madalina

Cuprins:

		Pagină
	A. Partea de Documentare	3
Capitolul 1	Elementele minerale și importanța lor în organismul uman	3
1.1.	Minerale în organism	3
1.1.1.	Bioelemente	3
1.2.1.	Surse de elemente esențiale	5
1.2.2.	Importanța bioelementelor în organism	5
Capitolul 2	Fructele ca aport de bioelemente	6
2.1.	Considerații generale	22
2.2.	Strugurii, fructe importante în alimentație	29
Capitolul 3	Bioaccesibilitatea și Biodisponibilitatea	33
3.1.	Considerații generale	33
3.2.	Metode de determinare a biodisponibilității și a bioaccesibilității bioelementelor	37
3.2.1.	Metoda prin solubilitate	37
3.2.2.	Metoda prin dializă	38
3.2.3.	Metoda prin CaCo – 2	38
3.2.4.	Modelul gastrointestinal	39
	B. Partea de Contribuții Proprii	42
Capitolul 4	Determinarea bioaccesibilității Fe, Mn, Zn și Cu din struguri	42
4.1.	Introducere	42
4.2.	Materiale și metode	43
4.2.1.	Aparatură și reactivi	43
4.2.2.	Determinarea concentrației totale	43
4.2.3.	Determinarea concentrației bioaccesibile	44
4.2.4.	Determinarea aportului lor mineral în dieta zilnică recomandată	45
4.2.5.	Determinarea bioaccesibilității Fe, Mn, Zn și Cu	45
4.3.	Rezultate și discuții	45
4.3.1.	Concentrația totală a Fe, Mn, Zn și Cu în struguri	45
4.3.2.	Concentrația bioaccesibilă a Fe, Mn, Zn și Cu	48
	*Concluzii generale*	53
	*Bibliografie și webografie*	55

PARTEA DE DOCUMENTARE

Capitolul 1.

ELEMENTELE MINERALE ȘI IMPORTANȚA LOR ÎN ORGANISMUL UMAN

1.1. Minerale în organism

Organismele vii au luat naștere din substanțe organice, care, la randul lor, în condiții favorabile unor astfel de transformări, s-au format din substanțe anorganice.

Mineralele sunt substanţe anorganice cu structură simplă (care nu se pot fracţiona) pe care organismul trebuie să şi le procure din alimentaţie, fiindcă nu le poate sintetiza ca atare.

Acestea pot fi prezente ca ioni ( electroliţi ), sau combinate cu compuşi organici (organogene). Ele îndeplinesc funcţii esenţiale în corpul uman, fără să constituie surse de calorii şi sunt necesare în cantităţi mult mai mici decât proteinele, lipidele sau glucidele, (reprezintă aproximativ 4 – 6 % din greutatea totală a corpului).[42]

Substanțele minerale intră în componența hranei și sunt indispensabile la formarea țesuturilor, participând la procesele biologice și fiziologice ale organismului.

1.1.1. Bioelemente. Definiție

Printr-un proces îndelungat de evoluție, au apărut pe Pământ viețuitoarele inferioare, și mai apoi cele superioare. În organismele acestora se găsesc elemente chimice pe care le găsim și în materia anorganică. Aceste elemente, poartă numele de bioelemente și participa la alcătuirea materiei vii.[15]

Bioelementul poate fi definit ca unitatea funcțională, elementară a materiei vii, care este un complex biologic activ de elemente chimice precum atomi, ioni și nanoparticule, cu compuși organici exogeni (primari) sau biogeni (secundari).

Bioelementele includ orice structuri chimice (aflate în natură), care nu au proprietățile fundamentale ale lucrurilor vii: metabolismul, variabilitatea, reproducerea și ereditatea.[12]

Bioelementele sunt elemente minerale, esențiale pentru buna funcționare a organismului.

Deși se găsesc într-un număr relativ mic, importanța microelementelor în organism este majoră, acestea nu trebuie să fie neglijate.[14] Procentul bioelementelor poate fi calculat la substanța totală sau la substanța uscată.

Ele se împart în macroelemente, (care exista în organism în cantități mari, 99,99%)[12], oxigenul =65 %; carbonul =18,5 %; hidrogenul = 9,5%; azot = 3,3 %; calciu = 1,5 % ; fosfor = 1 %; potasiu = 0,35%; sulf = 0,25%; sodiu = 0,15%; magneziu = 0,005; clor = urme[50], și microelemente, (prezente în organism în cantiăți mici – 0,01%), o parte dintre ele fiind prezentate în figura 1.[12]

Figura 1. Substanțe minerale [59]

Până în prezent, sunt cunoscute paisprezece elemente absolut necesare organismului uman, fără de care nu pot avea loc procesele metabolice, și anume: fier, iod, seleniu, crom, nichel, staniu, siliciu, cupru, zinc, mangan, cobalt, fluor, vanadiu și molibden. Acestea devin totuși toxice, daca sunt prezente în organism în doze mari.[42]

Cerințele fiziologice pentru nutrienți variază foarte mult (de la 1% până la 100%) , în funcție de vârstă, sex, stadiul de creștere, sarcină și alăptare. Necesarul este calculat ținând cont de cerințele fiziologice și eficiența absorbției din alimentație (diferă în funcție de dietă și gazdă dar și de alți factori precum valoarea elementului consumat).[70]

Eficiența microelementelor este dovedită prin creșterea considerabilă a imunității, ajutând astfel organismul să lupte împotriva eventualelor boli, infecții sau virusuri.[42]

Atunci când un element este deficitar, se produce un sindrom caracteristic care reflectă funcția specifică a acelui nutrient în metabolism.[89]

Vitaminele, mineralele și alte microelemente nutritive sunt necesare pentru funcțiile normale ale organismului nostru, însă ele nu lucrează singure. [7] Toate elementele nutritive participă la procese metabolice complexe în organismul nostru și interacționează cu alte elemente nutritive, fie amplificându-le efectul, fie opunându-se acțiunii acestora[42]. Interacțiunea lor optimă și echilibrul celular sunt fundamentele sănătății, așa cum ne este explicat și de celebrul savant rus D.I. Mendeleev[33]: “În natură nu poate există nici haos, nici dezordine, trebuie să existe o lege fundamentală care să ţină cont de diferenţele şi asemănările existente între elemente.”

Necesităţile organismului în săruri minerale sunt determinate de rolul important al acestora în desfăşurarea proceselor vitale [67].

Acestea au în primul rând, un rol plastic, deosebit de important. Dintre sărurile minerale, din punct de vedere cantitativ, calciul şi fosforul ocupă locul cel mai important în procesele plastice.

Calciul, fosforul şi magneziul sunt constituenţii de bază ai oaselor şi dinţilor, dar unele săruri minerale se afla în compoziţia protoplasmei celulare. De asemenea, sunt prezente şi în componenţa lichidelor celulare şi extracelulare, ajutând la menţinerea constanțelor mediului intern al organismului, a echilibrului acido-bazic, precum și al presiunii osmotice etc. Ele se află şi în compoziţia unor fermenţi şi hormoni, ceea ce le conferă un rol funcţional important.[37]

Cele mai răspândite bioelemente sunt metaloizi cu masă atomică mică, acest lucru făcând ca țesuturile să fie slabe conducătoare de căldură şi electricitate cu o densitate apropiată de cea a apei. Conținutul de apă al organismelor variază, în funcție de specie şi vârstă, între 50 – 98 %.

1.2. Bioelemente esențiale organismului

Surse de elemente esențiale

Bioelementele ajung în organism pe cale hidrică și pe cale alimentară, cea de-a doua cale fiind dependentă de prima, datorită absorbției apei în organismul vegetal și în cel animal..

Datorită apei au loc cele mai multe reacții chimice legate de metabolismul substanțelor, deoarece ea este un foarte bogat mediu de elemente, fiind și un foarte bun dizolvant pentru multe dintre ele.

Apa în sine, este o substanță chimică anorganică rezultată în urma interacţiunii a două molecule de hidrogen şi a unei molecule de oxigen, (2H₂O → 2H₂+ O₂), și este singura substanță care există în mod natural pe pământ, în toate cele trei stări fizice de agregare ale materiei (solidă, lichidă, gazoasă), fiind în permanentă mișcare între cele trei stări.[34]

Ea este socotită ca fiind a doua cea mai importantă sursă în aportul de săruri minerale, influenţând considerabil sănătătatea populaţiei. Elementele minerale din apă sunt absorbite mai bine decât cele din produsele alimentare .

Prezența bioelementelor în apă de datorează interacţiunilor complexe hidrosferă – atmosferă – litosferă – organisme vii.[9]

Apa din sol, de unde este absorbită de către plante, provine din precipitaţii şi mai puţin, din vaporii de apă din atmosferă.

Regimul hidric al plantelor, este reprezentat de totalitatea proceselor de absorbție a apei, transportul ei în plantă și eliminarea acesteia în mediul extern. Aceste procese sunt în echilibru.

Apa ajunge în organismul vegetal (în proporție de 80 – 90% ) datorită celor trei organe ale plantei ( rădăcină, tulpină și frunze) responsabile de absorbţie a apei şi implicit a sărurilor mineral, dar numai o parte din cantitatea totală absorbită rămâne în organism, restul fiind eliminată cel mai adesea prin transpirație.

Dupa cum bine știm că plantele constituie alimente atât pentru animale cât și pentru oameni, acestea contribuie la aportul zilnic de apă, care trebuie să fie, în cazul oamenilor, până la 22,5 l/ zi (1,5 l se datorează ingestiei de lichide, 1 l fiind acoperit de apa din compoziția alimentelor și prin apa endogenă rezultată din combustiile ce au loc la nivelul ţesuturilor).

În acest fel, aflăm cum ajung bioelementele în organism, concluzionând faptul că aportul lor depinde în mare parte și de alimentație și de hidratare.

Importanța bioelementelor în organism

Se cunoaște faptul, că o serie de macro și microelemente ( Ca, Mg, K, Na, P, N, respectiv Fe, Zn, Cu, mn, Cr, Se, I etc.) sunt esențiale pentru buna desfășurare a activității organismului. Fără ele, apar anumite schimbări ale organismului ( fizice și psihice), specifice deficitului elementului respectiv.

Calciul este un mineral indispensabil vieții, datorită implicării lui în nenumarate procese metabolice și având roluri esențiale în viața tuturor celulelor corpului.

Figura 2. Structura atomului de calciu [47]

El intră în componenta țesutului osos. Ionii de calciu stabilizează membranele celulare. El este necesar pentru normalizarea proceselor de oxidare la nivelul sistemului nervos si de contracție a mușchilor. În același timp, activează unii fermenți și hormoni, participă în procesul de coagulare a sângelui, dar totodată are și acțiune antiinflamatorie și desensibilizantă. [33]

Acesta conferă oaselor rigiditatea caracteristică, și are un rol esenţial în funcţionarea muşchilor şi a nervilor.

Absorbtia calciului din produsele alimentare are loc în intestinul subțire fiind produsă în prezența vitaminelor D, proteinelor, acidului citric și lactozei.[12]

Organismul uman contine circa 1200g de calciu, 99% din această cantitate aflându-se în sistemul osos.

Figura 3. Calciu în stare pură [95]

Deficitul de calciu poartă numele de hipocalcemie și are multiple manifestări, (ca răspuns general al organismului caci multe funcții sunt afectate).

Principalele semne ale deficitului de calciu sunt spasmele musculare, (contracții musculare spontane), tremor; apar involuntar și unele pot fi foarte dureroase; încleștarea degetelor; pierderi de memorie, cu scăderea capacității de memorare și implicit a atentiei; amețeală ( chiar până la leșin); senzație de amorțeală (care se poate manifesta în special la nivelul membrelor), furnicături în degete, în palme sau în picioare; insomnie; irascibilitate (dar și alte tulburări psihice, de la depresie până la halucinații); fracturi sau /și deformări osoase, preminarea sternului etc.;[65] spasmofilia; întârzierea creșterii la copii; dereglari menstruale la femei; degradarea și căderea părului; fagilitatea unghiilor, (acestea se rup și se exfoliază ușor); pielea devine aspră; apar lipsa poftei de mâncare; apatie; astenie; oboseală nejustificată ( la eforturi foarte mici); creșterea frecvenței cardiace; și fragilitate vasculară, (manifestată prin spargerea vaselor sub piele), etc.

Pe de altă parte, cantitatea prea mare de calciu în organism, se numește hipercalcemie, și aceasta afectează aproape orice organ și sistem din corp, dar în mod special sistemul nervos central și rinichii. Hipercalcemia se manifestă prin letargie, slăbiciune, confuzie, în cazuri mai grave apar comă, hipotonie, pareză, dar și manifestări renale ( includ poliurie – eliminarea unor cantități crescute de urină; nicturie – urinări nocturne; deshidratare; litiază renală; insuficiență renală – rinichii nu își mai pot îndeplini funcțiile). Manifestările gastrointestinale sunt reprezentate de constipație, greață, anorexie, pancreatită sau/ și ulcer gastric.

Principalele produse care conţin calciu sunt laptele, iaurtul și brânza, dar lactatele nu sunt singurele surse care asigură doza de calciu necesară. Verdeţurile, legumele şi fructele conţin, de asemenea cantități mari calciu. [31]

Potasiul este principalul electrolit (cation) și constituent al sistemului tampon din lichidul intracelular.

Figura 4. Structura atomului de potasiu[44]

În procent de 90 % din potasiu este concentrat în interiorul celulei ( doar mici cantități sunt prezente în oase și sânge). Potasiul conținut în alimente, este absorbit la nivelul intestinului subțire. Organismul este adaptat pentru excreția eficienta a lui. În mod normal, 80-90 % din potasiu este excretat prin urină, iar restul prin transpirație și scaun.

Acesta reglează presiunea osmotică, metabolismul hidro – salin și intracelular. În acelasi timp asigură echilibrul acido – alcalin, funcția miocardului, dar și mărește excreția sodiului și a apei din organism.

Nivelul normal de potasiu din organism variază în mod tipic în intervalul 3,6 – 5,2 milimoli / litru ( mmol / L), (în funcție de vârstă și sex).

Deficitul de potasiu este extrem de periculos mai ales pentru sănătatea rinichilor (determină pierderi mari de apă prin intermediul rinichilor). Carența de potasiu provoacă urinări frecvente, hipotensiune, stări de amețeală sau de leșin. De asemenea, senzația permanentă de sete este o altă urmare a urinării frecvente, determinată de deficitul de potasiu din organism.

Lipsa potasiului în organism atrage după sine și spasmele musculare, slăbiciunea musculară, crampele și rigiditatea musculară, durerile musculare și tetania, aceasta poate conduce chiar la distrugerea țesutului muscular, determinând apariția rabdomiolizei.

Deficitul de potasiu, provoacă și contracțiile ritmice ale inimii, determinând bătăi puternice și accelerate.

