(PARTEA II) Impactul prebiotic al reziduului de soia (Okara) asupra stării eubiozei/disbiozei intestinale și a posibilelor efecte asupra funcțiilor ficatului și rinichilor

edmund.chen@wecistanche.com

Valorificarea reziduului de soia (Okara) ca aliment funcționalDupă cum sa discutat mai devreme, okara conține niveluri ridicate de fibre alimentare și proteine ​​și cantități semnificative de izoflavone, boală de rinichi, precum și elemente minerale, ceea ce îi merită o valoare nutritivă ridicată și o potențială funcție prebiotică. Prin urmare, este potențial util ca ingredient funcțional cu efecte de promovare a sănătății [8]. Mai exact, încorporarea ingredientelor derivate din soia într-o varietate de produse cu scopul de a oferi proprietăți și funcții benefice organismului a fost punctul central de-a lungul anilor și a trezit mult interes din partea industriei alimentare. Acestea sunt denumite „alimente funcționale” [104]. Okara a fost folosit în producția de alimente pentru consumul uman, precum și în aplicarea în alimentația animală de câțiva ani, în principal în Japonia și China, atât în ​​formele procesate, cât și în cele brute, pentru a oferi mai ușor un aport echitabil al declarației nutriționale pentru fibre și proteine. . Okara poate fi un înlocuitor parțial pentru făina de soia dl, făina de grâu dl și alte componente care produc alimente, astfel încât să sporească conținutul de proteine ​​și fibre [49]. Cantitatea bogată de proteine, carbohidrați și alte forme de nutrienți încorporate în okara îl fac un substrat potențial pentru fermentația microbiană. Bacteriile, drojdiile și fermentarea fungică a reziduurilor de soia sunt sugerate pentru a scădea conținutul de fibre brute, pentru a crește conținutul de proteine, fibre solubile, izoflavone și aminoacizi și pentru a descompune acidul fitic, ceea ce duce la o îmbunătățire a proprietăților de procesare. ca valoare nutritivă [105]. Utilizarea reziduurilor de soia în diferite formulări alimentare, cum ar fi băuturi, pâine, cârnați, clătite, bomboane, biscuiți, prăjituri și făină nutritivă dl, a fost studiată și evidențiată mai devreme în numeroase rapoarte [15,106-109].

Cuvinte cheie:fibre dietetice; microbiota intestinală; rinichi; ficat; okara; prebiotic; reziduuri de soia

CISTANCHE VA AMUNĂȚI BOLILE RENALILOR/RENALILOR

3.1. Aplicarea reziduului de soia în nutriția umanăProprietățile bogate de legare a solvenților ale okara îl fac un ingredient ideal la preț redus, cu care să încurajeze randamentele în produsele de panificație și carne [48]. S-a dovedit că are o influență pozitivă asupra duratei de valabilitate a fursecurilor de ciocolată, în principal la o concentrație optimă de 5 la sută și, de asemenea, previne sinereza umpluturii raviolilor cu brânză în timpul decongelarii și congelării. În plus, gustul său insipid îi permite să fie folosit la niveluri ridicate fără a influența negativ textura sau profilele gustative ale produselor formate [1].

