Олга П. Гарсия

1 Училище по естествени науки, Universidad Autonoma de Querétaro, Querétaro, Мексика

Мара Мартинес

1 Училище по естествени науки, Universidad Autonoma de Querétaro, Querétaro, Мексика

Даяна Романо

1 Училище по естествени науки, Universidad Autonoma de Querétaro, Querétaro, Мексика

Мариела Камачо

1 Училище по естествени науки, Universidad Autonoma de Querétaro, Querétaro, Мексика

Фабиана Ф. де Моура

2 HarvestPlus, c/o Международен институт за изследване на хранителната политика, Вашингтон, САЩ, САЩ

Стив А. Ейбрамс

3 Детски изследователски център за хранене, Катедра по педиатрия, Медицински колеж Baylor, Хюстън, САЩ

Харджит К. Ханна

4 Център за тропически култури и биокоммодити, Факултет по наука и инженерство, Технологичен университет в Куинсланд, Бризбейн, Австралия

Джеймс Л. Дейл

3 Детски изследователски център за хранене, Катедра по педиатрия, Медицински колеж Baylor, Хюстън, САЩ

Хорхе Л. Росадо

1 Училище по естествени науки, Universidad Autonoma de Querétaro, Querétaro, Мексика

Резюме

Заден план

Бананът е основна храна в много региони с висок дефицит на желязо и може да бъде потенциално средство за обогатяване на желязото. Абсорбцията на желязо от бананите обаче не е известна.

Обективен

Целта на това проучване е да се оцени общото усвояване на желязо от сурови и варени банани.

Дизайн

Тридесет жени (34,9 ± 6,6 години) от селските райони на Мексико бяха разпределени на случаен принцип в една от двете групи, които консумират: 1) 480 g/ден суров банан за 6 дни или 2) 500 g/ден варен банан за 4 дни. Абсорбцията на желязо се измерва след външно етикетиране с 2 mg от 58 Fe и референтна доза от 6 mg 57 Fe; анализът е направен с помощта на ICP-MS.

Резултати

Съдържанието на желязо в варени банани е значително по-високо от суровите банани (съответно 0,53 mg/100 g банани срещу 0,33 mg/100 mg банани) (p Ключови думи: усвояване на желязо, банани, дефицит на желязо

Дефицитът на желязо и анемията засягат около 24,8% от населението на света (1) и техните последици представляват важна грижа за общественото здраве (2). Ниският прием на желязо, ниската бионаличност на желязо и наличието на инфекциозни заболявания са основните причини за дефицита на желязо.

Стратегиите за предотвратяване и контрол на дефицита на желязо включват намаляване на бедността, подобряване на здравните системи и продоволствена сигурност, намаляване на загубите на желязо, подобряване на бионаличността на желязото в храните и увеличаване на приема на желязо (3). Добавки, обогатяване и биоукрепване са стратегии, които са приложени в цял свят за увеличаване на приема на желязо. Въпреки това дефицитът на желязо все още е широко разпространен, което предполага, че са необходими повече стратегии за намаляване на дефицита на желязо. Тъй като растенията са основният източник на желязо за повечето хора в развиващия се свят, генерирането на обогатени с желязо култури трябва да увеличи приема на желязо и да окаже значително влияние върху човешкото здраве.

Бананът е основна храна в много страни по света, особено в Латинска Америка, Азия и Африка, където разпространението на дефицит на желязо е високо. В Уганда например 49% от жените в репродуктивна възраст и 73% от децата на възраст 30 kg/m 2], всяко хронично заболяване като хипертония или диабет, някакво стомашно-чревно заболяване, анемия (Hb 3 mg/L), хроничен прием на лекарства, ако през последните 3 месеца са консумирали хранителни добавки с микроелементи, включващи желязо, бременни или кърмещи и ако са имали железен дефицит (феритин 58 Fe), който се разпределя по равно всеки ден пропорционално на присъщото съдържание на желязо в сурово или варено банани.