Pe de altă parte, o cantitate prea mare de potasiu în organism, duce la tulburări cardiace (aritmii cardiace, dureri în piept), tulburări gastrointestinele (greață, vărsături, dureri abdominale), tulburări respiratorii și neurologice ( furnicături sau amorțeală la nivelul mâinilor și picioarelor, slăbiciune generalizată, probleme respiratorii, inclusiv stop respirator).

Figura 5. Cristal de potasiu[40]

Principalele surse de potasiu sunt plantele uscate (pătrunjel uscat, busuioc uscat, mărar uscat, tarhon uscat, turmeric uscat, asmatui uscat, șofran și oregano uscat), dar și fructe precum avocado, caise uscate, prune uscate, coacăze uscate și stafide, fistic și alte nuci, semințe de floarea soarelui și de dovleac, curmale, etc.[68]

Sodiul este un electrolit important pentru sănătatea celulelor, jucând un rol cheie în hidratarea corpului nostru.

Figura 6. Structura atomului de sodiu [19]

Sodiul intră în componența țesuturilor și a sângelui, sub formă de clorură de sodiu. Acesta normalizează echilibrul acido-alcanic, presiunea osmotică, determină sinteza acidului clorhidric în stomac, fiind și antagonistul potasiului.

Cantitatea de sodiu, minimă impusă pentru o persoana adultă este de 0,6g/zi. O cantitate prea mică în organism, a acestui electrolit, atrage după sine oboseala și confuzia, dar în cazuri mai grave duce la apoplexie sau chiar comă și moarte. Deficitul mai provoacă și hipotensiune arterială, astenie marcată, tulburări de vedere şi de echilibru, contracții musculare, iritabilitate şi alte manifestări nervoase, nevralgii, dureri articulare etc.;

O mai mare cantitate de sodiu în organism provoacă sete intensă, uscarea mucoaselor, febră, senzaţie de lipsă de aer, palpitaţii, hipertensiune arterială, somnolenţă, astenie marcată, scăderea eliminării de urină (având ca efect acumularea în corp a toxinelor), creştere în greutate ( prin retenţie de lichide, cu apariţia edemelor), în cazurile grave,convulsii și comă (prin atragerea apei din interiorul celulelor, provocând deshidratarea şi moartea acestora).

Figura 7. Sodiu în stare pură [45]

Principalele surse de sodiu sunt sarea (rafinată sau conținută în produsele alimentare), moluștele, morcovii, sfecla, anghinarele, carnea de vită, creierul, rinichii, șunca, ananasul, bananele, merele, grapefruitul, portocalele, strugurii, etc.[88]

Fierul este un element indispensabil vieţii normale, el fiind necesar pentru producţia de energie în toate organele. Acesta participă în calitate de catalizator la multe reacţii care asigură dezvoltarea şi funcţionarea normală a organelor, și influenţează sinteza ADN-ului, deoarece intră în structura mioglobinei, hemoglobinei, și a globulelor roșii.

Fierul joacă un rol cheie în respiraţia celulară fiind component al unor numeroase sisteme enzimatice din lanţul respirator. El participă și la sinteza unor fermenți. În lipsa lui în sânge apare anemia feripriva.[3]

Figura 8. Structura atomului de fier [28]

Un adult, cu o constituţie normală, nu trebuie să depăşească o cantitate totală de 6-7 grame de fier (în mod normal 4-5 grame fier).

Atunci când fierul lipseşte, întreg organismul suferă, carenţ de fier se manifestă printr-o stare de oboseală cronică, lipsă de energie şi dureri de cap care duc la o performanţă scăzută în realizarea activităţilor zilnice. Mai mult decât atât, pacienții care suferă de anemie au tenul palid şi prezintă o stare de slăbiciune fizică, stări de ameţeală, probleme digestive şi dereglări menstruale (la femei). De asemenea, pot apărea modificări ale unghiilor şi căderea părului. La copii, mai ales la cei mici, lipsa de fier poate influenţa dezvoltarea fizică şi intelectuală. [59]

Carența fierului afectează productia de globule rosii (hemoglobina), care este responsabilă de transportul oxigenului către celulele și țesuturile organismului.

Totuși, dacă este prea mult fier în organism, apare hemocromatoza (una dintre cele mai frecvente boli genetice din Europa), caracterizată prin perturbările funcțiilor ficatului, pancreasului, și cea a inimii. Caracteristic hemocromatozei îi mai sunt și astenia, apatia, durerile musculare şi articulare, dar și scăderea libidoului.

Figura 9. Fier în stare pură [56]

Surse importnte de fier, le găsim în semințe în general, (dar în mod special în semințe de cânepă), în mere, în carnea roșie, în plante cu frunze verzi (spanac, păpădie, pătrunjel etc.), dar o sursă de fier o constituie și quinoa, lintea incolțită sau gătită, rodiile, sfecla roșie, strugurii, lămâile, caju etc.[1]

Cromul este un mineral pe care organismul îl folosește pentru funcționarea normală, cum ar fi digestia mâncării.

Figura 10. Structura atomului de crom [57]

Acesta este funcțional în factorul de toleranță la glucoză ( ajută la transferul glucozei din sânge în celule). O lipsă dar și excesul de zahăr în sange, îi pot fi devastatoare organismului, de aceea corpul, cu ajutorul unor hormoni (insulina, și glucagonul) tinde să mențină nivelul zahărului la un nivel optim. [12]

Cromul are rol în procesele energetice pentru sintetizarea de grăsime, carbohidrați și proteine. Deficitul poate determina o colesterolemie mare și un risc mai mare de a dezvolta boala coronariană ischemică, poate declanșa diverse afecțiuni oculare, deoarece există o legatura între nivelul scăzut de crom și riscul de glaucom.

Cromul incetineste pierderile de calciu, deci poate fi de ajutor în prevenirea pierderii de masă osoasă la femeile la menopauza.

Nivelul prea crescut de crom din organism poate fi periculos deoarece intră în competiţie cu fierul, ducând la deficit de fier şi anemie feriprivă. Prea mult crom poate afecta rinichii, ficatul şi duce la un ritm cardiac neregulat.

Figura 11. Cristal de crom [60]

Cele mai bune surse de crom sunt: drojdia de bere proaspătă, fructele de mare, ficatul și alte organe, cerealele integrale și carofii. Alte bune surse de crom sunt broccoli, varza, (toate legumele cu frunze verzi), ridichile și apa minerală. Roșiile, brocoli, cartofii, usturoiul, carnea de vită şi de curcan, vinul roşu şi sucul de grapefruit, dar și merele și ouale sunt surse foarte bune de crom.

Manganul este unul din microelementele esenţiale pentru plante, animale şi oameni, deoarece este necesar în funcții vitale precum absorbția nutrienților, producerea de enzime digestive, dezvoltarea oaselor și apărarea imunității.

Figura 12. Structura atomului de mangan [21]

El este atât constituent cât şi activator a numeroase enzime şi proteine, având peste 20 de funcţii identificate. Contribuie la eritropoieza și sinteza hemoglobinei, având rol în reglarea metabolismului glucido-hidric și în biosinteza colesterolului. El contribuie la menținerea unui nivel adecvat de calciu, combate astfel, carența de calciu și de fosfor, toate acționând împreună în moduri vitale pentru organism.

Manganul are acțiune lipotropă și hipoglicemică, fiind necesar pentru creșterea normală și pentru metabolismul țesutului conjunctiv. Insuficiența manganului în organism provoacă hipercolesterinemie, vomă, scăderea masei corporale, anemie etc.

Recomandat este să consumăm mangan aproximativ 5 mg/ zi, întrucât o deficiență a manganului poate fi cauza malformației oaselor, ochilor, poate provoca probleme cu auzul, un nivel prea mare de colesterol, hipertensiune, infetilitate, slăbiciune, insuficiență cardiacă, pierderi de memorie, contracții muscuare, etc.[59]

O cantitate prea mare de mangan în organism, poate produce efecte și mai grave decât deficitul de mangan, mai ales în perioada de dezvoltare, cand creierul este încă în formare.

Intoxicatia cu mangan poate afecta grav sănătatea, acumularea excesivă în sistemul nervos central poate cauza defecte la naștere și probleme, însă, este considerat a fi un risc scăzut.

Figura 13. Mangan în stare pură [59]

Cele mai bune surse naturale de mangan pot fi găsite în: apă, lapte, ananas, migdalele, alune, orez brun, spanac, cartofi dulci, pâine integrală. Mai conțin mangan și sucul de ananas fără zahăr, afinele, sfecla, nucile și alunele, semințele, avocado, stafidele etc.

Zincul este component a peste 300 de enzime şi proteine care participă în toate procesele metabolice importante.

Figura 14. Structura atomului de zinc [26]

Acesta poate afecta funcţiile vitale atât prin carenţă cât şi prin exces. Valorile de referinţă pentru zinc variază de la 9.4 la 11.0 mg/zi (pentru bărbaţi adulţi) şi de la 6.5 la 8.0 mg/zi (pentru femei). El găsește în compoziția secreţiei pancreatice, și intră în structura carboanhidrazei. Zincul are acțiune lipotropă și îmbunătățește starea imunologică a organismului. Acesta intră în componența insulinei mărind acțiunea ei hipoglicemică. Organismului îi este necesar zincul pentru creșterea normală, normalizarea hemoglobinei și a proceselor de regenerare a țesuturilor, dezvoltarea și maturizarea sexuală.

Pentru un adult sunt necesare aproximativ 0.2 mg/kg corp de zinc pe zi; nu este permisă depașirea acestei cantități.

Carența zincului în organism se exprimă prin reținerea creșterii la copii și a dezvoltării lor sexuale, prin anemie, hepatomegalie etc.

Deficitul zincului se manifestă prin subțierea și căderea părului, unghii fragile care se rup ușor, răceli dese, anemie, oboseală, slăbiciune, vedere slabă pe timpul nopții, reducerea gustului si apariția dermatitelor (în special în jurul nasului).

Pe de altă parte, o cantitate prea mare de zinc în organism, poate avea efecte secundare precum apariția carenței de cupru în organism și afectarea răspunsului imun, şi eroziuni gastrice.

Figura 15. Zinc în stare pură[41]

O sursă bună de zinc sunt fructele proaspete precum avocado, zmeură, caise, mure, curmale, fructe de pădure și rodii. Și fructele uscate organice, cum ar fi piersicile, prunele, coacăzele, bananele, smochinele sunt, de asemenea, o sursă bună de zinc. Legume precum sparanghelul, varza de Bruxelles, mazărea și dovleacul sunt toate surse foarte bune de zinc.

Cuprul a fost detectat în toate ţesuturile, găsindu-se în organism în proporţie de 0,0004%.

Figura 16. Structura atomului de cupru[39]

Este indispensabil vieţii celulare şi formării oaselor. Cuprul condiţionează fixarea fierului şi concură la formarea hemoglobinei, intensifică acțiunea unor enzime, datorită prezenței lui în compoziția acestora, dar și a proteinelor și măreste acțiunea hipoglicemică a insulinei. Insuficiența lui în organism provoacă anemie dar și favorizează depozitarea fierului.

Deficienţa de cupru provoacă ateroscleroză și a alte afecțiuni cardio-vasculare, tulburări ale țesutului conjunctiv și articulațiilor (artrita, osteoporoza, vergeturile și diferite alte probleme articulare). Lipsa lui mai este responsabilă și de scolioză și alte tulburări posturale, precum și multe probleme ale pielii, părului, unghiilor, precum și căderea părului sau măcinarea unghiilor.

Totuși, cantitatea de cupru în organism trebuie ținută sub control, pentru că o cantitate prea mare de cupru face creierul să nu poată scăpa de proteina despre care se știe că duce la instalarea maladiei Alzheimer și boala Wilson .

Figura 17. Cupru în stare pură [84]

Sursele naturale de cupru sunt constituite din fructe de mare, nuci, semințe, cacao, fasole, ciuperci, ficat de vitel, avocado, orz, sfeclă, broccoli, linte, ovăz, portocale, ridichi, stafide, somon, salate, etc.

Cobaltul intră în componența vitaminei B12, are rol esențial în formarea hematiilor (celulele roșii ale sângelui), este un factor antianemic.

Figura 18. Structura atomului de cobalt [85]

Acesta stimulează hemopoieza și procesele de creștere, participă la maturizarea eritrocitelor și sinteza insulinei. Este recunoscut pentru proprietățile sale vasodilatatoare. Cobaltul contribuie la autoapărarea organismului, la procesele de creștere, dar ajută și la menținerea integrității sistemului nervos, de aceea el este recomandat pentru tratarea afecțiunilor care provoacă palpitați, anxietate, anemi, hipertensiune arterială, etc.

Cantitatea acestuia în organism, este foarte mică, necesarul lui fiind de circa 8 mcg/ zi pentru o persoană adultă.

La insuficiența cobaltului în organism scade pofta de mâncare, apare anemie, casexie, și ataxie. Semne ale deficitului mai sunt și slăbiciunea, oboseala, aritmii, dezvoltare lentă în copilărie, recuperare lentă după boală.

Totuși, un nivel prea mare de cobalt în organism, deși este foarte rar întâlnit, provoacă creșterea conținutului de celule roșii în sânge, creșterea tensiunii arteriale și a nivelului de lipide din sânge, fibroză pulmonară (cobalt pneumonie); degradarea mușchiului inimii (cobalt cardiomiopatie); dar și hipertrofia tiroidei.

Figura 19. Cobalt în stare pură [47]

Cele mai bune surse de cobalt sunt stridiile, scoicile, creveţii, homarii, carnea, laptele, ouăle etc. Se găseşte în cantităţi mici şi în legume (cel mai mult în cele frunzoase) şi în fructe.

Nichelul este un metal de tranziție, răspândit în prducția aliajelor.

Figura 20. Structura atomului de nichel [40]

Este un catalizator, implicat în mai multe reacții chimice (acesta face mai ușoare anumite reacții chimice) în urma cărora el nu suferă nicio transformare permanentă.

Nichelul participă la procesul de hematopoieză și este parte a celulelor roșii din sânge, fiinde necesar pentru sinteza de globule roșii. Acesta stimulează funcția pancreasului fiind indicat și în diabet. Este important pentru funcţionarea corectă a unor proteine specializate, numite enzime, pentru absorbţia fierului şi pentru prevenirea şi tratarea osteoporozei.

Prezența nichelului în organism este necesară pentru desfășurarea proceselor metabolice. În aceste condiții, organe precum glanda tiroidă, creier, pancreas, rinichi, ficat, plămâni și musculatură, nu pot funcționa în condiții normale, în cazul carenței de nichel.

Cu toate ca lipsa lui în organism, poate avea efecte foarte grave, totuși o doză prea mare în organism, poate evea efecte la fel de compromițătoare. Pot apărea degenerarea rinichilor și ficatului, afectarea sistemului respirator, etc.

Sunt necesare cantităţi extrem de mici din acest element în corpul uman pentru o sănătate optimă. Doza maximă recomandată pentru un adult, este 100 micrograme nichel / zi.