Studiul lui Park et al. [110], asupra influenței okara și a aditivilor, inclusiv făină de soia dl, amidon și hidroxipropil metilceluloză, asupra calității și valorii nutriționale a cookie-urilor au fost analizate. Rezultatele au arătat că prăjiturile îmbogățite cu okara aveau niveluri mai mari de carbohidrați (35,3 la sută), grăsimi (25,7 la sută), proteine ​​(11,6 la sută) și cenușă (6,3 la sută), în contrast cu prăjiturile de grâu care conțin carbohidrați (59,6 la sută), grăsimi ( 20,2 la sută), proteine ​​(15,2 la sută) și cenușă (2,2 la sută). Un fursec care conține okara a prezentat un conținut mai scăzut de carbohidrați și un conținut mai mare de cenușă. Fursecurile suplimentate cu hidroxipropil metilceluloză au prezentat o capacitate mai mare de reținere a apei, adică de trei ori mai mare decât cea a controlului, ceea ce a îmbunătățit performanța aluatului și calitatea fursecurilor îmbogățite. Fursecurile suplimentate cu aditivi, în principal, făină de soia și hidroxipropil metilceluloză, au prezentat activități reduse ale apei, ceea ce a îmbunătățit durata de depozitare și duritatea, în combinație cu îmbunătățirea semnificativă a crocantei fursecurilor îmbogățite cu okara. Suda și colab. [111] a încorporat pudră de okara (conținând 50% fibre alimentare, 0,45% calciu și 21,3% proteine ​​vegetale) în ingrediente de pâine și clătite, intenționând să dezvolte alimente fortificate pentru uz medical. Au fost procesate trei tipuri diferite de pâine, care includ pâinea okara 10%, iar alți aditivi, precum și conservanți, au fost necesari pentru a încuraja fermentarea drojdiei și pentru a permite păstrarea la temperatura camerei. După o congelare eficientă fără conservanți, aromele tuturor celor trei pâini au fost modificate. O clătită moale a fost preparată folosind un amestec de pulberi de clătite cu 20 la sută okara. Clătitele fără conservanți erau potrivite pentru depozitarea la frigider înainte de a fi consumate, în timp ce atât clătitele proaspete, cât și cele care cuprind conservanții făcute cu 20% okara au fost acceptate ca suplimente pentru pacienții vârstnici internați. Studiul a arătat că clătitele moi suplimentate cu okara și 40 la sută apă a fost mai folositoare ca supliment potrivit pentru fibre alimentare, calciu și proteine ​​vegetale decât pâinea suplimentată cu okara. Se sugerează că calitatea pâinii suplimentate cu okara crește semnificativ odată cu adăugarea de enzime (lipază, glucozooxidază și pentosanază). S-a dovedit că încorporarea a 4-8% pulbere de soia produce o creștere a calității [112]. Aplicarea a 5% fibre alimentare din soia pe pâine, tratată cu 1% NaOH timp de o oră și 1% HCI la 60 °C timp de 2 ore, a prezentat un aspect și o calitate similare cu cele ale unei pâini normale [1,113].

Un studiu recent al lui Kang et al. [15] a fost revizuit cu privire la atributele de calitate ale tăițeilor de orez îmbogățiți cu diferite niveluri de făină okara dl (0–2{0 la sută). Autorii au înregistrat că adezivitatea, duritatea și pierderea la gătire a tăițeilor cresc odată cu creșterea cantității de okara, în timp ce indicele de umflare, scorul de coeziune și absorbția de apă au scăzut semnificativ. Dintre toate probele, tăițeii îmbogățiți cu 10 procente de făină de okara au demonstrat cel mai mic scor pentru indicele glicemic prezis. Încorporarea alginatului cu o acoperire de CaCl2 a îmbunătățit proprietățile de gătit fără a afecta digestibilitatea amidonului in vitro a tăițeilor de orez îmbogățiți cu reziduuri de soia. Descoperirile au recomandat ca tăițeii cu atribute de bună calitate și scoruri reduse de digestibilitate a amidonului in vitro ar putea fi dezvoltați prin încorporarea făinii de okara cu un nivel de până la 10%. Din nou, un studiu privind calitatea gătitului a subprodusului din soia taiteilor fortificati cu fibre de okara a raportat că tăițeii erau de bună calitate atunci când fibra de okara a fost suplimentată la 9% (dimensiunea particulelor de 100 ochiuri), 4% sare și 0,25% sodiu. alginat [114]. Pan şi colab. [106] a studiat impactul okara și al glutenului vital asupra proprietăților fizice și chimice ale tăițeilor. Rezultatele au arătat că un nivel mai ridicat de okara (10-15 la sută) a scăzut semnificativ rezistența la tracțiune, extensibilitatea, elasticitatea și timpul optim de gătire al tăițeilor. Fidea îmbogățită cu okara a afișat un conținut îmbunătățit de flavonoide, fenolic total și activitate antioxidantă și/sau de eliminare a radicalilor liberi. Rezultatele au arătat că încorporarea de 6% gluten de grâu și 5-10% pulbere de okara produce tăiței cu textură, gătit și proprietăți senzoriale bune. Prin urmare, suplimentarea cu fibre dietetice de soia în formularea alimentelor poate fi cea mai bună alternativă în obținerea unor produse alimentare cu un indice glicemic scăzut. În studiul lui Katayama și Wilson [115], o gustare pe bază de soia a fost formulată folosind okara parțial uscată (44,3% umiditate) preparat din boabe de soia fără lipoxigenază și o pulbere de okara uscată comercial (7,7 la sută umiditate) făcută din boabe de soia obișnuite (lipoxigenază prezentă). Autorii au folosit, de asemenea, ulei de soia cu acid linolenic scăzut din comerț și ulei de soia saturat din comerț, în aceeași rețetă și au determinat cea mai bună rețetă pentru un produs alimentar pe bază de soia copt sau prăjit. La sfârșitul studiului, autorii au observat că alimentele coapte făcute din pulberea de lipoxigenază fără okara parțial uscată și uleiul de soia cu conținut scăzut de saturate din comerț, aveau un gust, aspect și textură paralele cu produsul de referință (adică, comercial). gustare japoneză pe bază de okara). Produsul final a avut 11,4% proteine ​​și 7,4% fibre alimentare, ceea ce a fost de 2,0 și 1,5 ori mai mare în contrast cu standardul. Cantitatea de calciu a fost de asemenea mai mare (de 4,3 ori) decât scorul de referință. Bedini și colab. [116] a înregistrat, de asemenea, o creștere a proprietăților funcționale și nutriționale ale iaurtului de soia încorporat cu subprodusul din soia okara. Toate aceste descoperiri sugerează comercializarea okara la nivel industrial ca un potențial produs alimentar cu valoare adăugată îmbunătățită din punct de vedere nutrițional.

