině polysacharidů rozdílně vnímaví a také se na zvýšený příjem určité vlákniny rozdílně adaptují. Projímavý efekt může být krátkodobý a je často podmíněn dostatečným obsahem určitých látek ve stravě (např. hořčíku). Mohou jej rovněž způsobovat doprovodné látky, nikoliv vlastní vláknina (látky tukové či bílkovinné povahy, inhibitory trávicích enzymů z povrchu semen). S mírně projímavým účinkem se častěji setkáváme zejména u glukomananu vysoké čistoty a viskozity. Výrazný projímavý účinek se někdy dostavuje také. Zaznamenali jsme jej ojediněle také u polydextrózy či galaktomananu guar.

 

5.3. Zvětšení objemu stolice a její konzistence

Je ovlivňováno jak rozpustnými, tak nerozpustnými vlákninami i ligninem. Některé rozpustné vlákniny mohou zvětšit svůj objem postupně v průběhu 24 hodin i 50× a vícekrát (glukomanan) a nejsou příliš či vůbec fermentovány mikrobiotou. Je-li vláknina přijímána pravidelně v dostatečném množství, má na objemu stolice ještě výraznější podíl právě střevní mikrobiota a její buněčné zbytky.

 

5.4. Ovlivnění glykemie

Vliv na hladinu krevního cukru je v literatuře vysvětlován zpomalením trávení sacharidů díky znepřístupnění potravy pro trávicí enzymy a zmenšení plochy pro jejich vstřebávání. Vláknina může snáze snížit glykemický index potravy i hodnotu postprandiální glykemie, je-li užívána během jídla, či je přímou součástí potravinářského výrobku. Některé vlákniny mohou nejen snižovat postprandiální glykemii, ale také snižují plazmatické koncentrace hormonů, které se podílejí na regulaci glykemie tím, že podporují využití a syntézu glukózy (leptin, GLP-1) (Kappor, Ishiara & Okubo, 2016, p. 207–220). To může být způsobeno změnou reakce enteroendokrinních buněk na místní podněty v GIT.

 

5.5. Vliv na snížení hladiny cholesterolu a LDL

Toto pozitivní působení bylo zaznamenáno také jen u některých vláknin. Je vysvětlováno zpomalením vstřebávání tuků, omezením možnosti štěpení lipázami i znesnadněním jejich emulgace. Omezení zpětného vstřebávání žlučových kyselin, ze kterých se v játrech může znovu vytvářet, může také přispět k celkově nižší hladině cholesterolu. Synergický účinek může mít i vliv střevní mikrobioty, která při fermentaci vlákniny přeměňuje pentózové a hexózové zbytky na propionovou kyselinu, následně může příznivě ovlivnit složení mastných kyselin v rámci jejich celodenního příjmu.

 

5.6. Snížení zpětného vstřebávání žlučových kyselin

Tento účinek je pravděpodobně způsoben omezením plochy pro jejich zpětné vstřebávání. Určitou roli by mohla hrát také střevní mikrobiota, která se podílí na tvorbě sekundární žlučové kyseliny deoxycholové z primární kyseliny cholové a jejich rozdílná schopnost reabsorpce.

 

5.7. Zvýšení či snížení vstřebávání minerálních látek

Při pravidelném příjmu vlákniny okolo 20–30 g není za běžných okolností doprovázeno významným snížením využitelnosti minerálních látek z potravy a nebyl prokázán jejich následný deficit v organizmu. Některé studie na zvířecích modelech zaznamenaly významně zvýšené vstřebávání vápníku a hořčíku z potravy po podávání fruktooligosacharidů (Bruneton, 1999). Některé algináty mohou zase dobře fungovat jako iontoměniče (Krotkiewski, 1991, p. 483–488). Nasytíme-li dostatečně alginát draselnými ionty, v trávicím ústrojí pak dojde k vazebné výměně se sodíkem. Tímto mechanizmem lze snížit příjem sodíku z potravy a zároveň zpřístupnit tělu draslík (obrázek č. 2).

 

5.8. Prebiotický účinek vlákniny

Prebiotický účinek vlákniny potravy je dán schopností střevní mikrobioty ji štěpit za vzniku mastných kyselin s krátkým řetězcem. Kyselina octová je převážně využita celkově (svaly, ledviny, srdce, mozek). Propionová je přeměňována v játrech a je potenciálním substrátem pro glukoneogenezi. Může mít inhibiční efekt na syntézu cholesterolu a podílet se na lipogenezi v tukové tkáni. Kyselina máselná je pak přeměněna převážně v enterocytech, podílí se na diferenciaci slizničních buněk a na jejich růstu (Flint, 2012, p. 10–13) (obrázek č. 3).
Tyto kyseliny mají vliv na hodnotu pH, která je důležitá pro kvantitativní složení mikrobioty (Shoaib et al., 2016, p. 444–454). Pravidelný příjem vhodné vlákniny má vliv na složení střevní mikrobioty v krátkodobém i dlouhodobém horizontu (Shoaib et al., 2016, p. 444–454).