Абсорбцията на желязо от храненията се измерва с 58 Fe и 57 Fe изотопи, съответно, както е описано от Abrams (8). Бананите са етикетирани с външен вид с 2 mg 58 Fe, разпределени в дните, в които са получили бананите. Изотопите се дават на субектите във вакуумно затворени стъклени флакони и жените трябва да консумират изотопите по средата на приема на бананите. Стъклените флакони трябваше да се изплакват три пъти с вода, а жените също трябваше да пият водата. Референтна доза от 6,0 mg от 57 Fe с 25 mg аскорбинова киселина като портокалов сок се дава сутрин в продължение на 2 последователни дни (3 mg на ден) на субекти от двете групи (8 mg от общия изотоп), без храна.

Приготвяне на банан

В двете проучвания за усвояване са използвани банани Cavendish, получени от общия пазар в Керетаро, Мексико, в същия ден от проучванията. Този вид банан е избран, тъй като се правят проучвания за разработване на генетично модифицирани линии за увеличаване на абсорбцията на желязо от същия тип в Центъра за тропически култури и биокоммодити, Технически университет в Куинсланд, Австралия.

Вареният банан е приготвен въз основа на традиционното угандийско ястие, известно като matooke. Следвайки традиционната рецепта, зелените банани се обелват, нарязват и след това се увиват в бананови листа и се приготвят на пара в продължение на 45 минути, докато се омекнат и сервират. Варените банани се приготвяха ежедневно сутрин и се сервираха топли, без добавяне на сос или подправки. Суровите банани се сервират узрели, което се определя от жълтата им кора.

Антропометрия и състав на тялото

Теглото, височината и обиколката на талията и ханша са измерени в два екземпляра от обучен персонал, следвайки стандартни процедури (9). За настоящото проучване затлъстяването се разглежда с BMI≥30 kg/m 2, а наднорменото тегло с BMI 25–29,9 kg/m 2 (10).

Съдържание на желязо и фитат

Съдържанието на желязо и фитат се анализира в дублирани проби от сурови и варени банани, използвани в проучванията. Съдържанието на желязо се анализира чрез атомно-абсорбционна спектрометрия (Mod AAnalyst 800, Perkin Elmer, CT, USA), като се използват съответните стандарти. Фитатът се анализира в два екземпляра чрез спектрофотометрия, използвайки техниката на Vaintraub и Lapteva (11), модифицирана от Gao et al. (12). Накратко, фитиновата киселина се екстрахира с киселини, след което се трансформира в нейната натриева сол, за да реагира с реактива на Wade (Wade: 0,03% FeCl3 · 6H2O сулфосалицилова киселина 0,3%) и се отчита при 500 nm с помощта на спектрофотометър (Genesis 10 UV, Thermo Electron Corp, Уисконсин, САЩ).

Биохимични определяния

Кръвна проба на гладно се събира чрез венепункция от всеки субект. Жените бяха инструктирани да не ядат нищо поне 12 часа преди вземането на кръвна проба рано сутринта. Плазмата и серумът се разделят в кръвни проби чрез центрофугиране при 1800-2000 rpm в продължение на 15 минути и аликвотни части се съхраняват при -70 ° C за по-късен анализ. Кръвният анализ включва хемоглобин, феритин и С-реактивен протеин (CRP). Всички лабораторни анализи бяха извършени в два екземпляра в лабораторията за човешко хранене на UAQ.

Хемоглобинът и пълната кръвна картина бяха определени с помощта на Cell-Dyn (Cell-Dyn 1400, Abbott, EUA) и съответните стандарти. Феритинът се определя с търговски комплект (Ferritin, Biosystem, Барселона, Испания) и CRP се определя количествено в серум, използвайки търговски комплект с висока чувствителност (Spinreact, Sant Esteve de Bas, Испания). Както феритинът, така и CRP са анализирани чрез спектрофотометрия (Genesis 20, Thermo Electron Corp, Wisconsin, USA).