Figura 21. Nichel în stare pură [49]

Cele mai bune surse alimentare de nichel sunt: fasolea, cacaoa, ciocolata, nucile, migdalele, fisticul, ciupercile, stridiile, fructele uscate (în special caisele), seminţele oleaginoase (în special nucile pecan şi cajuul).

Seleniul este un oligoelement esențial și o substanță minerală care joacă un rol foarte important în menținerea sănătății, având un efect puternic antioxidant, (datorită selenoproteinelor) care protejează organismul împotriva radicalilor liberi împiedicând astfel îmbătrânirea accelerată și îmbolnăvirea țesuturilor.

Figura 22. Structura atomului de seleniu [45]

Seleniul ajută, de asemenea, și la producerea anticorpilor. El este un element esențial pentru creier. Celulele nervoase trebuie să aibă seleniu pentru a produce glutation, unul dintre antioxidanţii cei mai importanţi pentru creier. Se crede că ajută la prevenirea cancerului, și în același timp, s-a dovedit important în fertilitatea masculină. Seleniul are și efect hepatoprotector, acesta implicându-se în funcțiile de detoxifiere hepatică.

Pe lângă faptul că are capacitatea de a reduce din toxicitatea unor metale precum plumbul, cadmiul și mercurul, el mai poate stimula și producția de anticorpi proprii organismului. Doza maximă recomandată pentru o zi, în cazul unei persoane adulte, este de 800 μg seleniu.

O cantitate prea mică de seleniu în organism duce la o disfuncționalitate a miocardului (în cazuri mai grave duce la apariția bolii Keshan), dar lipsa acestuia duce și la afectarea articulară și osoasă, provoacă retard mental sever (cretinismul mixedematos endemic), infertilitate masculina, este cauzantă și de disfuncții tiroidiene serioase, tulburări neurologice și psihice. [21]

Pe de altă parte, o cantitate prea mare de seleniu în organism, provoacă căderea părului și iritații ale pielii, determină chiar cancer de piele non – melanom și crește riscul de diabet tip 2. O doză mai mare decât cea stabilită, provoacă și nervozitate, depresie, greaţă şi vărsături, dar și un miros nespecific al respiraţiei şi al transpiraţiei.

Figura 23. Seleniu în stare pură [22]

Se consideră că sursele importante de seleniu sunt alunele braziliene, semințele de floarea soarelui, peștele (ton, halibut, sardine, cambulă, somon), crustacee (stridii, midii, creveti, scoici), carne (vită, ficat, carne de miel, carne de porc, pui, curcan), ouăle, ciupercile,cerealele (germeni de grau, orz, orez brun, ovaz), ceapă, avocado, unt, linte, migdale, usturoi, cantitatea de selenium în alimente depinzând de cantitatea existent în sol.

Magneziul este un mineral vital, intervenind în majoritatea proceselor biologice din organismul uman și a reacțiilor biologice precum metabolismul glucidelor, lipidelor si proteinelor, în excitabilitatea neuromusculară, în activitățile enzimatice, în permeabilitatea celulară, dar și în coagularea sangvină etc.

Figura 24. Structura atomului de magneziu [41]

Mai mult de jumătate din cele 25 g de magneziu prezente în organismul unei persone adulte, se află în scheletul osos , aproximativ 1% aflându-se în lichidele din organism, iar restul în muşchi şi în ţesuturile moi.[12]

Magneziul intră în structura fosfatazei. Acesta, împreună cu Calciul, veghează asupra bunei funcționări a sistemului nervos și a musculaturii. Peste 300 de enzime diferite din organism au nevoie de Magneziu pentru a funcționa.[37]

În cazul în care echilibrul sistematic al magneziului este disturbat, organismul îl înlocuiește cu propriile sale rezerve. Dacă totuși nivelul magneziului din organism este prea scăzut, apare deficitul, care se manifestă prin dificultăți de concentrare și diverse modificări ae stării psihice, dar apar și pierderea poftei de mâncare, starea generală de rau, onstipatie, oboseală, crampe musculare, tulburări de somn, dureri de cap etc.

În cazuri mai grave apar confuzie, paranoia, halucinații, chiar și comă, ataxie, și tetanos.

Cum în viață este nevoie de un echilibru, orice deficit sau exces are repercursiuni asupra organismului. Nici excesul de magneziu nu este indicat pentu o viață sănătoasă, întrucât o cantitate prea mare, provoacă efecte asemănătoare deficitului, determinând tulburări digestive şi neurologice, hipotensiune arterială, inhibarea activităţii cardiace normale etc.

Figura 25. Magnziu în stare pură [46]

Se consideră că cea mai bună sursă de magneziu, este constituită de legumele cu frunze verzi (spanac, varza Kale, varza verde), urmată de nuci și semințe (migdalele; semințele de floarea-soarelui; nucile braziliene; nucile caju; nucile de pin; nucile pecan; semințele de in); dar bune surse de magneziu sunt și toate fructele,în special fructele uscate, bananele, fructele de avocado, murele, capșunile, portocalele, dar și carnea și produsele lactate.

Mai mulți factori influențează în mod direct sau indirect, nivelul de minerale din plante și, prin urmare, sumele disponibile pentru oameni și animale care depind de plante pentru produsele alimentare. Cantitatea dintr-un anumit nutrient în dieta poate fi insuficientă pentru a îndeplini cerințele.[94]

Bioelementel e pot fi preluate de către plante, dacă acestea sunt prezente în sol ca ioni solubili sub formă de compuși organici sau anorganici. În plus, nu numai tipul chimic și concentrația de ioni, sunt importante în cazul capacității plantelor de a absorbi elementele, ci și proprietățile solului, cum ar fi conținutul de materie organică și pH-ul.[5,23]

Aciditatea solului și sezonul sunt factori care afectează absorbția de minerale de către plante. Ele folosesc aceste minerale ca și componente structurale în carbohidrați și proteine; molecule organice ale metabolismului (cum ar fi magneziu în clorofilă și fosfor în ATP); activatori ai enzimei (cum ar fi potasiu), și pentru menținerea echilibrului osmotic.[33]

Factorii de mediu, cum ar fi locația, mai degrabă decât genotipul este considerată a avea o mai mare influență asupra compoziției nutrienților și oligoelementelor în plante.[30]

Capitolul 2.

FRUCTELE CA APORT DE BIOELEMENTE

2.1. Considerații generale

Alimentația este poate cel mai important factor de mediu, care influențează starea de sănătate a omului. Dereglarea echilibrului alimentar pe o perioadă lungă de timp, epuizează capacitatea de adaptare a organismului provocând un dezechilibru la nivel celular, luând naștere procese patologice.[11]

Există o mulțime de dovezi care arată că a mânca o cantitate mare de fructe este benefic pentru sănătatea noastră. De-a lungul ultimilor 30 de ani, cercetatorii au dezvoltat o bază solidă de știință care să susțină încurajarea oamenilor să mănânce mai multe fructe, prin strategii de educație despre nutriție. [1] Aceștia promovează și sprijină programe și metode pentru îmbunătățirea securității alimentare și a nutriției, astfel încât toți oamenii să poată obține o varietate de alimente. Este promovat în special consumul de fructe și legume pentru că această categorie de alimente îndeplinește cerințele pentru energie, ele au în componență macro și micronutrienți care ajută la obținerea unei vieți mai sănătoase.[4]

Principalele componente ale unor fructe cultivate în ţara noastră, sunt prezentate în tabelul 1.[62].

Tabelul 1. Principalele componente ale unor fructelor [14]

Fruct	Compoziţia chimică
Caise	– Apă: cca 85%; – Proteine: 0,8% – Grăsimi (1%); – Glucide: levuloză şi glucoză (10-13%); – Vitamine: vitamina C (cca 8 mg%), vitamina A (250 mg%), B₁ şi B₂ ; – Acizi organici : 0,40-1,86% ; – Săruri minerale: Na, K (250 mg%), Ca , P , F, respectiv Co, Fe, Br, Mg .
Cireşe	– Apă: 90%; – Zaharuri : 0,49-1,37% ; – Vtamine: vitamina A , vitamina B₁, vitamina B₂şi vitamina C; – Acizi organici: 0,06-0,39% ; – Pectine: 16,80 mg%; – Săruri minerale: Na, K , Ca, P , Mg, Fe, Cl , S, respectiv Zn, Cu, Mn, Co, etc.
Gutui	– Apă: 70-72%; – Zaharuri: 6,6-12,9%; – Protide: – Mici cantităţi de grăsimi – Vitamine: C (10,8-38,2mg%), vitamina A, B, PP; – Acizi organici: 0,60-1,76%; – Pectine: 0,69-1,13%; – Taninuri – Săruri minerale: Ca, Fe, P, K, Cu, Mg, S.
Mere	– Apă: 83-93%; – Zaharuri: 7,6-16,4%; – Protide; – Vitamine: C (5-18%), A. B, PP; – Acizi organici: 0,16-1,27%; – Substanţe pectice: 0,23-1,14%; – Taninuri; – Lignine; – Materii grase; – Săruri minerale: Ca, Na, K, P, Si, Al, Mg, Mn, S, Ca, etc.
Pere	– Apă: 82-85%; – Zaharuri: 8-15 %, celuloză; – Protide: 0,5 %; – Vitamine: C(5 mg%), A (50 mg%), B₂ (70 mg %), (0,25mg%), PP în cantităţi mici; – Substanţe pectice: 0,14-0,17%; – Tanin; – Săruri minerale: Ca, Na, K, Fe, P respectiv S, Cl, Zn, Cu, Mn, I, As.
Piersici	– Apă: 85-89%; – Protide: 0,7%; – Zaharuri: 5,0-12,9%; – Vitamine: A, B₁, B₂, măcin, vitamina C (9 mg%); – Acizi organici: 0,3-1,4%; – Săruri minerale: Na, K (200 mg%), Ca, P, Fe, I; – Uleiul volatil obţinut prin distilare conţine esteri, linalol, – Acid acetic, formic, caprilic, cadinen, aldehide, etc.
Prune	– Apă: 80 %; – Zaharuri: 14-15%, celuloză; – Protide: 0,6 %; – Acizi organici; – Vitamine: A (33 mg %), B₁, B₂, C; – Mucilagii; – Săruri minerale: Na, K, Ca, Mn, Mg, cu predominarea K (210 mg%);
Struguri	a) *Pulpa boabelor de struguri: – Apă: 42-73%; – Zaharuri fermentabile: 22-23,51%, hidraţi de carbon (16%); – Protide: 0,7%; – Vitaminele: A (5 mg%), B₁ (0,05 mg%), B₂ (0,03 mg%), niacină (0,2 mg%), vitamina C (3 mg%) – Acizi organici: 0,30-0,35%, acid liber (0,23%); – Minerale: Na (2 mg%), K (255 mg%), P (25 %), Ca (20 mg%), Fe (0,5 mg%). b) În pieliţă*: – Apă: 64%; – Substanţe lignoase insolubile: cca 32,43%; – Acizi liberi: cca 0,36%; – Taninuri: 1,2-1,16%; – Substanţe minerale: cca 2,09%
Vişine	– Apă: 90%; – Zaharuri: 6,34-13,80%; – Vitamine: C (cca 13 mg%); – Pectine: 0,08-0,29%; – Substanţe tanoide: 0,18-0,21%; – Săruri minerale: Na, K, Ca, P, Mg, Fe, Cl, S, respectiv Zn, Cu, Mn, Co, etc.

Apa, în proporţie de 80 – 90% în fructe şi 90 – 95% în legume, se prezintă sub trei forme:
apa liberă, care cu substanţele minerale sau organice formează soluţii în vacuolele celulelor;[93]
apa de îmbinare, legată coloidal, se găseşte atât în protoplasmă cât şi în nucleu şi membrană;
apa de constituţie legată în compuşii chimici.
Hidraţii de carbon, reprezintă circa 90% din substanţa uscată a legumelor şi fructelor, sub formă de:
Monozaharide: pentoze, neasimilabile de organismul uman, hexoze (glucoză, fluctoză, galactoză, monoză, sorboză); au proprietatea de a fi reducătoare şi a fi fermentate de către drojdii.
Oligozaharide: zaharoză, maltoză, rafinoză, pectibioză etc.
Fructele conţin 8 – 12% zaharuri, strugurii putând ajunge până la 25%. Glucoza şi

levuloza predomină în struguri, vişine, cireşe, prune, iar zaharoza, în piersici şi caise.[2]

Figura 26. Fructe [51]

Substanţele minerale reprezintă componenta anorganică care intră în alcătuirea

substanţei uscate a fructelor. Acestea formează în totalitatea lor cenuşa care rămâne după calcinarea produselor horticole, la 550-600 ^oC şi conţin compuşi ai principalelor metale: sodiu, potasiu, calciu, magneziu, aluminiu, zinc, fier, mangan, etc. sub formă de oxizi sau săruri ale acizilor carbonic, fosforic, clorhidric, silicic, sulfuric, boric, etc.

Fiziologia nutritiei minerale a fructelor demonstrează că pentru creșterea și dezvoltarea normală fructele au nevoie de anumite substante minerale pe care le absorb din sol. Cercetările din domeniul fiziologiei nutriției minerale cauta să stabilească, pe faze de crestere si dezvoltare, cel mai favorabil raport cantitativ dintre substanțele nutritive, atât in funcție de tipul de sol, climat, specie, soi, cât și de combinația sub care sunt administrate ingrășămintele.

Cenușa sau substanțele minerale prezente în fructe în momentul recoltarii variază cantitativ și calitativ cu specia, soiul, condițiile agropedoclimatice și cu gradul de maturare. Elementele minerale din fructe se găsesc sub forma de combinatii organice și sub formă de săruri minerale iar în cenușa sunt determinate sub forma de oxizi. Repartiția cantitativă a substanțelor minerale la o specie sau soi este în funcție și de natura țesuturilor. Astfel, sâmburii de caise și prune conțin cantitati mai mici de K si mai mari de Ca, Mg și S decât pulpa dar sâmburii acestor specii conțin mai mult Fe decât pulpa. Pulpa de caise și cireșe conține mai mult Na decât sâmburii. Aceste cercetari duc la concluzia că pentru a obține un efect cât mai mare în urma aplicării diferitelor îngrășăminte minerale, trebuie să se țină cont de momentul, cantitatea și raportul dintre diferitele elemente administrate pe faze de crestere si dezvoltare pentru a nu diminua capacitatea de pastrare a fructelor respective.