CISTANCHE VA ÎMBUNĂTĂȚI RINCHII/DIALIZA RENALĂ

3.2. Aplicarea reziduului de soia în alimentația animală  Datorită conținutului mai mare de carbohidrați nefibroși și proteine ​​din okara, pe lângă faptul că este mai ieftină decât făina de soia, o face atractivă pentru a fi folosită ca hrană pentru bovine de lapte, capre, oi, porci, păsări de curte și pești, cu scopul de a înlocuind o parte din hrana lor normală [117–120]. Produsele secundare ale culturilor alimentare sunt în general cunoscute ca posedă un conținut ridicat de umiditate și, evitând costurile mari de energie ale uscării, sunt, prin urmare, depozitate de obicei prin însilozare, o tehnică de depozitare a furajelor care implică acidificarea masei plantei prin intermediul microorganismelor anaerobe, pentru a ajuta minimizați și împiedicați-l să fie colonizat de alte microorganisme, ceea ce va duce la pierderea valorii sale nutritive. O practică faimoasă în Japonia, cu scopul de a preveni pierderea nutrițională, reduce acest lucru prin amestecarea furajelor uscate cu produse secundare umede pentru a obține rația totală de siloz cu umiditate scăzută. Amestecul de coji de arahide și okara poate avea, prin urmare, o influență sinergică asupra amestecului de siloz pentru a forma carbohidrații fermentescibili de substanță uscată potrivite pentru fermentarea ideală a silozului. S-a demonstrat că silozul cu coji de arahide/okara 22:78 scade conținutul de fibre și lignificarea, precum și îmbunătățește eficiența atât a modelelor de fermentație ruminală in vitro, cât și a modelelor de fermentare a silozului după 8 săptămâni [117]. Îndeplinirea profilului proteic necesar la porcii tineri, în special pentru producătorii de porci organici, este o provocare. Astfel, prețul furajelor organice este semnificativ mai mare (adică, de 4 ori mai mare), și are o disponibilitate limitată. Okara este sugerat ca o alternativă și o sursă potențială de proteine ​​organice, iar aportul său în până la 25 la sută din dietele porcilor tineri nu a prezentat niciun efect asupra aportului zilnic mediu de hrană, profitului zilnic mediu și raportului câștig/hrană, în contrast cu controlul. [121]. Wang şi colab. [120,122] a înlocuit de asemenea făina de soia cu okara uscată la bovinele de lapte și la bovinele galbene pentru o durată de 30 de zile. Autorii nu au înregistrat diferențe semnificative în ceea ce privește producția de lapte, consumul de furaje, conținutul de grăsimi din lapte și profiturile zilnice între ambele grupuri. Cu toate acestea, costul de hrănire al grupului substituit cu okara uscată a fost redus semnificativ.