 

6. Vláknina v naší běžné stravě a doporučovaný denní příjem

Mezi hlavní přirozené zdroje vlákniny v české stravě patří obiloviny, zelenina, ovoce a luštěniny. Obiloviny obsahují kromě celulózy jako hlavní polysacharidy arabinoxylany (pšenice, žito). Ječmen a oves pak zejména β-glukany. Vlákniny obilovin se podílejí na reologických vlastnostech těsta a na konzumní trvanlivosti mlýnsko-pekárenských výrobků. V zelenině tvoří jednu třetinu celulóza, třetinu hemicelulózy a více než pětinu pektiny. Zbytek vlákniny tvoří ostatní složky. Zelenina se podílí na celkovém příjmu vlákniny asi z 11 %. Obsah celkové vlákniny v zelenině je od 3 g/kg (vodní meloun) do 50 g/kg (naťová zelenina) (Kopec, 2010). Inulin je zastoupen v zelenině v cibuli, česneku, artyčoku, čekance, pórku a chřestu. V ovoci je nerozpustná vláknina zastoupená celulózou a zpravidla hemicelulózami v podobě heteroxylanů. Její podíl bývá minimálně dvojnásobný i díky vysokému obsahu ve slupce, kterou často konzumujeme. Rozpustnou vlákninu reprezentují především pektiny. Pro pektiny je typická rozpustnost v horké vodě a tvorba gelů po ochlazení. Toho je často využíváno při konzervování ovoce a při jeho kuchyňském zpracování, kdy je pektin dokonce přidáván navíc. Velmi oblíbené banány obsahují vedle pektinu také inulin. Nerozpustná vláknina luštěnin je kromě celulózy zastoupena arabinoxylany. Luštěniny obsahují po tepelné úpravě značné množství rezistentního škrobu. Rezistentní škrob ale může vznikat po tepelné úpravě v různé míře i u dalších potravin (brambory, těstoviny). V luštěninách jsou dále také zastoupeny fruktany (Dodevska, Djordevic, Sobajic, Miletic, Djordevic, Dimitrijevic-Sreckovic, 2013, p. 1624–1629). Vedle fruktanů (inulin) jsou přítomny nestravitelné fruktooligosacharidy odvozené od sacharózy (rafinóza, stachióza, verbaskóza), které způsobují nadýmání, díky rychlé fermentaci v tlustém střevě. K nadýmání přispívá i inulin. Dle výživového doporučení Společnosti pro výživu by měl denní příjem vlákniny dosáhnout u dospělého člověka 30 g. Denní příjem zeleniny a ovoce by měl dosahovat 600 g, včetně zeleniny tepelně upravené, přičemž poměr zeleniny a ovoce by měl být cca 2:1, to znamená 400 g zeleniny a 200 g ovoce. Toto doporučení není vůbec snadné každodenně racionálně splnit a může se v praxi podílet na nárůstu tělesné hmotnosti, díky příliš vysokému příjmu sacharidů (ovoce, cereální výrobky, přílohy, dietní prohřešky).

 

7. Označování potravin a výživová zdravotní tvrzení

Evropská agentura pro bezpečnost potravin (European Food Safety Authority-EFSA) se zabývá i vlivem vlákniny potravy na lidské zdraví. Na základě studia publikovaných vědeckých prací stanovila výživová zdravotní tvrzení, která mohou být používána na obalech výrobků s obsahem vlákniny (Evropský parlament a rada, 2011). Konstatuje také, že výživová a zdravotní tvrzení musí být založena na všeobecně uznávaných údajích a být jejich prostřednictvím zdůvodněna.

 

7.1. Redukční dieta

Glukomanan z Amorphophallus konjak v rámci nízkoenergetické diety přispívá ke snížení hmotnosti. Toto tvrzení o příznivém účinku může být použito u potravin, které obsahují 1 g glukomananu v kvantifikované porci. Zároveň musí být dosažen příjem glukomananu v množství 3 g denně ve třech dávkách po 1 g (European Union, 2012).

 

7.2. Normální hladina cholesterolu

V případě glukomananu dosáhneme příznivého účinku při přívodu 4 g glukomananu denně. Kvalitu samotného glukomananu bohužel nijak věstník nespecifikuje a nelze s tímto tvrzením podle našich zkušeností souhlasit obecně. To platí i v případě dalších polysacharidů. K udržení normální hladiny cholesterolu přispívá i guarová guma u potravin, která poskytuje přívod 10 g guarové gumy denně, hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC) při přívodu 5 g denně a chitosan při přívodu 3 g denně. U β-glukanů lze příznivého účinku dosáhnout při konzumaci 3 g této vlákniny z ovsa, ovesných otrub, ječmene, ječných otrub, nebo ze směsí těchto zdrojů denně. U pektinů pak dávkou 6 g denně (Komise EU, 2012).