Fructele constituie o sursă de elemente minerale, unele dintre acestea – bioelementele – de importanță vitală pentru activitatea organismului uman. Principalele bioelemente minerale care intră în compoziţia fructelor sunt: K, Ca, Mg, Na, P, S, Fe, I, Co, F, Cu, Mn, Zn, Si, Se etc. Unele din acestea au rol plastic (N, S, Mg, P; Si, Ca) iar altele au rol catalitic (Fe, Cu, Zn, Co etc.). Conţinutul în elemente minerale este cuprins în general între 0,20 – 0,70 mg/100 g fruct proaspăt (tabelul 1). [95]

Tabelul 2. Conţinutul de elemente minerale (în 100g parte edibilă) în unele fructe [70]

Fruct	Total (g)	mg
Fruct	Total (g)	Na	K	Mg	Ca	Mn	Fe	Cu	Zn	P	F	Cl
Afine	0,30	1,0	65	2	10	0,40	0,74	0,11	0,10	29	0,01	5
Ananas	0,39	2,1	173	17	16	0,11	0,40	0,08	0,26	9	0,01	39
Banane	0,83	1,0	393	36	9	0,53	0,55	0,13	0,15	22	0,02	79
Căpşuni	0,50	2,5	147	15	26	1,20	0,96	0,12	0,12	29	0,02	14
Cireşe	0,49	2,7	229	14	17	0,06	0,35	0,09	0,15	20	0,02	3
Caise	0,66	2,0	278	9	16	0,27	0,65	0,15	0,07	21	0,01	1
Gutui	0,44	2,0	201	8	10	0,04	0,60	0,13	–	21	0,01	2
Lămâi	0,50	2,7	149	28	11	0,04	0,45	0,36	0,12	16	–	5
Mere	0,32	3,0	144	6	7	0,06	0,48	0,11	0,12	12	0,01	2
Mure	0,51	3,0	189	30	44	0,59	0,90	0,14	–	30	–	–
Nuci	1,98	2,4	544	129	87	1,97	2,50	0,88	2,70	409	0,68	23
Pere	0,33	2,1	126	8	10	0,05	0,26	0,09	0,23	15	0,01	2
Portocale	0,48	1,4	177	14	42	0,03	0,40	0,07	0,10	23	–	4
Prune	0,49	1,7	221	10	14	0,08	0,44	0,09	0,07	18	–	1
Piersici	0,45	1,3	205	9	8	0,11	0,48	0,05	0,02	23	0,02	3
Smochine	0,70	2,0	240	20	54	0,35	0,60	0,07	0,25	32	0,02	18
Vişine	0,50	2,0	114	8	–	–	0,60	–	–	7	–	21
Zmeură	0,51	1,7	170	30	40	0,51	1,0	0,14	–	44	–	–

Concentraţii sporite în elemente minerale se regăsesc în numeroase fructe cultivate la noi în țară: cireșe vişine, piersici, mere, pere etc. În fructe, predomină elementele minerale bazice (metale: K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn etc) faţa de cele acidifiante (P, Cl, S, I, etc), majoritatea fructelor fiind alimente alcalinizante. Astfel, fructele contracareaza eventuala tendinta la acidoză determinată de consumul alimente non vegetale: carne, ouă, derivate de cereale, grăsimi, dulciuri.

Date mai noi cu privire la distribuția unor elemente minerale în diferite fructe indigene, mai frecvent cultivate la noi în țară sunt prezentate în tabelele 1-3.

Tabelul 3. Concentraţia metalelor grele în unele fructe (valori medii)

din arealul Borlova – Vârciorova [27]

Fructe	Metal (mg/kg produs proaspăt)
Fructe	Fe	Mn	Zn	Cu	Co	Ni	Cr	Pb	Cd
Caise	8,11	1,52	1,10	0,81	0,21	0,25	–	0,12	0,02
Cireşe	5,62	0,90	1,12	1,40	0,12	0,14	–	0,10	0,03
Piersici	4,15	2,10	1,08	0,44	0,35	0,72	–	0,10	0,02
Prune	4,20	0,81	1,11	0,48	0,23	0,29	–	0,10	0,02
Vişine	8,34	0,97	1,33	1,40	0,16	0,17	–	0,10	0,02
Mere	6,50	0,37	1,15	0,83	0,22	0,24	0,15	0,11	0,02
Pere	3,68	0,25	0,96	0,88	0,33	0,25	0,15	0,15	0,02
Struguri	7,87	1,89	0,97	0,54	0,27	0,25	–	0,10	0,02

Tabelul 4. Concentraţia Na, K, Ca, Mg, Cr, Cu, Mn, Fe, Cd, Pb, Zn, Ni şi Co (valori medii) în unele fructe provenite din supermarketuri şi piețele alimentare din Timișoara [30]

Fruct	Element analizat, mg/100g substanţă uscată
Fruct	Na	K	Ca	Mg	Cu	Mn	Fe	Cd	Pb	Zn	Co
Prune	3,75	151,5	1,2	3,1	0,15	0,105	0,0525	<0,01	0,01	0,02	<0,01
Căpşuni	6,2	167	1,05	4,65	0,205	0,215	0,1075	0,0005	0,035	0,07	0,0025
Mere	7,2	112,5	1,2	3,5	0,155	0,095	0,0475	0,0005	<0,01	0,015	<0,01
Pere	4,8	83	0,95	2,8	0,27	0,09	0,045	<0,001	0,005	0,035	<0,01
Piersici	3,95	186,5	0,9	3,8	0,175	0,115	0,0575	0,0005	0,04	0,06	<0,01
Caise	3,6	210,5	2	4,15	0,125	0,115	0,0575	<0,001	0,01	0,00	0,0195
Vişine	3,8	156	2,5	5,7	0,17	0,13	0,065	<0,001	0,015	0,00	<0,01
Cireşe	3,1	118	1,15	2,25	0,08	0,08	0,04	0,001	0,025	0,035	<0,01
Zmeure	6,35	147	2,2	6,35	0,265	0,485	0,2425	<0,001	0,005	0,085	<0,01

Datele prezentate în tabelele 1 și 2 relevă faptul că distribuţia elementelor minerale în fructe este neuniformă, aceasta – în condiţiile date – fiind dependentă de specia de fruct şi natura acestora.

Prezența fructelor în alimentație, este de o importanță majoră, deoarece consumul de fructe are numeroase beneficii pentru sănătate, acestea reducând riscul bolilor cronice. Ele oferă nutrienti vitali organismului, ajutându-ne să ne menținem în formă.[11]

Din motive nutriționale, este necesară creșterea consumului de fructe, mai ales pentru că, în ziua de astăzi, oamenii fac mai puține eforturi fizice, și mult mai mari eforturi intelectuale, în acest caz, consumul de vitamine și minerale este superior consumului de zahăr și grăsimi. [6]

Fructele, alături de legumele intră în raţia alimentară în proporţie de 20-25 %,[27] procentual asigurând 10% din totalul energetic, 7% din protide, 20% din vitamina PP, Bi şi Fe, 25% din Mg, 35% din vitamina B6, 50% din vitamina A şi 90% din vitamina C[35] şi constituie unul din indicatorii nivelului de trai într-o ţară.[27]

Acumulări treptate de apă si substanță uscată, au loc pe întreg parcursul dezvoltării fructelor, fiecare dintre ele având o compoziție specifică. Apa din compoziția fructelor, are un rol foarte important, deoarece ea constituie mediul de desfășurare al reacțiilor biochimice, participă la vehicularea substanțelor solubilizate, contribuie la reglarea temperaturii, la menținerea turgescenței, la buna desfășurare a procesului de creștere și dezvoltare.

Cercetările privind rolul fiziologic, biochimic şi valoarea nutritivă a fructelor, au scos în evidenţă importanţa lor în asigurarea unei alimentaţii raţionale şi echilibrate a oamenilor. Datorită conținutului mare de apă, fructele participă la hidratarea organismului.

Energia necesară activităţii vitale a organismului rezultă datorită procesului de oxidare a zaharurilor din fructe. Acizii organici din componența fructelor contribuie la creşterea poftei de mâncare, combat starea de oboseală a organismului, exercită acţiune bactericidă, ajută la reglarea tranzitului intestinal, etc.

Osificarea scheletului se datorează diferitelor substanțe minerale din fructe, care contribuie și la refacerea hemoglobinei din sânge, dar influenţează și creşterea activitatății unor glande cu secreţie internă, etc.[27]

Importanța nutritivă a fructelor se datorează diversității și acțiunii componentelor bioactive pe care le conțin. Fructele au un conținut diferit în componente biochimice și chimice cu valoare nutritivă. Acesta diferă între specii, dar, de asemenea, la aceeași specie este o diferență între soiuri și localizarea lor, determinând o variație relativ mare pentru toate speciilor . [3]

Pe lângă conținutul mare de apă, în fructe se remarcă o cantitate importantă de zaharuri ( glucoză, fructoză, zaharoză), amidon, celuloză, proteine și mici cantități de grăsimi, dar și cantități importante de vitamine (C, A, K, grupa B, etc.) și minerale (Na, K, Ca, P, I, Fe, Mg, Mn, S, Cu, I, Se). Aroma și gustul fructelor se datorează conținutului lor de pigmenți, arome, acizi organici, substanțe tanante. [6]

Dintre pigmenţii produselor horticole, antocianii din fructe au acţiune bacteriostatică, precum şi efect protector, sanogen şi fortifiant. Totodată substanţele volatile dau aromă plăcută fructelor, stimulează secreţia gastrică şi intestinală, și cresc pofta de mâncare.[27]

Cercetările efectuate de Schreier, F., Drawert, F., Junker, A. au identificat în complexul aromatic din struguri următoarele grupe de constituenți: 81 hidrocarburi, 31 alcooli, 40 esteri, 48 acizi grași liberi, 28 aldehide și acetali, 18 cetone ș.a. Proporțiile în care se găsesc acești numeroși constituenți în struguri, precum și maniera de combinare a lor conferă aroma specifică a fiecărui soi de viță de vie.[74]

În fructe și legume, se găsesc toate elementele minerale necesare organismului (magneziu, sodium, potasiu, zinc, fier, cupru, ș.a). la majoritatea fructelor, existând o graniță dificil de fixat, între aliment și medicament. [11]

Acest lucru este afirmat datorită utilizării lor terapeutice, extractele lor fiind considerate medicamente.[39]

Se cunoaște că cea mai eficientă cale de a ne curăța organismul de toxine, este aceea de a consuma cât mai multe fructe deoarece pe lângă faptul că ele aduc în corp apa de curățare, fructele nu lasă reziduuri în sistem. [70]

2.2. Strugurii, fructe importante în alimentație

Dintre fructele cu un conținut mare de apă (81%), fac parte și strugurii, care sunt poate cele mai cultivate fructe de pe pământ (cu 68 milioane de tone produse în 2010). Nici nu este de mirare, întrucât beneficiile lor sunt imense, se consideră că atribuțiile lor sunt impresionante atât pentru sănătate cât şi pentru frumuseţe.[26]

Figura 27. Struguri[62]

Mii de ani de observații și sute de ani de cercetare sunt reflectate în sute de mii de pagini care au fost scrise pe viticultură, sau creștere a strugurilor.

Cercetările arheologice sugerează că producerea vinului a fost răspândită în regiunea Georgia, în urmă cu 8.000 de ani, și au fost descoperite rămășițele unei Vinării armene din anul 4000 î.Hr.

Strugurii și vinul au fost utilizate în Persia, în special în orașul Shiraz, unde a fost produs Syrah (sau Shiraz), un soi de struguri de pielița închisă la culoare. Fenicienii, de asemenea, s-au bucurat atât de vin și cât și de struguri proaspeți. Mai mult de 100 de soiuri de struguri au fost cartografiate genetic în zona mediteraneană. Hieroglifele egiptene sunt martorele faptului ca locuitorii au beneficiat de struguri mov pe care i-au consumat atât în stare proaspătă, cat și procesat ca vin. [3]

Cultura vinului grecilor ( se consideră ca a fost utilizată acum 6000 de ani), se învârte în jurul, Dionysos, fiul lui Zeus și Semele, care era zeul recoltei de struguri, vinificației, precum și a vinului.

Dionisos este, de asemenea, cunoscut și sub numele de Bacchus (la romani). Grecii sunt cunoscuți pentru adunările intelectuale ( simpozioane) unde participanții discutau despre filozofie în timp ce se bucurau de vinuri provenite din opt regiuni.

Viticultura a înflorit în Imperiul Bizantin din secolul al cincilea, și datează până în zilele noastre, turcii consumând și frunzele viței de vie umplute cu carne și legume (Dolma).

Dar, de-a lungul istoriei culinare, atât frunzele viței de vie, cât și fructele acesteia, au fost folosite în bucătărie, atât pentru gustul placut cât și pentru vlorile nutritive.[90]

Bobul de strugure se compune din trei mari părți (unele cu subdiviziuni) și anume: pielița (8-20%), miezul ( sau pulpă = 75-85%) și semințe (2-5%). Proporțiile acestora sunt diferite ( în funcție de soi, condițiile ecologice și agrotehnica viticolă aplicată).

Figura 28. Compoziția bobului de strugure[36]

În struguri au fost descoperite circa 300 de substanţe biologic active cu proprietăţi radioprotectoare, bactericide, antioxidante, neurostimulatoare, de tonifiere şi alte proprietăţi funcţionale.[87]

Strugurii conțin 70 până la 80% apă și multe componente solide solubile. Acestea includ numeroși compuși organici și anorganici cum ar fi zaharuri; acizi organici (0,30 -0,35%); compuși fenolici; compuși azotați; compuși aromatici; minerale și substanțe pectice.

Strugurii sunt una dintre fructele rare, care contin acid tartric (0,29 %), el fiind prezent ca acid liber și o sare, cum ar fi bitartrat de potasiu.[88]

Aceștia fac parte și din categoria fructelor energetice, având 72 kcal/100g, conţinutul lor bogat în glucide fiind foarte bine asimilat de organism, mulţumită prezenţei vitaminei B.

Dar în compoziția strugurilor, important nu este doar grupul de vitamina B, ei sunt considerați o sursă de sănătate, tocmai pentru că sunt bogați în fitonutrienți (cum ar fi antioxidanții polifenolici, vitaminele și mineralele), au cantităţii importante de resveratrol (cel mai puternic antioxidant natural) şi un conţinut mare de săruri minerale precum: calciu, fier, fosfor, potasiu, magneziu, iod, fluor, cupru, cobalt, zinc; enzime, vitaminele A şi C, şi vitaminele din grupa B (B1, B2, PP), zaharuri (glucoza şi levuloza), taninuri, polifenoli, fibre, etc.[67]

Datorită conținutului de molibden , titan, rubidiu, cobalt, nichel, vanadiu, iod, brom, flor, strugurii favorizează metabolismul celular.

Mineralele aflate în conținutul strugurilor, sunt preluate de vița de vie din sol și transportate în boabele de struguri. Acestea sunt aproximativ 0,2 la 0.6% din greutatea (în stare proaspătă) fructelor. Cei mai importanți compuși minerali prezenți în struguri sunt potasiu; sodiu; fier; fosfați; sulfați și clorură, dintre care potasiu este cel mai important mineral. Aceasta reprezintă 50 și 70% dintre cationii în suc. În timpul coacerii, conținutul de potasiu crește, mișcarea sa în fructe ducând la formarea de bitartrat de potasiu, ceea ce reduce aciditatea sucului și crește pH-ul.

