Original title:
VÝVOJ A TESTOVÁNÍ PŘÍRODNÍCH SLOŽEK POTRAVIN PRO DĚTSKOU VÝŽIVU
Translated title:
DEVELOPMENT AND TESTING OF NATURAL FOOD COMPOUNDS FOR INFANTS´ NUTRITION
Authors:
Hoová, Julie ; Kráčmar, Stanislav (referee) ; Vítová, Eva (referee) ; Márová, Ivana (advisor) Document type: Doctoral theses
Year:
2022
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
Předložená disertační práce se zabývá vývojem a testováním přírodních složek potravin pro dětskou výživu. V rámci práce byly vybrány skupiny rostlinných potravin, které byly zkoumány z nutričního hlediska, a také na obsah biologicky významných látek, zejména látek s antioxidačním a antimikrobiálním účinkem. Z hlavních nutrientů byl sledován celkový obsah sacharidů, redukující cukry, nerozpustná vláknina, zastoupení celkového dusíku a profil mastných kyselin. Ve vybraných vzorcích byl poté sledován obsah vitaminů a provitaminů, celkových fenolických látek, flavonoidů, antioxidační kapacita, přírodní barviva, množství fruktanů a -glukanů, organické kyseliny. Za účelem vyhodnocení antimikrobiálního účinku byla sledována interakce materiálů s příslušnými zástupci buněk. Bezpečnost přípravků byla hodnocena pomocí testů cytotoxicity na humánních buněčných liniích HaCaT a Caco-2. Za účelem zvýšení stability a maskování nevhodných senzorických vjemů byla zařazena enkapsulace vybraných extraktů do nanočástic, zejména liposomů o různém složení. U těchto částic byla sledována distribuce velikosti, uniformita, zeta potenciál, enkapsulační účinnost a postupné uvolňování aktivních složek. Slunečnicový a sójový lecithin byl vyhodnocen jako nejvhodnější pro přípravu liposomů. V další části práce byly kultivovány vybrané kmeny probiotických bakterií, u kterých byl sledován vliv použitých technik enkapsulace na jejich viabilitu. Poté byl sledován vliv přítomnosti některých látek rostlinného původu na probiotickou viabilitu, a to i v podmínkách modelového trávení. V rámci stanovení viability byly využity techniky kultivační, ale i průtoková cytometrie. Na základě získaných výsledků byly vybrány extrakty rostlinného původu bohaté na množství biologicky významných látek s pozitivním vlivem na lidský organismus i na metabolismus probiotických bakterií. Vhodnou kombinací se v této práci jevil zejména mladý ječmen s vybranými zástupci laktobacilů a bifidobakterií. V poslední fázi práce byl zkoumán přechod spécií biogenního prvku selenu, jakožto zástupce přirozených antioxidantů v těle, a to z matky na dítě prostřednictvím raného mateřského mléka – kolostra. V práci byla potvrzena důležitá role kolostra ve výživě novorozenců. V kolostru byla zjištěna přítomnost selenoproteinu P, který je jakožto primární antioxidant přijímán dítětem bezprostředně po narození a přispívá k jeho obranyschopnosti. Celkově lze konstatovat, že i přes nesporný zásadní význam bílkovin pro dětskou výživu představují další biologicky aktivní látky rostlinného původu, případně kombinace probiotik a prebiotik, velký přínos a přispívají ke zvýšení nutriční hodnoty a kvality potravin určených pro dětskou výživu. KLÍČOVÁ SLOVA: selenometabolity, antioxidanty, doplněk stravy, dětská výživa
The presented doctoral thesis is focused on development and testing of natural compounds for infant’s nutrition. Selected groups of plant-based food were examined from nutritional point of view, as well as regarding the content of biologically active compounds, especially compounds with antioxidant and antibacterial activity. As basic nutrients were measured following groups of compounds: total saccharides, reducing sugars, insoluble fiber, total nitrogen, and fatty acid profile. Moreover, content of specific vitamins and provitamins, total phenolic compounds, flavonoids, antioxidant capacity, natural pigments, fructans, -glucans and organic acids were determined in selected samples. The evaluation of antimicrobial effect was studied via interaction with appropriate types of microbial cells. The safety of tested materials was verified by cytotoxicity tests using human cell lines HaCaT and Caco-2. In next part of present work, encapsulation techniques were applied to enhance stability and consumer acceptance of natural extracts. Materials were encapsulated into nanoparticles, especially into liposomes of different composition. Size distribution, uniformity, zeta potential, encapsulation efficiency and release control were monitored. Sunflower and soya bean lecithin were determined as the most suitable for preparation of stable liposomes. Further part of the study was focused on the role of probiotics in infant´s nutrition. Selected probiotic strains were cultivated and the influence of the encapsulation techniques and presence of plant extracts on probiotic viability were examined in natural form and in model digestion conditions. Cultivation techniques and flow cytometry were performed to evaluate probiotic viability. Based on the results obtained, plant extracts rich in bioactive compounds and having potential effect on human organism and probiotic bacteria were selected. As a most suitable combination, green barley and some probiotics like lactobacilli and bifidobacteria could be recommended. Finally, the specific study focused on the transfer of selenium species from mother to child via colostrum was analyzed. Selenium is a biogenic element acting as a representative of early natural antioxidants in human body. The important role of colostrum in neonatal nutrition was confirmed by the detection of the presence of selenoprotein P in the colostrum. This protein is further taken up by the child immediately after birth and contributes as the earliest antioxidant to infant´s immunity. Overall, it can be concluded that, despite the undeniable fundamental importance of protein in childhood nutrition, further plant-based biologically active compounds and combinations of probiotics and prebiotics, represent a major benefit and contribute positively to the increase of the nutritional value and quality of foods for infant nutrition.
Keywords:
antioxidants; encapsulation; food supplement; infants‘ nutrition; probiotics; selenometabolites; antioxidanty; doplněk stravy; dětská výživa; enkapsulace; probiotické bakterie; selenometabolity
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/208592
guest ::