Приготвяне на железен изотоп

Анализ на абсорбцията на желязо

За да се изчисли абсорбцията на желязо, съотношенията на железните изотопи бяха измерени в Детския център за изследване на храненето по педиатрия, Медицински колеж Baylor, Хюстън, Тексас, САЩ, като се използва двойно фокусиране с висока разделителна способност на индуктивно свързана плазмена масова спектрометрия (ICP-MS), както описани по-рано (8, 13–15). Включването на желязо от червени кръвни клетки (RBC) от 57 Fe и 58 Fe е измерено 14 дни след прилагането на изотопа и е изчислено, като се използва среден кръвен обем от 65 mL/kg, измерена концентрация на хемоглобин и обогатяване на изотопа. Очакваната абсорбция на желязо е изчислена, като се приеме, че 90% от абсорбираното желязо е включено в RBC (16). Фракцията на абсорбираното желязо от тестовата храна е изчислена спрямо референтната доза, като се има предвид фиксирана референтна стойност на абсорбция от 40%, за да се отчетат разликите в състоянието на желязото на участниците. След това се изчислява общото количество абсорбция на желязо чрез умножаване на фракционната абсорбция по съдържанието на желязо в храната.

Статистически анализ

варени

Проучете блок-схема. ИТМ, индекс на телесна маса; Hb, хемоглобин; и CRP, С-реактивен протеин.

Описание на общото съдържание на желязо и съдържание на фитат в бананите, използвани в изследването, е дадено в таблица 1. Зелените банани, използвани в проучването, са имали съдържание на желязо и фитат съответно 0,468 ± 0,035 mg и 0,36 ± 0,007 mg на 100 g банан (суха основа). Приготвените банани имат значително по-високо съдържание на желязо от суровите банани, а съдържанието на фитат е сходно във всички проби от банани. Общият прием на желязо от банани от всяка група е 1,6 mg желязо/480 g суров банан и 2,6 mg или желязо/500 g варен банан.

маса 1

Общо съдържание на желязо и фитат и моларно съотношение фитат към желязо в сурови и варени банани, използвани в проучванията за усвояване a

FoodRaw банан Варен банан P
Желязо (mg/100 g банан)0,33 ± 0,040,57 ± 0,020,05
Фитат (mg/100 g банан)0,23 ± 0,020,24 ± 0,010,482
Моларно съотношение фитат към желязо0,050,03

На изходно ниво BMI и концентрацията на хемоглобина не се различават между групите (Таблица 2). Концентрацията на феритин е значително по-висока в групата, която е получила сварения банан, в сравнение с групата, която е получила суровия банан с добавено желязо (p a

Характеристики Варен банан Суров банан P
н 14.15
Възраст, години35,6 ± 5,534,4 ± 7,80,539
Тегло, кг61,9 ± 7,663,8 ± 5,70,347
Височина, см1,5 ± 0,11,5 ± 0,030.942
Индекс на телесна маса, kg/m 2 26,1 ± 3,026,8 ± 2,40,342
Феритин, µg/L91,6 ± 20,970,2 ± 12,90,006
Хемоглобин, g/dL14,0 ± 0,814,4 ± 1,20,311

Процентът на абсорбция на желязо е значително по-висок в групата, консумираща сурови (49,3 ± 21,4%), в сравнение с групата, консумираща сурови банани (33,9 ± 31,4%; р = 0,035) (фиг. 2). Общото количество абсорбирано желязо в сварените банани и суровите банани е сходно (0,86 ± 0,41 mg срещу 0,77 ± 0,33 mg, съответно; p = 0,525) (Фиг. 3).

Процент усвояване на желязо при жени след прием на варени и сурови банани за закуска. ○ представляват извънредни стойности.

Общо количество абсорбирано желязо при жени след прием на варени и сурови банани за закуска. ○ представляват извънредни стойности.

Референтната абсорбция на дозата на участниците във варените банани е 42,7 ± 17,2%, а в абсорбцията на сурови банани е 31,9 ± 24,1%. Не се наблюдават значителни разлики в процента на абсорбция на референтната доза между групите.