Trebuie remarcat faptul că sarea acidului tartric de potasiu este implicată în problemele de instabilitate a vinului.[88]

Strugurii fac parte din categoria acelor alimente, la care limita între aliment și medicament este foarte greu de stabilit, deoarece aceștia sunt consideraţi un eficient medicament natural, în profilaxii şi în tratamentul a 85 de boli, fără a mai pune la socoteală efectul antiinfecţios împotriva a zeci de germeni patogeni. [69]

Ei au efect tonic, energetic, diuretic, stimulent și decongestionant hepatic, laxartiv, colagog, eliminator al acidului uric, hipotensor și diminuator al colesterolului din sânge etc.[11]

Strugurii ajută la eliminarea produşilor incomplet metabolizaţi (care pot deveni toxici pentru organism), au efect diuretic(drenează lichidele ce conţin toxine din organism), au efect antiinflamator asupra articulaţiilor, reglează temperatura corporală (strugurii sunt utilizați și ca fiind antifebril).

Datorită acestor calităţi de medicament universal, consumul regulat de struguri poate creşte considerabil speranţa de viaţă. Este bine cunoscut faptul că un organism ferit de boli are mai multe şanse să-şi păstreze ţesuturile mai tinere şi mai apt pentru lupta cu oricare element care i-ar putea pune în pericol viaţa. Pe lângă toate aceste aspecte, recent au fost descoperite unele noi, care fac din strugure un real remediu împotriva îmbătrânirii.

Consumul corect de fructe duce la o incredibilă întinerire, longevitate, sănătate și energie deoarece ele sunt alimente rehidratante, remineralizante, vitaminizante, hipocalorice și alcalinizante. [83]

Consumarea regulată şi din belşug a fructelor, păstrează sănătatea şi acoperă unele carenţe din hrana omului.

În fructe, se găsesc substanțe minerale fiind reprezentate prin macroelemente (magneziu, potasiu, calciu, fosfor, sulf), dar și prin microelemente ( sau oligoelemente), cum ar fi cupru, mangan, fier, zinc, cobalt ș.a.).[11]

Produsele horticole ajută la reglarea echilibrului acido-bazic, adică la reglarea concentraţiei ionilor de hidrogen din compartimentele lichide ale organismului.[83]

CAPITOLUL 3.

BIOACCESIBILITATEA ȘI BIODISPONIBILITATEA

CONSIDERAȚII GENERALE

Deși fructele sunt alimente de care trebuie să beneficieze toți oamenii, indiferent de grupa de vârstă din care provin, datorită însuşirilor senzoriale deosebite şi elementelor nutritive preţioase pe care le conţin (glucide, enzime, acizi organici, vitamine şi săruri minerale), cantitatea acestora din urmă, nu este în totalitate bioaccesibilă și biodisponibilă organismului. [69]

Consumarea unui aliment nu însemnă automat că elementele minerale prezente în acel produs, ajung să fie folosite sau stocate în întregime în organism. Prin urmare, simpla cunoaştere a conţinutului total de minerale nu este suficientă pentru a se stabili dacă un anumit aliment este sau nu o sursă importantă de minerale.

Concentrațiile totale de elemente esențiale din diverse alimente, utilizate în dieta zilnică (cantități bioaccesibile) oferă doar informații primare asupra aportului mineral al acestora. Este necesară determinarea cuantumului de elemente biodisponibile organismului pentru a determina aportul real în elemente esențiale din alimente.[76]

Conceptul de biodisponibilitate defineşte, în general, cantitatea de substanţă absorbită de un organism viu din alimente, și care poate fi folosită pentru funcţiile fiziologice ale organismului, poate fi considerată și cantitatea de metale transformate în forme solubile în condițiile gastrointestinale.[42]

Fractiunea biodisponibila (care poate fi asimilată de organism după digestia, absorbția și distribuția elementului), este dependentă de mai mulți factori precum natura elementului și comportamentul lui în tractul gastro-intestinal, interacțiunile cu matricea alimentară, sex, vârstă, stare de nutriție etc.[91] , cu alte cuvinte, biodisponibilitatea curinde disponibilitatea pentru absorbție sau “Bioaccesibilitatea”; absorbția; distribuția tisulară și bioactivitatea.[79]

Determinarea fracțiunii bioaccesible din alimente și studii de factori de consolidare (de exemplu, acid ascorbic, bovine albumină serică și proteinele din carne), sau inhibarea ( fibre alimentare, polifenoli, fosfați, acizi fitic, oxalați, săruri de calciu și cazeină)[42], ambele legate de alimentație și fiziologice (sex, vârstă, și starea de nutriție), sunt importante pentru a evalua aportul real al micronutrienților esențiali din regimul alimentar.[5]

Bioaccesibilitatea este acea parte a elementelor solubilă în mediul gastrointestinal, și care este disponibilă pentru preluarea în fluxul sanguin. Această fracțiune solubilă poate fi măsurată într-un cadru de laborator în vitro, și poate fi folosită ca un surogat pentru biodisponibilitate.[96]

Fracțiunea bioaccesiblă poate fi definită ca raportul dintre cantitatea extrasă la cantitatea ingerată. Din moment ce acest lucru nu este determinat în raport cu o valoare de referință, se numește bioaccesibilitate absolută.

unde:

C_B = concentrația biodisponibilă;
C_T= Concentrația totală.[80]

Fracțiunea biodisponibilă este fracțiunea din doza de bioelemente care ar putea ajunge la organe. Cu toate acestea, noțiunea de biodisponibilitate ia în considerare numai substanța de bază. Metaboliții (fracțiune din substanța cu metabolizată), indiferent dacă sunt sau nu sunt toxici, nu sunt incluși în fracția biodisponibilă.

Bioaccessibilitatea unei substanțe în corpul uman este, prin urmare, un pas în procesul general de biodisponibilitate. Valoarea bioaccessibilității pentru o anumită substanță (cantitatea dizolvată în tractul gastrointestinal) este deci, egală sau mai mare decât valoarea biodisponibilității (cantitatea de substanță care ajunge în fluxul sanguin). [15]

BAv_I= BAc_i∙ AB_i ∙ M_i

unde:

BAV_I este fracțiunea biodisponibilă a substanței I;
BAc_i este fracțiunea bioaccesiblă (pentru o substanță i);
ABi este fracția de substanță i absorbiță prin peretele intestinal;
M_i este fracția de substanță i care nu este metabolizată.

Bioaccesibilitatea relativă și biodisponibilitatea relativă sunt utilizate pentru a compara extragerea unei substanțe prezente sub două forme chimice diferite, sau cea a aceleiași substanțe sub aceeași formă, în două matrici diferite.

unde:

B relativă este Biodisponibilitatea relativă / Bioaccesibilitatea relativă, (B fiind fie una sau alta în toată ecuația)

Ba este Biodisponibilitatea / Bioaccessibilitatea în matricea a / ca formă / specie A (forma chimică testată sau matricea testată),
Bb este Biodisponibilitatea / Bioaccessibilitatea în matricea b / ca formă / specie B (forma de matricea sau forma chimică de referință).[68-]

Valoarea absolută a biodisponibilității / bioaccesibilității trebuie să fie între 0 și 100%, pe când valoarea biodisponibilității/ bioaccesibilității relative poate fi mai mare decât 1 în cazul în care biodisponibilitatea / bioaccesibilitatea în matricea testată “o” este mai mare decât cea întâlnită în matricea de referință “b” . În cazul în care biodisponibilitatea / bioaccessibilitatea relativă este 1, valorile sunt aceleași în ambele condiții de expunere.[77]

Pe de-o parte biodisponibilitatea macronutrienților ( carbohidrați, proteine, grăsimi ), este de obicei foarte ridicată ( mai mult de 90% din cantitatea ingerată), dar pe de-o altă parte, biodisponibilitatea micronutrienților (vitamine, minerale și fitochimicale bioactive precum flavonoide și carotenoizi) poate varia foarte mult, în măsura în care acestea sunt absorbite și utilizate.[38]

Există mai multe definiții pentru biodisponibilitatea nutrienților, dar în linii mari, se referă la proporția nutrientului care este absorbit din dietă și utilizat pentru funcțiile normale ale organismului.[73]

Următoarele componente descriu diferitele etape ale căii metabolice în cazul în care au loc schimbări în biodisponibilitatea nutrienților:

eliberarea de nutrienți din matricea dietei fizico-chimice;
efectele enzimelor digestive din intestin;
legarea și absorbția de către mucoasa intestinală;
transferul de-a lungul peretelui intestinal (care trece prin celule, între ele sau ambele) în sânge sau în circulația limfatică;
distribuție sistemică;
depunerea sistemică (magazine);
metabolice și utilizarea funcțională;
excreție (prin urină sau fecale).

Putem concluziona că biodisponibilitatea este influențată atât de factori interni, cât și de factori interni. Factorii externi includ matricea alimentară dar și forma chimică a nutrienților în cauză, iar vârsta, sexul, starea de nutrienți și stadiul de viață se regăsesc printre factori interni. Pentru că aspecte precum starea nutrienților determină dacă și cât din cantitatea lor este folosită, stocată sau excretată, unele definiții ale biodisponibilității se rezumă doar la cantitatea de nutrient absorbit.[86]

Biodisponibilitatea bioelementelor depinde în mare parte și de prepararea alimentelor, conservarea, stocarea, și separarea nutrienților (de ex. uleiul extras din semințe), modalitățile industriale de producție fiind vinovate pentru alterarea structurii nutrienților din alimente, făcând dificilă utilizarea lor sau chiar imposibilă.

Bioaccesibilitatea nutrienților debutează în urma procesului de masticație, inițial prin digestia enzimatică a mâncării în gură, amestecând mai departe cu acid și cu enzime acide în sucul gastric după înghițire, și în cele din urmă eliberarea în intestinul subțire (locul principal de absorbție a nutrienților). Totuși, în continuare, mai multe enzime, furnizate de sucul pancreatic, continuă descompunerea matricei alimentare.[82]

Nutrienții pot interacționa între ei, sau cu alte componente în timpul absorbției, determinând o schimbare a bioaccesibilității, sau (dacă sunt amplificatori și inhibatori), anulându-se reciproc unul pe celălalt.[73]

Inhibitorii pot fi cauza reducerii biodisponibilității substanțelor nutritive prin legarea nutrienților (într-o formă necunoscuta sistemului de absorbție pe suprafața celulelor intestinale), sau făcându-i insolubili.[13]

Este necesară cunoșterea biodisponibilității unor substanțe nutritive ( în special pentru de calciu, magneziu, fier, zinc, acid folic și vitamina A), pentru a putea înțelege cerințele fiziologice și pentru a le introduce în dieta zilnică, mai ales în cazul deficitelor.

Amploarea ajustărilor variază în funcție de nutrienți, dieta obișnuită și o serie de factori legați de gazdă. Recomandările dietetice pe bază de nutrienți diferă de la o țară la alta, și de la o instituție la alta. [65]

3.2. Metode de determinare a biodisponibilității și bioaccesibilității bioelementelor

Pentru a determina biodisponibilitatea relativă a bioelementelor din organism au fost utilizate, în mod tradițional, cercetări in vivo ( adică studii pe animale), dar aceste metode pot dura foarte mult timp, având costuri foarte ridicate.[1]

Așadar, fiind mai rapide și nu așa costisitoare, au fost adoptate studii de excreție în vitro, fiind special concepute și programate pentru a simula stomacul și sistemul intestinal uman. Acestea oferă un termen rezonabil dar conservator, și permit mobilizarea compușilor în timpul procesului de digestie.[78]

Pentru a înțelege cantitățile de nutrienți necesare organismului pentru exercitarea funcțiilor vitale, au fost utilizate pe scară largă metode în vitro ( solubilitate, prin dializă , prin modelul de gastro-intestinal , și CaCo – 2 ( modelul cu 2 celule). [81]

Metode în vitro au fost utilizate pentru a evalua bioaccesibilitatea mineralelor și oligoelementelor din diferite produse alimentare.

Aceste metode, oferă o alternativă atractivă pentru studiile umane și animale. Ele pot fi simple, rapide, și au costuri scăzute.

3.2.1. Metoda prin solubilitate – este utilizată pentru determinarea bioaccesibilității, este ușor de efectuat, aproape în fiecare laborator există echipamentul necesar pentru aceasta metodă, și este relativ ieftină.

Totuși prezintă unele dezavantaje, pentru că uneori rezultatele obținute nu sunt reale, cu ajutorul ei nu se pot evalua viteza și cinetica de absorbție sau de transport și nu se poate observa comportamentul nutrienților la locul de a absorbție.

Pentru testul de solubilitate, lichidele de digestie intestinală sunt centrifugate (pentru a se obține un supernatant) și precipitate. Nutrienții sau compușii prezenți în supernatant reprezintă componentele solubile și sunt măsurate prin spectrofotometrie de absorbție atomică (AAS), spectrometrie de masă, spectrofotometrie, cu plasmă cuplată inductiv, spectroscopie de emisie atomică (ICP-AES), cromatografia lichidă de înaltă performanță (HPLC), sau în cazul compușilor radioactivi, prin gama sau numărătoare de scintilație lichidă. Procentul este calculat ca solubilitatea, (cantitatea de compus solubil) în raport cu cantitatea totală de compus în proba de testare.[81]

3.2.2. Metoda prin dializă – se folosește pentru a determina bioaccesibilitatea, și la fel ca metoda mai sus descrisă, are costuri cât de cât scăzute, echipamentul pentru efectuarea ei este des întâlnit.

Și această metodă este ușor de realizat, dar și dezavantajele sunt aceleași ca la modelul prin solubilitate, adică uneori rezultatele obținute nu sunt reale, nu poate evalua viteza și cinetica de absorbție ( sau de transport) și nici nu se poate observa comportamentul nutrienților la locul de a absorbție .

Acest test măsoară mineralele solubile cu greutate moleculară mică (dializă de echilibru). Implică adăugarea unui tub de dializă, cu o anumită greutate moleculară (MWCO), imitând digestia gastrică. Tubul de dializă sau punga conțin un tampon, cum ar fi bicarbonatul de sodiu, care difuzează încet din sac și neutralizează peptic.

După incubare, se adaugă pancreatina (bila) și în urma unei alte incubări, elementul total dializabil poate fi astfel determinat, prin măsurarea cantității de minerale prezente în dializat. Compusul dializabil va fi disponibil pentru absorbție în intestinul subțire.

Această metodă a fost aplicată pentru a studia bioaccessibilitatea unui număr de micronutrienti inclusiv calciu, zinc, magneziu, etc.

O extensie a acestei metode implică sistemul de dializă cu flux continuu efectuată prin intermediul unui sistem tubular de fibră[81].

