Ученые из Университета Иллинойса разработали новые гибриды фиолетовой кукурузы, содержащие различные комбинации фитохимических веществ, которые могут бороться с ожирением, воспалением и диабетом, как показывает новое исследование на мышах.
Околоплодник - или внешний слой - фиолетовых и других ярко окрашенных зерен кукурузы также может служить альтернативным источником красителей для пищевых продуктов, предоставляя производителям кукурузы еще один продукт с добавленной стоимостью из их урожая, говорится в заявлении U. of I., команда под руководством профессора пищевой науки Эльвиры Гонсалес де Мехиа и профессора растениеводства Джона Джувика. Недавно они опубликовали свои выводы в журнале Food Chemistry..
Из сорта кукурузы под названием Apache Red команда Ювика вывела 20 генетических сортов пурпурной кукурузы, каждый из которых содержит уникальную комбинацию антоцианов, питательных натуральных пигментов, придающих перикарпию яркий цвет.
Широко обнаруженные в тканях растений фенольные соединения, как правило, обладают ароматическими свойствами и определяют цвет, вкус и кислотность фруктов. Антоцианы являются одним из классов фенолов, и исследования связывают потребление продуктов, богатых антоцианами, со снижением риска сердечно-сосудистых заболеваний, диабета 2 типа и некоторых видов рака.
Используя воду под давлением, исследователь с докторской степенью и соавтор исследования Диего Луна-Витал извлек антоцианы из околоплодника кукурузных зерен, создав богатые антоцианами водные экстракты, которые затем были лиофилизированы. Хотя анализ экстрактов показал, что околоплодник является богатым источником антоцианов и фенольных соединений, их концентрация значительно различалась у разных сортов.
Чтобы изучить влияние антоцианов на воспаление, вызванное ожирением, тогдашний аспирант и первый автор исследования Цяочжи Чжан объединил жировые клетки, называемые адипоцитами, от мышей с крупными иммунными клетками, называемыми макрофагами.
Модели клеток мыши в исследовании имитировали клетки людей с ожирением с высокой концентрацией липидов и воспалением в клетках или здоровых людей, которые регулярно употребляют в пищу растения, содержащие фенольные соединения, сказал де Мехиа. «Так что это вполне реальные модели, которые можно использовать в исследованиях in vivo на людях или животных».
"Мы оценили некоторые очень специфические биомаркеры, которые, как уже известно, связаны с воспалением и адипогенезом, который представляет собой преобразование пре-адипоцитов в зрелые адипоциты, которые накапливают жир", - сказал Luna-Vital.
Они заметили, что фенольные соединения в экстрактах изменяют развитие клеток, снижая содержание жира в адипоцитах с 8% до 56%, в зависимости от используемых фенолов.
Чтобы изучить влияние соединений на резистентность к инсулину, метаболическую дисфункцию, связанную с диабетом, ученые использовали клеточный сигнальный белок, чтобы вызвать резистентность к инсулину в жировых клетках мышей, затем обрабатывали клетки антоцианиновыми соединениями и наблюдали. их поглощение глюкозы.
Ключевой маркер резистентности к инсулину снизился на 29%-64%, а потребление глюкозы клетками снизилось на 30%-139%, в зависимости от химического состава используемых антоцианов.
«Мы наблюдали очень важные изменения в молекулах, которые уменьшали окислительный стресс и воспаление в резистентных к инсулину адипоцитах», - говорит Луна-Витал. «Мы также обнаружили важные изменения в провоспалительных молекулах в иммунных клетках».
Результаты показали, что различные уровни и химические составы этих фенольных соединений могут предотвращать ожирение или улучшать профиль инсулина у людей, страдающих ожирением, говорит Luna-Vital.
Меньшие фенолы, такие как кверцетин, лютеолин и рутин, которые присутствуют во многих растительных продуктах, сыграли ключевую роль в уменьшении ожирения, воспалений и некоторых маркеров диабета 2 типа, сказал де Мехиа. «В то время как другие, такие как ванилиновая и протокатеховая кислота, снижали потенциальное превращение преадипоцитов в адипоциты».
Она предупредила, однако, что «очень важно отметить, что не только одно или два соединения, но и комбинации фенолов», работающие вместе, ответственны за благотворное воздействие.
Аспирантка и соавтор исследования Лаура Чатем в настоящее время проводит геномную селекцию для определения ДНК-маркеров, связанных с наиболее многообещающими последствиями для здоровья, чтобы вывести гибриды кукурузы с такими свойствами, сказал Джувик.
В дополнение к своим полезным для здоровья свойствам околоплодник красной, пурпурной и другой ярко окрашенной кукурузы может служить натуральным пигментом для пищевой промышленности, удовлетворяя высокий потребительский спрос на альтернативы синтетическим красителям, сказал Ювик.
«Мы подсчитали, что весь красный краситель № 40 - один из основных красителей, используемых в США - можно заменить пигментом, полученным из примерно 600 000 акров кукурузы», - сказал Джувик. «И мы могли бы производить богатый антоцианами околоплодник в достаточном количестве, чтобы производители могли добавлять его в напитки или специальные продукты с фармацевтическими свойствами».
Еще одно преимущество сушеной кукурузы заключается в том, что она стабильна при хранении, обеспечивая экономичную замену скоропортящимся фруктам и овощам, которые производители в настоящее время также используют для окрашивания многих продуктов питания и напитков, сказал он.
«Преимущество использования воды для извлечения антоцианов из околоплодника заключается в том, что это самый простой, прямой и недорогой для промышленности способ удаления этих соединений по сравнению с другими сложными и более дорогими протоколами экстракции», - Джувик. сказал.