Тъй като имаше разлика в концентрациите на феритин между групите, беше направена ANOVA, коригираща изходните концентрации на феритин, за да се определи дали феритинът има влияние върху абсорбцията на желязо; резултатите показват, че няма значителен ефект на феритин и изчислените средни стойности са подобни на некоригираните анализи. Не е открита корелация между абсорбцията на желязо и концентрацията на феритин (коефициент на корелация на Пиърсън = 0.105). Също така не е открита корелация между процентното усвояване на референтната доза (57 Fe) и концентрацията на феритин (коефициент на корелация на Пиърсън = -0,17).

Дискусия

Използването на банани като средство за обогатяване на желязото може да бъде потенциално ефективна стратегия за увеличаване на приема на желязо в популации с висок прием на банани и високо разпространение на железен дефицит и анемия. В настоящото проучване общото количество абсорбирано желязо от сурови и варени банани е сходно.

В изследваната популация се наблюдава разлика в състоянието на желязото между групите. Въпреки това, коригираният анализ за концентрацията на феритин показва, че разликите между групите не влияят върху абсорбцията на желязо. Освен това абсорбцията на желязо от бананите и референтната доза не са свързани с нивата на феритин. Това вероятно се дължи на факта, че никой от участниците не е имал дефицит на желязо. По този начин разликите в състоянието на желязото не засягат усвояването на желязо в никоя от изследваните групи. Също така, в настоящото проучване абсорбцията на желязо не се влияе от съдържанието на фитат. Моларното съотношение фитат: желязо е сходно между групите и доста под съотношението, за което е известно, че влияе върху абсорбцията на желязо (фитат: желязо> 1) (17).

Съставът на бананите и промените в него поради узряването и готвенето могат да окажат важно влияние върху усвояването на желязото. Бананите са добър източник на нишесте и съдържанието му се променя в зависимост от степента на узряване и готвене. Узряването и омекотяването на суровите банани се дължи главно на ефективно разграждане на неразтворими нишестета и натрупване на по-разтворими и по-малки въглехидрати (18, 19). Проучванията показват, че натрупването на разтворими въглехидрати е значително след приблизително 4 дни след прибиране на реколтата (DAH) (20). Shiga и сътр. (19) показа, че бананите с първоначално количество нишесте от 220 g/kg водят до увеличение от 180 g/kg по-прости въглехидрати при 17 DAH. Животински модели показват, че желязото се свързва с някои неразтворими нишестета и ограничава абсорбцията му в чревната лигавица (21). Когато нишестето се разгражда във високи количества разтворими въглехидрати поради узряването, разтворимостта на желязото се увеличава. Нашите резултати показват, че усвояването на желязо от суровите банани е вероятно вероятно поради това значително увеличение на разтворимите въглехидрати, които увеличават разтворимостта на желязото. Приблизително 50% от желязото, консумирано в суровите банани, е абсорбирано. По този начин, въпреки че суровите банани имат ниско съдържание на желязо, абсорбцията е висока.

Едно от основните ограничения на изследването е количеството консумирано желязо на група. Групата, консумираща варени банани, консумира приблизително 1 mg повече желязо по време на проучването, отколкото групата, консумираща суровите банани. В края на проучването обаче и двете групи имат сходна обща абсорбция на желязо, тъй като абсорбцията на суровите банани е значително по-висока.

Заключения

В обобщение, общото усвояване на желязо е сходно както при варени, така и при сурови банани. Банановата матрица не влияе върху усвояването на желязото и е потенциална ефективна цел за генетична модификация за биофортификация на желязото. Необходими са допълнителни изследвания, за да се опише механизмът, чрез който готвенето модифицира банановата матрица и как това влияе върху усвояването на желязото.

Благодарности

Благодарим на участниците, диетолозите Ана Перес и Карла Флорес и полевия персонал, който помогна по време на полевата работа.

Конфликт на интереси и финансиране

Авторите не декларират конфликт на интереси. Настоящото проучване беше подкрепено от Големите предизвикателства в глобалното здраве, инициатива на фондация "Бил и Мелинда Гейтс" чрез безвъзмездна финансова помощ за Международния институт за изследване на хранителната политика (Споразумение № 8917).