Spre deosebire de alte metode în vitro, în care componentele care trec membrana de dializă nu sunt eliminate, sistemul de dializă cu flux continuu ia în considerare demontarea unor componente dializabile, ceea ce duce probabil la o mai bună estimare a biodisponibilității.

3.2.3. Metoda prin CaCo-2, se folosește pentru a determina valoarea biodisponibilî a elementelor. Aceasta permite observarea comportamentului produselor alimentare, sau al nutrienților la locul de a absorbție, dar are un mare dezavantaj, deoarece pentru realizarea ei este nevoie de personal instruit, care deține cunoștințe pentru metodele de cultură celulară.

Biodisponibilitatea (sau, mai corect, componentele biodisponibilității) pot fi evaluate prin determinarea sau preluarea de hrană, și transport, sau ambele de celule Caco-2.

Caco-2 aparțin unei linii de celule umane epiteliale derivate dintr-un adenocarcinom de colon uman. Chiar dacă acestea au o origine colon, din motive care în ziua de azi nu sunt înțelese, celulele se comportă ca și cele intestinale.[53]

Una dintre diferențele funcționale dintre celulele normale și celulele Caco-2 este lipsa de exprimare a izoenzimele citocromului P450 și, în special, CYP3A4, care este în mod normal exprimată la niveluri ridicate în intestin.

Studiile de absorbție sunt efectuate cu celule cultivate pe suprafața vaselor de plastic sau puțuri. Caco-2 sunt de obicei cultivate pe suporturi din plastic semipermeabile care pot fi montate în godeurile unor plăci de cultură cu mai multe godeuri.[43]

Inserțiile Transwell permit colectarea și măsurarea nutrienților care au fost absorbiți și apoi eliberați prin membrana bazolaterală.

După digestia gastrică a produsului alimentar, se adaugă pancreatina / bilă și produsul de digestie alături de celule. În vivo, integritatea celulară este menținută prin prezența unui strat de mucus intestinal. Cu toate acestea, în vitro, una din cele câteva metode trebuie folosită pentru a preveni degradarea enzimatică a celulelor.

O metodă constă în introducerea unei membrane de dializă asigurată cu un silicon (O-ring) pentru un insert de plastic, care este plasat în partea de sus a monostratului de celule. Digeratul este plasat pe partea de sus a membranei de dializă, oprind astfel enzimele să ajungă la celulele. [53]

O altă metodă implică tratament termic de digestie intestinale pentru 4 minute la 100 °C, în scopul de a inhiba enzimele adăugate în timpul experimentului. Acest pas, însă, impune o lacună în metodologie, deoarece încălzirea probei la 100 °C, va denatura, probabil, proteinele alimentare, având impact (fie pozitiv, fie negativ) asupra biodisponibilității.[25]

O altă metodă implică inactivarea enzimelor prin acidularea lichidelor de digestie intestinală la pH=2, sau prin scăderea temperaturii de digestie și filtrarea ulterioară a probelor.[68]

Studiile Caco-2 de transport au dovedit că celulele conțin membrane semipermeabile, permițând astfel formarea a două camere: o cameră apicală, care primește masa digeratului, și o cameră bazolaterală, unde compusul transportat poat fi colectat și analizat ulterior. [84]

3.2.4. Modelul gastrointestinal. Prin modelul gastrointestinal se determină valoarea biodisponibilității bioelementelor, pentru aceasta fiind necesare câteva cunoștiințe în domeniu, aceasta nefiind o metodă foarte ieftină, insă, rezultatele sunt reale.

Metoda gastrointestinală permite urmărirea nutrientului în orice etapă a sistemului digestiv, și încorporează mulți parametri de digestie (peristaltismului, baterea, temperatura corpului, etc).[64]

Pentru acest model, este imitat sistemul digestiv uman, mai exact digestia gastrică și intestinală. Pentru digestia gastrică, se adaugă pepsină, înainte de acidifierea probelor la pH= 2 (pentru a simula pH- ul gastric al unui adult) sau la pH=4 ( pH- ul gastric al unui copil).

Acidifierea probele la pH= 2 sau pH= 4 este importantă, deoarece pepsina începe să se denatureze și astfel va pierde activitatea la pH ≥ 5. Înainte de începerea digestiei intestinale, probele sunt neutralizate la pH= 5,5- 6, înainte de adăugarea de pancreatină (care constă dintr-un cocktail de enzime pancreatice, cum ar fi amilaza pancreatică, lipaza, ribonucleaza, și proteaze, cum ar fi tripsina) și săruri biliare (care sunt emulgatori), iar în final, probele vor fi reajustate la pH= 6,5 – 7. A treia etapă de digestie (care nu este obligatorie decât uneori), și care precede faza gastrică, este digestia prin lingual alfa-amilază, care este o enzimă ce destramă legăturile glicozidice din moleculele de amidon (amiloză și amilopectină). Odată ce alimentul respectiv a fost digerat, bioaccesibilitatea poate fi măsurată fie prin solubilitate, fie prin dializă sau modele gastro-intestinale.[81]

De exemplu, Pawel Pohl a folosit modelul gastrointestinal pentru a evalua valoarea bioacesibilității a cinci dintre micronutrienții esențiali pentru organism și anume Fe, Cu, Zn, Mn, și Mo din fructe.

Acesta a luat o probă de de fruct, pe care a așezat-o pe o placă încalzită la 85 °C, împreună cu un amestec (10:3) concentrat de HNO₃cu H₂O₂până când a obținut o soluție transparentă.

Această soluție a fost analizată ICP MS folosind un sector de masă cu un câmp dublu de focusare (Element XR, ThermoFisher, Bremen, Germany) echipat cu un nebulizator de sticlă MicroMist (Glass Expansion, Melbourne, Australia) și cu un separator CETAC ASX-520 (Omaha, NE) . Apoi, a efectuat măsurătoarea Mo la R = 300 iar pentru celălalte elemente (Cu, Fe, Mn, Zn), la R= 4000. În tot acest timp, s-a folosit apă deionizată (18.3 M Ω cm). [81]

Studiul a fost efectuat în laborator, unde o probă cu 5,0 ml dintr-o soluție gastrică (10 mg ml^-1 pepsină, într – o soluție NaCl, 0,15 mol, pH = 2,5) timp de 4 ore la 37 ◦C. Cand timpul s-a scurs, pH-ul a fost adus la 7,4 prin adăugarea unui volum adecvat de soluție NaOH 1.0 mol l⁻¹ și 5,0 ml dintr-o soluție intestinală (30 mg ml^-1 pancreatină, 10 mg ml^-1 amilază și 1,5 mg ml^-1 săruri ale bilei). Amestecul a fost incubat din nou timp de 4 ore la 37 ◦C și centrifugat la 4000 rpm timp de 15 min (Hettich 16 centrifugă, Beverly, MA). Supernatantul s-a realizat până la 25 ml și a fost analizat de către DF-SPICP MS. Calibrarea a fost externă, utilizând o soluție de potrivire cu matrice. Au fost efectuate două probe în paralel.

Pentru verificarea măsurătorilor, Pawel Pohl, a calculat bilanțul materialelor, analiza reziduuluiprin verificarea bilanțului material, analiza reziduului și comparând suma concentrațiile măsurate cu supernatantul și reziduul, cu concentrația întregului eșantion.

unde:

Cgid este concentrația elementului determinat în supernatantul rezultat din digestia gastrointestinală;
Ct reprezintă conținutul total al acestui element determinat în proba alimentară.[50]

În urma studiilor efectuate, Pawel Pohl a aflat că bioaccesibilitatea fierului în fructe este egală cu (3,7–4,0 µg g⁻¹); Cu (73 µ/ g pe zi ^-1) și Fe (225 µ/ g pe zi ^-1); Zn (28 µ/ g pe zi ^-1); Mn (50 µ/ g pe zi ^-1) și Mo (1,83 µ/ g pe zi ^-1).

Pawel a observat că, conținutul total de fier din fructe este relativ mare (3.7-10.8µ G^-1), dar numai o mică fracție din această cantitate este bioaccesiblă (6.7 – 12.7%). El a concluzionat că această cantitate este posibil să fie din cauza prezenței acidului oxalic, carbonatului și fenolilor care formează săruri insolubile, afectând în mod direct absorbția fierului.[5]

Testele au arătat că zincul prezintă o bioaccesibilitate scăzută (10,9%)[71], iar Cu din fructe este bioaccesibil în proporție de 40.7 – 58.9%, pe când Mo nu a prezentat bioaccesibilitate ( probabil din cauza chelării cu polifenolii). Pe de altă parte, Mn din fructe este aprope în totalitate bioaccesibil, aproximativ (92.9%).[10]

Și L. Nasreddine, efectuând un test similar, a obținut rezultate asemănătoare pentru aportul zilnic de nutrienți.[72]

CONTRIBUȚII PROPRII

Capitolul 4.

DETERMINAREA BIOACCESIBILITĂȚII Fe, Mn, Zn și Cu

DIN STRUGURI

4.1. Introducere

Datele prezentate în partea de documentare, relevă faptul că strugurii se numără printre cele mai importante fructe folosite în alimentație. Calitățile nutriționale ale acestui fruct se datorează conținutului bogat în vitamine: A, B1, B2, B6, C, PP și K, dar și în numeroase elemente minerale esențiale: potasiu, fosfor, magneziu, calciu, fier, mangan, zinc, cupru etc.

De asemenea strugurii sunt foarte bogați în aminoacizi, acid tartric și citric și cantități importante de resveratrol, un antioxidant care protejează împotriva cancerului, bolilor de inimă și maladiilor degenerative.

Cu toate că în compziția acestui fruct se regăsesc concentrații importante de principii bioactive, nu înseamnă că, la consumarea acestui aliment aceste principii prezente în struguri pot să fie folosite sau stocate în întregime în organism.[18] Ca atare, simpla cunoaştere a conţinutului total de elemente minerale nu este suficientă pentru a se aprecia dacă acest fruct este sau nu o sursă importanta minerale. Pentru evaluarea aportului mineral al strugurilor, respectiv, pentru a stabili contribuția cu elemente esențiale la consumarea acestora este nevoie să se determine bioaccesibiliatatea elementelor minerale. Conceptul de bioaccesibilitate se defineşte, în general ca și cantitatea de principii nutritive absorbită de un organism viu din alimente ce poate fi folosită pentru funcţiile fiziologice ale organismului. În contextul prezentei lucrări, concentrația bioaccesibilă a unui microelement mineral se folosește pentru a defini cantitatea de microelement care poate fi eliberată din struguri – în urma procesului de digestie gastro – intestinală – și care poate fi preluată de organism pentru a fi utilizată pentru funcțiile acestuia. [98]

Partea de contribuții personale, respectiv partea experimentală a prezentei lucrări cuprinde rezultatele obținute la determinarea concentrațiilor totale și bioaccesibile ale unor elemente minerale din strugurii și evaluarea bioaccesibilității acestora și aportul mineral în dieta zilnică recomandată.

Pentru realizarea obiectivului propus, au fost prelevate probe de struguri cultivați în zona Banat, România, din care s-au folosit pentru:

Determinarea concentrațiilor totale ale Fe, Mn, Zn și Cu, prin metoda absorbției atomice în flacără;
Determinarea concentrațiile bioaccesibile ale Fe, Mn, Zn și Cu, prin metoda digestiei

gastro-intestinale ²in vitro²;

Determinarea bioaccesibilității Fe, Mn, Zn și Cu, respectiv fracțiunea bioaccesibilă,

evaluată prin calcul;

Evaluarea aportului cu Fe, Mn, Zn și Cu la necesarul zilnic recomandat, pe baza concentrațiilor totale și bioaccesibile ale acestora.

4.2. Materiale și metode

4.2.1. Aparatură și reactivi

– Spectrofotometru de absorbţie atomică în flacără Varian AA 240 FS ;

– Baie de apă, cu agitare;

– Plită electrică;

– Acid azotic suprapur 65 % – Merck (d = 1, 39 g/cm³), din care s-a preparat soluția 0,5 n de HNO_3;

– Soluţie etalon concentrată de puritate Merck rezervă, din care s-au preparat soluțiile etalon;

– Soluţii etalon de lucru (de calibrare), obținute prin diluarea etalonului concentrat.

Pentru fiecare element analizat s-au preparat câte 6 seturi de soluţii de etalonare care să acopere intervalul de concentraţie al elementului ce urmează a fi analizat. Soluţiile de etalon de lucru au fost preparate odată cu efectuarea determinărilor spectrofotometrice.

– Apă bidistilată;

– Pepsină, Merck;

– Extract de bilă, SIGMA ALDRICH – porcină;

– Pancreatină, ACROS ORGANICS;

– Soluție acid gastric, folosită pentru simularea digestiei gastrice, care conține: 3,2 g/L pepsină și 2,0 g/L NaCl și 100 mL HCl, 0,08 N;

– soluția de suc intestinal, folosită pentru simulare a digestiei intestinale: 10,0 g/L pancreatină, 12,5 g/L extract din extract de bilă și 0,07 g/L of K₂HPO₄ în 0,02 mol/ NaOH.

4.2.2. Determinarea concentrației totale

Pentru realizarea experimentului, s-au prelevat probe de struguri de masă (negri), proveniți de la producători privați autohtoni, din care au fost pregătite două seturi de probe de analiză:

Un set a câte trei eșantioane, pentru determinarea concentrații totale ale Fe, Mn, Zn și

Cu;

Un set a câte trei eșantioane, pentru determinarea concentrațiilor bioaccesilila ale Fe,

Mn, Zn și Cu;

Concentrațiile totale ale Fe, Mn, Zn și Cu, s-au determinat prin metoda absorbției atomice, după un protocol descris de Gogoașă și colab., 2015 [15]. Pentru determinarea concenrațiilor totale ale elementelor interesate, s-au luat în lucru 50 grame produs proaspăt (struguri), care după ce au fost uscați în etuva electrică, timp de 6 ore, au fost calcinați, la 550 ⁰C (în două reprize, a câte 4 ore).

Minerala finală, respectiv solubilizarea materiei anorganice rezultate la calcinare, s-a realizat în soluția de HNO₃ – 0,5 N. Pentru aceasta, probele de cenuşă s-au reluate cu câte 20 mL soluţie HNO₃ – 0,5 N, după care s-au evaporat pe plita electrică până aproape de sec și s-au adăugat încă 20 mL soluţie HNO₃ – 0,5 N și s-a evaporat din nou; operaţia s-a repetat de două ori, după care proba s-a adus la cotă de 50 mL.

Soluţia limpede, asfel obținută s-a folosit la pentru determinarea conţinutului total de Fe, Mn, Zn și Cu, prin metoda FAAS.