 

7.3. Normální hladina krevního cukru

Konzumací pektinů s jídlem lze přispět k omezení nárůstu hladiny glukózy v krvi po tomto jídle. Příznivého účinku se dosáhne konzumací 10 g pektinů během konzumace jídla. Obdobně mohou působit β-glukany z ovsa a ječmene. Příznivého účinku lze dosáhnout přívodem 4 g β-glukanů z ovsa, nebo ječmene na každých 30 g využitelných sacharidů v kvantifikované porci jakožto součást jídla. Arabinoxylan vyrobený z endospermu pšenice, je-li součástí jídla, přispívá k omezení nárůstu hladiny glukózy po tomto jídle, pokud potravina obsahuje 8 g vlákniny bohaté na tento arabinoxylan (nejméně 60 %) na 100 g využitelných sacharidů. Také nahrazením stravitelného škrobu rezistentním škrobem v jídle lze dosáhnout tohoto efektu, pokud obsah rezistentního škrobu činí nejméně 14 % z celkového obsahu škrobu v konzumovaném pokrmu, či potravinářském výrobku (Komise EU, 2012).

 

7.4. Vliv na funkci střev a střevní motilitu

U žitné vlákniny je možné používat tvrzení, že přispívá k normální činnosti střev, pokud produkt obsahuje alespoň 6 g vlákniny na 100 g, nebo alespoň 3g na 100 kcal. Jedná se pak o výrobek s vysokým obsahem vlákniny. Za obdobných podmínek je možné uvést u vlákniny ze zrn ovsa, ječmene a pšeničných otrub, že přispívají ke zvýšení objemu stolice. Vláknina z pšeničných otrub zároveň urychluje střevní tranzit (Komise EU, 2012).

 

7.5. Povinné varování

Nařízení Komise Evropské unie také stanovilo podmínky používání potravinářských výrobků s obsahem vlákniny. U glukomananu, guarové gumy, pektinů je v nařízení uvedeno, že je třeba varovat před udušením, které hrozí osobám s polykacími obtížemi, nebo při zapití neodpovídajícím množstvím tekutin. Má se také uvézt instrukce, že je nutné pokrm zapít velkým množstvím vody, aby bylo zajištěno, že se látka dostane do žaludku. Tato podivná podmínka používání potravinářského výrobku, ze kterého musí mít každý po přečtení varování logicky obavy, nemůže z odborného hlediska obecně obstát a nemůže být založena na všeobecně uznávaných údajích. Není zároveň stanovena u potravin, které nejčastěji polykací obtíže způsobují. Tvrdé kapsle s obsahem pektinu, či glukomananu, nemohou představovat pro konzumenta větší problém než jakékoliv jiné stejně velké kapsle. Také například náhražky těstovin s obsahem glukomananu nemohou mít takové reologické vlastnosti, aby s nimi měli lidé větší polykací obtíže než při konzumaci běžných těstovin. Nešly by navíc ani připravit. Určité riziko mohou představovat práškové formy doplňků stravy s vlákninou, které se užívají rozpuštěné ve vodě, jestliže se použije vláknina nevhodných reologických vlastností a není navíc uveden správný způsob použití. Doporučované zapití velkým množství vody pak může skončit tragicky, protože kvalifikovaná pomoc přijde příliš pozdě. Je proto patrné, že autoři doporučení se sami nepřesvědčili o jeho správnosti metodou pokusu a omylu. U výše uvedených vláknin a celé řady dalších, kde toto varování není nutné, platí, že rychlost nárůstu viskozity ovlivňuje i velikost částic, které jsou ve vodě dispergovány. Není proto vždy možné, aby se pro doplňky stravy používaly potravinářské suroviny, které běžně slouží jako přídatné látky, a je třeba respektovat, k čemu je potravinářská surovina primárně určena.

 

7.6. Energetická hodnota

Protože se předpokládá, že je vláknina částečně přeměněna střevní mikrobiotou na mastné kyseliny (viz výše), její energetická hodnota byla stanovena na 8,4 kJ (2 kcal) na 1 g vlákniny. Pozitivní praktický význam to ale při doporučeném příjmu vlákniny 30 g za den pravděpodobně nemá a z výživového hlediska je někdy lepší ji nezapočítávat (redukční diety). U některých osob, které si pečlivě počítají energetický příjem, může být jídelníček se sníženým obsahem energie, či jídelníček nízkoenergetický, zbytečně ochuzen o výživné látky bez jakéhokoliv pozitivního vlivu na tělesnou hmotnost.