În plus, okara poate fi folosit și în producerea de proteine ​​microbiene, care sunt sintetizate prin fermentație în stare solidă. În timpul procesului de fermentație, mucegaiul degradează fibrele reziduale în carbohidrați cu greutate moleculară mică, care sunt foarte folosiți de drojdii pentru a sintetiza proteine. Mai mult, unii factori anti-nutriționali (inclusiv, dar fără a se limita la, inhibitori de tripsină, lectină și saponină) pot fi descompuși sau redusi în continuare prin fermentație [123]. Pan şi colab. [124] au studiat schimbările în producția microbiană prin fermentarea în stare solidă a culturii mixte pe okara. Autorii au observat un conținut de proteină brută dublat în contrast cu materialul original atunci când au folosit tărâțe de grâu și okara (raport 2:8) ca substrat și Trichoderma viride, Aspergillus niger, Saccharomyces cerevisiae și Candida utilis (1:1:1:3). ) ca cultură mixtă, după fermentare timp de trei zile la 32 ◦C. Tabelele 3 și 4 prezintă studii rezumate privind efectul suplimentării cu okara asupra nutriției, precum și impactul fortificărilor sale asupra proprietăților și, respectiv, funcției alimentelor (in vivo/in vitro).

4. Influența fizico-chimică și prebiotică a fibrelor alimentare (accent pe fibrele derivate din Okara) asupra intestinului și țesuturilor asociate: intestin, ficat și rinichi  Numeroase frânturi de dovezi indică faptul că microorganismele intestinale pot influența direct condițiile fiziologice la oameni/animale, cum ar fi îmbunătățirea sistemului imunitar al gazdei, îmbunătățirea rolurilor barierei intestinale, stimularea mecanismelor de apărare împotriva agenților patogeni, precum și creșterea mecanismelor de apărare împotriva agenților patogeni. boli inflamatorii intestinale, producând metaboliți biologici, reglează autoimunitatea, reglează diabetul și previn obezitatea și distrug celulele canceroase. Interacțiunile intestinului gazdă-microbiotă sunt dinamice și puternic dictate de mai multe condiții de mediu, în special de dietă [135]. În plus, este raportat că intestinul are roluri duble și opuse de a permite nutrienților să pătrundă în organism, în timp ce interzice intrarea substanțelor dăunătoare. S-a demonstrat că atât funcția de barieră gastrointestinală, cât și absorbția nutrienților sunt modificate de fibrele alimentare. De exemplu, fibrele alimentare induse de modificări ale barierei gastrointestinale prin creșterea mucinelor și a celulei care le produc „celule caliciforme” [136,137]. Mucinele sunt glicoproteine ​​mari care, împreună cu lipide, anticorpi, bacterii, ioni, proteine, peptide antimicrobiene și apă, formează ceea ce se numește mucus [138]. Mucusul protejează epiteliul intestinal de stresul mecanic, pentru a preveni translocarea substanțelor nocive precum și pentru a lubrifia intestinul și pentru a facilita transportul ușor al materialului digerat. Un studiu care a comparat o mâncare/dietă standard pentru rozătoare (adică, fibre din porumb, ovăz și grâu, cuprinzând 4,3% din dietă în greutate) cu o mâncare lipsită de fibre, a arătat că șoarecii hrăniți cu o dietă cu deficit de fibre aveau un mucus mai subțire. strat, permițând astfel microbilor să ajungă mai aproape de epiteliul gastrointestinal [139]. Prin urmare, cantitățile insuficiente de fibre alimentare din intestin pot încuraja bacteriile să degradeze stratul de mucus gazdă (adică, distrugerea uneia dintre barierele fizice ale gazdei) în încercarea de a se asigura cu substraturile necesare supraviețuirii.

4.1. Rolul fizico-chimic al fibrelor alimentare în tractul gastrointestinal Rolul principal al tractului gastrointestinal este absorbția nutrienților din alimentele ingerate. Această absorbție este precedată de o serie de procese digestive în cadrul diferitelor compartimente intestinale. Aceste procese sunt guvernate de secreția de enzime și de cofactori asociați, precum și prin menținerea lumenului intestinal la condiții optime de pH pentru digestie. [140]. În mod clasic, s-a postulat că consumul de fibre alimentare afectează absorbția nutrienților în diverse metode. S-a dovedit că factorii fizico-chimici ai fibrelor alimentare, inclusiv fermentația, capacitatea de înmulțire, vâscozitatea și formarea gelului, capacitatea de legare, solubilitatea și capacitatea de reținere a apei, s-au dovedit că influențează absorbția nutrienților. O multitudine de studii in vivo și in vitro au fost efectuate în ultimele decenii pentru a ajuta la iluminarea interacțiunilor fizico-chimice dintre fibrele alimentare și acești nutrienți [39]. Cu toate acestea, se pare că fibrele alimentare solubile în apă, care sunt fie vâscoase, fie formează gel în condiții intestinale/gastrice, reduc rata de absorbție decât fibrele cu greutate moleculară mică și vâscoase scăzute. Intestinul subțire este principala zonă de absorbție a intestinului, care, din punct de vedere alimentar, implică absorbția subunităților de macronutrienți digerabili (adică monozaharide din carbohidrați, aminoacizi și unele di/tripeptide din proteine ​​și grăsimi). acizi/glicerol din di/trigliceride), precum și minerale și vitamine și alți micronutrienți [140].