4.2.3. Determinarea concentrației bioaccesibile

Determinarea concentrației bioaccesibile și evaluarea fracțiunii bioaccessible de Fe Mn, Zn și Cu , din fructele analizate a fost realizată folosind o metodă de digestie gastro-intestinală ²in vitro², preluată după două protocoale folosite de Pawel Pohl și colab., 2012 și Bou Khouzam și colab., 2011, pentru determinarea bioaccesibilități elementelor minerale, adaptată la condițiile din dotarea Laboratorului de chimie anorganică și analitică, resppectiv Laboratorul A.P.A. al facultății noastre[ 10, 76].

Pe scurt, 25 g probă de fruct au fost incubat cu 100 mL soluție gastrică sub agitare, timp de 3 ore la 37,5 ⁰C.

După scurgera celor tei ore, timpul de simulare a digestiei gastrice, amestecul de fruct-acid gastric s-a neutralizat cu soluția de bicarbonat de sodiu până pH = 7,5, după care s-au mai adăugat 50 mL de soluție suc intestinal și s-a continuat intubarea (în aceleași condiții) încă trei ore.

În final incubatul obținut după simularea digestiei gastro – intestinale, a fost separat cantitativ – prin filtare în vid și adus la cotă; soluția limpede de asfel obținută s-a folosit pentru determinarea: Fe, Mn, Zn și Cu, prin metoda FAAS.

4.2.4. Determinarea aportului lor mineral în dieta zilnică recomandată

Aportul mineral, respectiv gradul de acoperire al necesarului de Fe, Mn, Zn și Cu din dieta zilnică recomandată, s-a determinat prin calcul, folosind relația:

unde:

AM – aport mineral (%); m – cantitatea totală sau bioaccesibbilă de element conținută în masa de struguri consumată (g); m_r– cantitatea de element recomandată în dieta zilnică (g).

4.2.5. Determinarea bioaccesibilității Fe, Mn, Zn și Cu

Bioaccesibilitatea sau fracțiunea bioaccsesibilă a elementelor minerale din strugurii analizați s-a realizat prin calculat, cu ajutorul relației:

unde:

FB –fracțiunea bioaccesibilă (%); C_B – concentrația bioaccesibilă a elementtului analizat (mg/kg);C_T– concetrația totală a elementului analizat (m/kg).

4.3. Rezultate si discuții

4.3.1. Concentrația totală a Fe, Mn, Zn și Cu în struguri

Rezultatele obținute la determinarea concentrației totale aelementelor esențiale sunt prezentate în tabelul 5.

Tabelul 5. Concentrația Fe, Mn, Zn și Cu (valori medii) în struguri

Specificare	Element mineral, mg/kg produs proaspăt
Specificare	Fe	Mn	Zn	Cu
Valori minime	9,34	1,02	1,86	2,31
Valori maxime	6,12	0,68	1,35	1,63
*Valoari medii*	8,42	0,82	1,58	1,98

Figura 28. Distribuția Fe, Mn, Zn și Cu în struguri

Așa cum se poate observa din tabelul 4.1 și din figura 28, strugurii conțin cantități apreciabile de microelemente esențiale totale.

Dintre microelementele analizate fierul, constituent principal al hemoglobinei din sange, al unor enzime etc., a fost determinat în cantitatea ce a mai mare, valoarea medie a concentrației acestuia fiind de 8,42 mg/kg.

În concentrații mai mici, dar apropiate au fost determinate cuprul – microelement esențial pentru activitatea unor enzime și zincul – microelement cu virtuți antioxidante care intră ca element activ în constituția a circa 60 de enzime. Concentrațiile medii ale acestora prezintă valori de 1,98 mg/kg – pentru Cu și 1,58 mg/kg – pentru Zn.

Manganul, microelement esențial cu rol în functiile hepatice și renale și care participă la sintetizarea unor vitamine, a fost identificat în cantități mai scăzute față de cupru și zinc și mult mai reduse față de fier; concentrația totală a manganului în strugurii analizați este de 0,82 mg/kg.

Concentrațiiile totale medii ale microelementelor determinate în strugurii proaspeți prezintă următoarul trend descrescător: Fe> Cu» Zn> Mn.

Calitatea nutriţională a strugurilor luaţi în experiment poate fi evaluată şi prin aportul lor mineral în dieta zilnică recomandată. Astfel, ţinând cont de concentraţia totală a microelementelor analizate: Fe, Mn, Zn şi Cu (tabelul 5), şi de recomandările specialiştilor nutriţionişti (tabelul 6) privind necesarul mineral recomandat în dieta zilnică s-a determinat aportul cu cele microelemente esenţiale în dieta zilnică.

Tabelul 6. Valori de referință ale necesarului de Fe, Mn, Zn și Cu, în dieta zilnică recomandată[33]

Grup de persoane	Element
Grup de persoane	Fe	Mn	Zn	Cu
Bărbați cu vârste între 19-50 ani	8	2,3	11	0,9
Femei cu vârste între 19-50 ani	18	1,8	8	0,9

În condiţiile prezentului experiment, un consum de 400 grame de sturguri ar reprezenta: 4,21 mg fier, 0,41 mg mangan, 0,79 mg zinc şi 0,99 mg Cu, echivalent cu un aport mineral pentru bărbaţi şi femei cu vârste cuprinse între 19- 50 de ani, egal cu cel prezentat în tabelul 7. şi ilustrat grafic în figura 29.[98]

Tabelul 7. Aportul cu microelemente, în dieta zilnică recomandată,

pentru un consum de 400 g struguri

Grup de persoane	Aport mineral, %
Grup de persoane	Fe	Mn	Zn	Cu
Bărbați cu vârste între 19-50 ani	42,10	14,26	5,75	88,00
Femei cu vârste între 19-50 ani	18,71	18,22	7,90	88,00

Figura 29. Aportul mineral în dieta zilnică,

pentru un consum de 400 g struguri

Din cele prezentate, se poate vedea că introducerea în consum a 400 grame struguri, acoperă o bună parte din necesarul zilnic de Fe, Mn, Zn şi Cu. În condiţiile prezentului experiment, gradul de acoperire al necesarului zilnic cu microelemente înregistrează următoarele valori:

88,00 % – pentru bărbaţi şi femei din necesarul de cupru;
42,10 % – pentru bărbaţi şi 18,71% – pentru femei, din din necesarul de fier;
14,26% – pentru bărbaţi şi 18,22% – pentru femei, din necesarul de zinc;
5,75% – pentru bărbaţi şi 7,90% – pentru femei din necesarul de zinc;

4.3.2. Concentrația bioaccesibilă a Fe, Mn, Zn și Cu

Concentraţiile bioaccesibile ale microelementelor: Fe, Mn, Zn şi Cu din struguri, determinate prin metoda de digestie gastro-intestinală in vitro descrisă anterior, sunt prezentate în tabelul 8. şi în figura 30.

Tabelul 8. Concentrația bioaccesibilă a Fe, Mn, Zn și Cu din struguri

Specificare	Element mineral, mg/kg produs proaspăt
Specificare	Fe	Mn	Zn	Cu
Valori minime	3,64	0,31	1,09	1, 52
Valori maxime	4,35	0,76	1,42	1, 31
*Valoari medii*	3,90	0,49	1,28	1,46

Figura 30. Distribuția Fe, Mn, Zn și Cu bioaccesibile în struguri

Aceste date relevă faptul că strugurii analizați prezintă catități apreciabile Fe, Mn, Zn și Cu bioaccesibile, nivelele de concentrații bioaccesibile fiind cuprinse în 0,49 – 3,90 mg/kg.

Dintre elementele bioaccesibile, fierul este elementul bioaccesibil cel mai bine reprezentat (3,90 mg/kg), urmat de cupru și zinc – în concentrații mai mici, dar apropiate între ele (1,46 mg/kg, respectiv1,28 mg/kg) și mangan, care a fost identificat în concentrația cea mai scăută (0,49 mg /kg).

Este important a se preciza faptul că această concentrație bioaccesibilă determinată, prin metoda digestiei gastro-intestinale in vitro, reprezintă numai cantitatea de microelement care este eliberată din matricea fructului (în urma digestiei gastro – intestinale) și preluată de organism.

Comparând valorile concentrațiilor totale și bioaccesibile ale Fe, Mn, Zn și Cu, din strugurii analizați, se observă – cum era de așteptat – că valorile concentrațiilor bioaccessibile prezintă valori mai mici față de concentrațiile totale.

Acest lucru dovedește că numai un anumit procent din concentrația totală poate fi preluată de organism. Acest procent, denumit și fracțiunea bioaccesibilă sau bioaccesibilitate a fost determinat prin calcul, valorile acestuia fiind prezentate în tabelul 9.

Tabelul 9. Concetrațiile totale, concentrațiile bioaccesibile și bioaccesibilitatea Fe, Mn, Zn și Cu din struguri

Element	C_T	C_B	FB
Element	mg/kg	mg/kg	%
Fier	8,42	3,90	46,32
Mangan	0,82	0,49	59,76
Zinc	1,58	1,28	81,01
Cupru	1,98	1,46	73,74
CT – concentratia totala; CT – concentratia bioaccesibila; FB – fracțiunea bioaccesibilă.

Biodisponibilitatea microelementelor analizate (%), respectiv fracțiunea accesibilă, prezintă valori cuprinse între 46,32% – pentru Fe și 81,01% – pentru Zn. Dintre elementele analizate, zincul este elementul cel mai bine biodisponilizat: 81,01%, după care urmează cuprul: 73,74%, manganul: 59,76% și fierul, care este cel ami puțin disponibill: 46,32%.

Comparând valorile bioaccesibilităţi Fe, Mn, Zn şi Cu, obţinute experimental, cu valorille determinate şi de alţi autori: A. Ramos şi colab, 2011(din carne de vită), P. Pohl și colab., 2012 (din miere) şi R.B.Khouzam și colab., 2011 (din brânză, pâine, fructe şi legume), se observă valori relativ apropiate.[76]

Din cele prezentate, se poate admite că simpla cunoaştere a conţinutului total de minerale nu este suficientă pentru a se stabili dacă un anumit aliment este sau nu o sursă importantă de minerale.

Ca atare, pentru evaluarea aportului mineral al strugurilor, mai corect ar fi a lua în calculul concentrația bioaccesibila a elementelor, respectiv fracțiunea bioaccesibilă corespunzătoare fiecăriu element. În aceast caz valorile aportului cu Fe, Mn, Zn și Cu în dieta zilnică ar prezenta valori mai mici, deoarece cantitățile de elemente preluate de organism reprezintă numai un anumit procent din concentrația toală a acestora din struguri (tabelul 10).

Aportul cu Fe, Mn, Zn și Cu bioaccesibile în dieta zilnică recomandată, pentru un consum de 400 g struguri, este prezentat în tabelul 10. și figura 31.

Tabelul 10. Aportul de Fe, Mn, Zn și Cu bioaccesibile,

în dieta zilnică recomandată pentru un consum de 400 g struguri.

Grup de persoane	Aport mineral bioaccesibil, %
Grup de persoane	Fe	Mn	Zn	Cu
Bărbați cu vârste între 19-50 ani	19,50	8,52	4,65	64,89
Femei cu vârste între 19-50 ani	8,67	10,89	6,40	64,89

Figura 31. Aportul cu minerale cu minerale bioaccesibile în dieta zilnică recomandată, pentru 400g struguri

Referitor la aportul mineral în dieta zilnică recomandată calculat pe baza bioaccesibilităţii Fe, Mn, Zn şi Cu, acesta are valori cuprinse între 4,65% (Zn) şi 88,00% (Cu) – pentru bărbaţi, respectiv 6,40 (Zn) şi 88% (Cu) – pentru femei.

În aceste condiţiile gradul de acoperire al necesarului zilnic cu microelemente bioaccessibile înregistrează următoarele valori:

64,89 % – pentru bărbaţi şi femei din necesarul de cupru
19,5 % – pentru bărbaţi şi 8,67% – pentru femei, din necesarul de fier;
8,52% – pentru bărbaţi şi 10,89% – pentru femei, din necesarul de mangan;
4,55% – pentru bărbaţi şi 6,40% – pentru femei din necesarul de zinc.

Aşadar aportul mineral bioaccesibil prezintă următorul trend descrescător: Cu >Fe > Mn> Zn – pentru bărbaţi şi Cu> Mn> Fe> Zn – pentru femei.

Asa cum se poate observa din tabelele 8 şi 10 și din reprezentările grafice din figurile 32. și 33., remarcăm diferenţe notabile dintre valorile aportului mineral calculat din concentraţia totală a Fe; Mn, Zn şi Cu (aport mineral total) şi valorile aportului mineral calculat din concentraţiile bioaccesibile ale Fe, Mn, Zn şi Cu, determinate prin metoda digestiei in vitro.

Figura 32 .Valori comparative ale aportului mineral total şi bioaccesibil,

pentru bărbaţi

Figura 33. Valori comparative ale aportului mineral total şi bioaccesibil, pentru femei

Astfel, pentru bărbaţii cu vârste cuprinse între 19 – 50 ani, aportul mineral estimat pe baza concentraţiilor bioaccesibile, prezintă valori medii mai mici cu 22,2 procente – pentru Fe; 5,74 procente – pentru Mn; 1,10 procente – pentru Zn şi 23,11 procente – pentru Cu. La femei, diferenţele respectă aceeaşi tendinţă ca la bărbaţi, acestea prezentând următoarele valori: 10,04 procente – pentru Fe; 7,33 procente – pentru Mn; 1,50 procente – pentru Zn şi 23,11 procente – pentru Cu.

CONCLUZII GENERALE

În urma studiului efectuat, am realizat că niciun organism nu ar exista dacă nu ar avea în compoziția lui minerale și implicit bioelemente, deoacerce acestea sunt indispensabile la formarea țesuturilor, participând la procesele biologice și fiziologice ale metabolismului.

Trebuie să avem totuși grijă la cantitatea de bioelemente pe care o introducem în corp, deoarece o cantitate prea mică poate provoca deficitul elementului respectiv, (având consecințe grave asupra metabolismului), dar și o cantitate prea mare, duce la intoxicație, (aceasta având consecințe la fel, sau poate chiar mai grave decât cele ale deficitului).

Aportul elementelor, este aproape în totalitate disponibil în alimentație, cea mai importantă sursă, fiind probabil, constituită de fructe și legume.
Compoziția chimică și biochimică a fructelor diferă de la o specie la alta, și chiar datorită zonei de cultivare și factorilor de mediu.

Consumul de fructe pe o perioadă de timp îndelungată, duce la îmbunătățirea stării de sănătate, datorită substanțelor benefice din compoziția acestora.

Concentraţia totală a elementelor minerale din struguri prezinţă valori medii cuprinse între 0,82 mg/kg – 8,42 mg/kg. Cel mai bine reprazentat dintre microelementele determinale, este fierul – cu 8,42 mg/kg, urmat de cupru şi zinc – în concentraţii mai mici, dar apropiate: 1,98 mg/kg, respectiv 1,58 mg/kg. Manganul a fost identificat în catități mai mici: 0,82 mg/kg.