 

PharmDr. Martin Staněk
Centrum pro poruchy metabolizmu a výživy, Praha 1
e-mail: guareta@drstanek.cz

 

LITERATURA
• Brouns, F., Hemery Y., Price, R., & Anson, N.M. (2012). Wheat Aleuron: Separation, Composition, Health Aspects, and Potential Food Use. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 52, 553–568.
• Bruneton, J. (1999). Pharmcognosy (2nd ed.). Paris: Lavoisier Publishing.
• Dodevska, M. S., Djordevic, B. I., Sobajic, S. S., Miletic, I. D., Djordevic, P. B., Dimitrijevic-Sreckovic, V. S. (2013). Charakterisation of Dietary Fibre Components in Cereals and Llegumes. Food Chemistry, 141, 1624–1629.
• Doi, K. (1995). Effect of Konjak Fibre (glucomanan ) on Glucose and Lipids. European Journal of Clinical Nutrition, 49, Suppl. 3, 190–197.
• European Union (2006). Nařízení Evropského parlamentu a rady (ES) č. 1924/2006 ze dne 20. prosince 2006 o výživových a zdravotních tvrzeních při označování potravin. Retrieved from http://eur-lex.europa.eu/legal-content/ CS/TXT/?uri=celex:32006R1924
• European Union (2011). Nařízení Evropského parlamentu a rady (ES) č. 1169/2011 ze dne 25. října 2011 o poskytování informací o potravinách spotřebitelům. Retrieved from http://eur-lex.europa.eu/legal-content/CS/ TXT/?uri=celex%3A32011R1169
• European Union (2012). Nařízení Komise (EU) č.432/2012 ze dne 16. května 2012, kterým se zřizuje seznam schválených zdravotních tvrzení při označování potravin. Retrieved from http://eur-lex.europa.eu/legal-content/CS/ TXT/?uri=CELEX%3A32012R0432
• European Union (2012). Úřední věstník Evropské unie L 136 ze dne 25. 5. 2012. Retrieved from http://eur-lex.europa.eu/legal-content/CS/TXT/?uri=OJ%3AL%3A2012%3A136%3ATOC
• Fenema Owen, R. (1996). Food Chemistry (3rd ed.). New York , USA: Marcel Dekker.
• Flint, J. H. (2012). The Impact of Nutrition on the Human Microbiome: Nutrition Reviews, Vol. 70 (Suppl.1), 10–13.
• Gurr, M. I. & Asp, N. G. (1996). Dietary Fibre. In ILSI Europe Monograph Series. Brussels, Belgium: ILSI Europe.
• Kappor, M. P., Ishiara, N., & Okubo, T. (2016). Soluble Dietary Fibre Partially Hydrolysed Guar Gum Markedly Impacts an Hyperglycaemia, Hyperlipidemia and Incretins Metabolic Hormones Over Time in Healthy and Glucose Intolerant Subjects. J. of Functional Foods, 24, 207–220.
• Khotimchenko, Yu. S., Kovalev, V. V., Savchenko, O. V., Ziganshina O. A. (2001). Physical-Chemical Properties, Physiological Activity, and Usage of Alginates,
the Polysaccharides of Brown Algae. Russian J. of Marine Biology, 27, Supl.1, 53–64.
• Kopec, K. (2010). Zelenina ve výživě člověka. Praha, Czech Republic: Grada.
• Kritchevsky, D., & Bonfield, Ch. (1997). Dietary Fibers in Health and Disease. New York, USA: Plenum Press.
• Krotkiewski, M. (1991): Effect of a Sodium-Potassium Ion-Exchanging Seaweed Preparation in Mild Hypertension. Am.J. of Hypertension, 4, 483–488.
• Mann, J., & Stewart Truswell, A. (1998). Essentials of Human Nutrition. New York, USA: Oxford University Press Inc.
• Olveira, G., Gonzáles-Molero, I.: An Update on Probiotics and Prebiotics in Clinical Nutrition. Endocrinol. Nutr, 63(9), 482–494.
• Shoaib, M., Shehzad, A., Omar, M., Rakha, A., Raza, H., Sharif, H. R., Shakeel, A., Ansari, A., Niazi, S. (2016). Inulin: Properties, Health Benefits and Food
Aplications. Carbohydrate Polymers, 147, 444–454.
• Velíšek, J. (1999). Chemie potravin. Tábor, Czech Republic: OSSIS.

 

Zpět

Česká diabetologie č. 1/2022

17 | 05 | 2022

Vyšlo první letošní číslo České diabetologie.

Podpůrná léčba č. 2/2022

10 | 05 | 2022

Právě vychází Podpůrná léčba.

Diabetology News č. 3/2021 Czech edition

09 | 04 | 2022

Právě vyšlo poslední loňské číslo časopisu Diabetology News.




Partneři projektu