Aportul mineral în dieta zilnică recomandată, estimat pe baza concentraţiilor totale ale Fe, Mn, Zn şi Cu din 400 grame struguri, înregistrează următoarele valori: 88,00 % – pentru bărbaţi şi femei din necesarul de Cu , 42,10 % – pentru bărbaţi şi 18,71% – pentru femei, din din necesarul de Fe, 14,26% – pentru bărbaţi şi 18,22% – pentru femei, din necesarul de Mn și 5,75% – pentru bărbaţi şi 7,90% – pentru femei din necesarul de Zn.

Concentraţiile bioaccesibile ale Fe, Mn, Zn și Cu sunt cuprinse între 0,49 – 3,90 mg/kg. Fierul este elementul bioaccesibil cel mai bine reprezentat (3,90 mg/kg), urmat de cupru și zinc – în concentrații mai mici, dar apropiate (1,46 mg/kg, respectiv1,28 mg/kg) și mangan, care a fost identificat în concentrația cea mai scăută (0,49 mg /kg).
Biodisponibilitatea microlementelor analizate (%) prezintă valori cuprinse între 46,32% – pentru Fe și 81,01% – pentru Zn. Zincul este elementul cel mai bine bioaccesibilizat: 81,01%, după care urmează cuprul: 73,74%, manganul: 59,76% și fierul, care este cel mai puțin accesibill: 46,32%.

Aportul mineral în dieta zilnică recomandată , calculat pe baza bioaccesibilităţii Fe, Mn, Zn şi Cu, prezintă valori cuprinse între 4,65% (Zn) şi 88,00% (Cu) – pentru bărbaţi, respectiv 6,40 (Zn) şi 88% (Cu) – pentru femei.

În aceste condiţii gradul de acoperire al necesarului zilnic cu microelemente bioaccessibile înregistrează următoarele valori: 64,89 % – pentru bărbaţi şi femei din necesarul de cupru; 19,5 % – pentru bărbaţi şi 8,67% – pentru femei, din necesarul de fier; 8,52% – pentru bărbaţi şi 10,89% – pentru femei, din necesarul de zinc; 4,55% – pentru bărbaţi şi 6,40% – pentru femei din necesarul de zinc.

Faţă de aportul mineral calculat din concentraţiile totale ale Fe, Mn, Zn şi Cu, aportul mineral calculat din concentraţiile bioaccesibile ale Fe, Mn, Zn şi Cu, prezintă valori medii mai mici diferenţele fiind de 22,2 procente – pentru Fe, 5,74 procente – pentru Mn, 1,10 procente – pentru Zn şi 23,11 procente – pentru Cu, în cazul, . La femei, diferenţele respectă aceiaşi tendinţă ca la bărbaţi, acestea prezentând următoarele valori: 10,04 procente – pentru Fe, 7,33 procente – pentru Mn, 1,50 procente – pentru Zn şi 23,11 procente – pentru Cu.

BIBLIOGRAFIE ȘI WEBOGRAFIE

28 February to 4 March 2005 – Paper presented at the FAO Sub Regional Workshop on Quality and Safety of Fresh Fruits and Vegetables;
A. J. Ruby,G. Kuttan, K.D. Babu, K.N. Rajasekharan, R. Kuttan, 1999 – Antitumor and antioxidant activity of natural curcuminoids;
A. Gherghi, 1994 – International Symposium on Postharvest Treatment of Horticultural Crops, Kecskemét, Hungary, 30th August-3rd September 1993 / convener and editor Pál Sass- CERCETĂRI PRIVIND MODIFICĂRI STRUCTURALE ŞI BIOCHIMICE ÎN UNELE PRODUSE HORTICOLE (FRUCTE ŞI LEGUME) SUB INFLUENTA DIFERITELOR METODE DE PĂSTRARE;
A. Gravellier, 2007 – Biodisponibilité des métaux lourds dans les sols et impact de sa prise en compte dans les évaluations de risque sanitaire, Ecole Nationale de la Santé Publique;
A. Junker, Z. Lebensm Unters Forsch, 1977 – The quantitative composition of natural and technologically changed aromas of plants;
A.V. Skalny, 2014, – Bioelements and Bioelementology in Pharmacology and Nutrition: Fundamental and Practical Aspects ;
Ashwell M, Lambert JP, Alles MS, Branca F, Bucchini L, Brzozowska A, de Groot LC, Dhonukshe-Rutten RA, Dwyer JT, Fairweather-Tait S, Koletzko B, Pavlovic M, Raats MM, Serra-Majem L, Smith R, van Ommen B, Veer – Vitamin and mineral intake recommendations for Europeans – which ones are in most need of review;
Au și Reddy, 2000;

Aug 2005 – Expert Opin Drug Metab Toxicol;

Badea Mădălina¹, Rada Maria², Alda Liana¹, Velciov Ariana¹, Skumpija Alen¹, Gergen Iosif¹ Gogoasa Ioan¹, StudentFest, Timișoara, 2016^–Determinarea concentrației bioaccesibile a unor microelemente estențiale din struguri;
Belavadi și Deosthale, 1978 – Molecular Mechanism of Resistance to Some Important Disease in Major Cereals;
British Nutrition Foundation, 1989 ; National Research Council, 1989;
C. Hotz, R.S. Gibson, 2007 – Traditional food-processing and preparation practices to enhance the bioavailability of micronutrients in plant-based diets;
C.Pârvu, 2000, Editura Enciclopedicã, București, Universul Plantelor – Mică enciclopedie;
Cave, MR et al Comparison of batch mode and dynamic physiologically based bioaccessibility tests for PAHs in soil samples Environ Sci Technol 44, 2654-2660 (2010);
CITTADINI 2003, HARTWIG 2001, WOLF et al. 2003 – Biomaterials and Medical Devices;
Conf. Dr. Mihăescu Grigore, București 1992 – Fructele în alimentație, bioterapie și cosmetică;
Conf. Dr. Mihăescu Grigore, București 1999 – Fructele în alimentație, bioterapie și cosmetică;
D.Beceanu, A. Chira, 2003 – Tehnologia produselor horticole : Valorificarea în stare proaspătă şi industrializare;
D.V.Cotea și col., 1983 – MATERIA PRIMă PENTRU INDUSTRIA VINICOLă – STRUGURII;
Dr. Rath, Zhiwei Peng 2014, Research Institute – Characterization of Minerals, Metals, and Materials;
E.F. Garcia, I.C. Lerida, A.P. Galvez – Nutr Bioavailability of bioactive food compounds: a challenging journey to bioefficacy;
Frontela-Saseta colab, 2011 – Antioxidant activity and protection of some selected bioactive components in fruits and vegetables (In Spanish);
Gangloff colab, 1996; Glahn și colab, 1998;
Gardent – Torresdey et al. 2005; Inaba și Takenaka, 2005; Peralta-VIDEO et al, 2009;
Gherghi și colab, 2001 – Lucrări științifice; Beceanu, 1999; Leshem și colab, 1998; Thomson, 1993;
Gogoaşă Ioan, Cercetări privind poluarea (contaminarea) cu metale grele a unor legume și fructe din zona de vest a României”-Teză de doctorat, USAMVB, Timişoara, 2005
Gordon, 1977 – Universal free health care in Canada;
Hamel, S.C., Ellickson, KM & Lioy, PJ – The estimation of the bioaccessibility of heavy metals in soils using artificial biofluids by two novel methods: mass-balance and soil recapture;
Heghedűş-Mîndru Ramona Cristina, Heghedűş – Mîndru Gabrie, Negrea Petru, Şumălan Radu, Negrea Adina¸ Ştef Ducu, The monitoring of mineral elements content in fruit purchased in supermarkets and food markets in Timisoara, Romania, Annals of Agricultural and Environmental Medicine 2014, Vol 21, No 1, 98–105;
http://abt.cm/1NkP87N;
http://bit.ly/1BpAkMA ;
http://bit.ly/1eQsHD5 ;
http://bit.ly/1F2RjwS ;
http://bit.ly/1f8oy3x ;
http://bit.ly/1IxEPte ;
http://bit.ly/1nKJ80 ;
http://bit.ly/1O8obZG ;
http://bit.ly/1PbwChC ;
http://bit.ly/1PbwD5e ;
http://bit.ly/1Pbx6Eu ;
http://bit.ly/1PNBpJc ;
http://bit.ly/1RTEsfx ;
http://bit.ly/1RTFecw ;
http://bit.ly/1ssDhPF ;
http://bit.ly/1TOHS5w ;
http://bit.ly/1U0UcSv;
http://bit.ly/1VDhfoP ;
http://wwwnationalacademiesorg/hmd/Activities/Nutrition/SummaryDRIs/~/media/Files/Activity%20Files/Nutrition/DRIs/New%20Material/5DRI%20Values%20SummaryTables%2014pdf;
http://bit.ly/1X32Inn ;
http://bit.ly/1X3VNdB ;
http://bit.ly/1Xre1qm ;
http://bit.ly/1XWX9Gv ;
http://bit.ly/1XWX9Gv ;
http://bit.ly/1XYnjbQ ;
http://bit.ly/1y9o31w ;
http://bit.ly/20YUX0m ;
http://bit.ly/24ot56K ;

http://bit.ly/25FWYoO ;

I. Jianu, Delia Dumbravă, Ed. Mirton, Timişoara, 2001, Factori de protecţie alimentari;
Ioan Gogoaşă, Liana Maria Alda, George Andrei Drăghici, Despina-Maria Bordean, Adina Negrea, Gheorghiţa Jigoria, Ariana Velciov, Maria Rada, Antonela Cozma, Iosif Gergen Bio-Minerals Contribution of Seasonal Fruits to the Recommended Dietary Allowances, PROCEEDINGS OF THE 21st International Symposium on Analytical and Environmental Problems, Szeged, Hungary, Publisher University of Szeged, ISBN 978-963-306-411-5, pg105-108, 2915;
J.Trace, Schümann & Elsenhans, 2002 – Elem. Biol.;
JOURNAL of Horticulture, Forestry and Biotechnology, 2014;
Jovani et al, 2001; Frontela et al, 2009 – Application of in vitro bioaccessibility and bioavailability methods for calcium, carotenoids, folate, iron, magnesium, polyphenols, zinc, and vitamins B6, B12, D, and E;
Keith Wilson, ‎John Walker, 2010 – Biochemistry and molecular biology;
L. Nasreddine, O. Nashalian, F. Naja, L. Itani, D. Parent-Massin, M. Nabhani- Zeidan – Manganese in health and disease;
M. Ashwell, J.P. Lambert, M.S. Alles, F. Branca, L. Bucchini, A. Brzozowska, L.C. Groot, R.A. Dhonukshe-Rutten, J.T. Dwyer, S. Fairweather-Tait, B. Koletzko, M. Pavlovic, M.M. Raats, L. Serra-Majem, R. Smith, B. van Ommen , P. Veer, J. von Rosen, L.T. Pijls, 2008 – EURRECA Network;
M. Carbonaro, G. Grant, M. Mattera, A. Aguzzi, A. Pusztai, 2001- Biol. Trace Elem. Res. 84, (181–196);
M. Carbonaro, G. Grant, M. Mattera, A. Aguzzi, A. Pusztai, Biol .Trace Elem.-Investigation of the mechanisms affecting Cu and Fe bioavailability from legumes: role of seed protein and antinutritional (nonprotein) factors;
Mogoş, V.T., Alimentatia în boli de nutritie şi metabolism. Vol. 1, Editura Didacticã şi Pedagogicã, Bucureşti, 1994.; Gârban, Z., Biochimie-Tratat comprehensiv, Editura Orizonturi Universitare, Timişoara, 2004;
Murli Dharmadhikari, 1991 – Composition of Grapes;
N. Herbemont, 2010 – Pioneering American Wine: Writings of Nicholas Herbemont, Master Viticulturist University of Georgia Press;
Olaiya, 2006 – Innovations in Social Marketing and Public Health Communication;
OOmen et al., 2002 – Bioavailability of Contaminants in Soils and Sediments , National research and council;
P.J. Aggett, 2010 – Population reference intakes and micronutrient bioavailability: a European perspective American Journal of Clinical Nutrition 91;
Pawel Pohl, Helena Stecka, Krzysztof Greda, Piotr Jamroz, 2012 – Bioaccessibility of Ca, Cu, Fe, Mg, Mn and Zn from commercial bee honeys, Food Chemistry Vol. 134, Issue 1, Pages 392–396;
Pawel Pohlb, Ryszard Lobinski, Rola Bou, Khouzam; Talanta 86, 2011, (425– 428) – Bioaccessibility of essential elements from white cheese, bread, fruit, and vegetables;
Practical Hydroponics & Greenhouses, July/August, 2007;
Prof Shakhashiri, January 2011 – General Chemistry;
R. A. Alpher, H. Bethe, G. Gamow, 1948 – “The Origin of Chemical Elements,” (1948).
R. Dominguez Gonzalez, V. Romaris-Hortas, C. Garcia-Sartal, A. Moreda- Pineiro, MDC Microwave-Assisted Sample Preparation for Trace Element Determination;
R. Hurrell, I. Egli, 2010 – Iron bioavailability and dietary reference values American Journal of Clinical Nutrition;
R.P.Heaney, 2001 – Factors influencing the measurement of bioavailability, taking calcium as a model Journal of Nutrition;
Ramos, M.C. Cabrera, A. Saadoun, Meat Science 91, 2012, (116–124) – Bioaccessibility of Se, Cu, Zn, Mn and Fe, and heme iron content in unaged and aged meat of Hereford and Braford steers fed pasture;
Rao, 1981; Simsek și Aykut, 2007 – The importance of mineral elements for humans, domestic animals and plants: A review;
Rola Bou Khouzam, Pawel Pohl, Ryszard Lobinski, 2011 – Bioaccessibility of essential elements from white cheese, bread, fruit and vegetables;
Rutz et al, 1997 – Current Advances in Selenium Research and Applications, Vol. 1;
S. Hemalatha, K. Platel, K. Srinivasan, 2007 – Food Chem 102;
S.J. Schwartz, 1998 – Bioavailability of ß-Carotene Is Lower in Raw than in Processed Carrots and Spinach in Women;
Salunkhe, DK şi colab, 1991, Kade – Effect of Thermal Processing on the Biochemical Composition, Anti-nutritional Factors and Functional Properties;
Stahl et al., 2002 – Molecular Aspects of Medicine;
Șt. Oprea and col., 1983;
The Cousteau Survey 1991- 1992, Transboundary Water Resources Management;
Torresdey et al, 2005;. Inaba și Takenaka, 2005; gardent, Peralta, VIDEO et al, 2009;
University of Kentucky, 2013 – Grape Contracting ;
V. Iyengar 1989, Elemental Analysis of Biological Systems: Biological, Medical Vol.1:CRC Press;
Viorel T. Mogos ,1991- Sănătatea și substanțele minerale;

Tabelul 1. Principalele componente ale unor fructelor [14]

Cireşe

Pere

Struguri