CISTANCHE VA Ameliora DURILE DE RINCHI/RENALI

Fibrele alimentare diferă ca formă în funcție de proprietățile lor biochimice și fiziologice și, prin urmare, afectează biodisponibilitatea nutrienților, compoziția microbiotei și funcțiile gastrointestinale. Fibrele alimentare solubile au prezentat o vâscozitate crescută și o digestibilitate redusă a amidonului [141], precum și a suprimat activitatea -amilazei în tractul gastrointestinal, ceea ce a redus, în consecință, creșterea rapidă a nivelului de glucoză din sânge postprandial [142,143]. Consumul de fibre vâscoase solubile, împreună cu alte modificări ale dietei, cum ar fi aportul redus de grăsimi, este eficient în reducerea nivelului de colesterol [144]. Sasaki și Kohyama [145] au studiat influența diferitelor fibre alimentare solubile asupra digestibilității amidonului. Ei au înregistrat o legătură puternică între vâscozitatea aparentă la viteze scăzute de forfecare și inhibarea digestibilității amidonului. Cu toate acestea, fibrele alimentare insolubile au scăzut digestibilitatea amidonului prin adsorbția de enzime nespecifice. Nagano şi colab. [146] a revizuit sistematic funcționalitatea și proprietățile fizico-chimice îmbunătățite ale okara, prin tehnologiile nanoceluloze utilizate în dezvoltarea alimentelor. Autorii au emis ipoteza că tehnologiile nanocelulozei pot îmbunătăți rolurile fizico-chimice, influențând astfel comunitatea microbiotei intestinale. Studiul lor a demonstrat o viscozitate crescută, o capacitate de dispersie, precum și suprafața specifică a celulozei și okara. Vâscozitatea crescută a declanșat suprimarea activității -amilazei, în timp ce capacitatea crescută de dispersie și suprafața specifică a okara au dus la o producție îmbunătățită de SCFA a bacteriilor intestinale dominante umane [146]. Bifidobacteriile și lactobacilii sunt cele mai importante bacterii care promovează sănătatea din microbiota intestinală. Prin urmare, ambele sunt ținte comune pentru intervențiile dietetice pentru promovarea sănătății. Alte bacterii, inclusiv enterococii, streptococii eubacterii și Bacteroides pot fi clasificate ca potențial dăunătoare sau benefice pentru sănătate, în funcție de specie [126,147]. Bacteriile sănătoase exercită funcții benefice gazdei prin metabolismul lor, cum ar fi formarea SCFA (în principal propionat, acetat și butirat), absența producției de toxine, precum și sinteza defensinelor sau vitaminelor [126]. Desai et al. [42] au cercetat impactul consecințelor privării de fibre alimentare asupra microbiotei intestinale folosind un model de șoarece gnotobiotic. Autorii au observat că în timpul deficienței intermitente sau cronice de fibre alimentare, microbiota intestinală se transformă în glicoproteinele mucusului secretate de gazdă ca sursă de nutrienți, cedând în consecință la o eroziune a barierei mucusului colonic. Astfel, promovând accesul epitelial mai mare și colita letală de către agentul patogen al mucoasei, Citrobacter la dențiu. Studiul a dezvăluit căi complexe care leagă dieta, microbiota intestinală și disfuncția barierei intestinale, care ar putea fi ameliorate prin terapie dietetică.

4.2. Utilizarea reziduului de soia ca prebiotic Consumul de okara ca prebiotice/componente alimentare nedigerabile poate stimula în mod selectiv compoziția și/sau activitatea unuia sau a unui număr limitat de microbi gastrointestinali, care pot conferi merite de sănătate gazdei [148], precum și afecțiuni non-gastrointestinale. afecțiuni precum boli cardiovasculare [149], croniceboală de rinichi(CDK) [150], grăsime nealcoolicăboală de ficat(NAFLD) [21] și diabet [151]. Influența prebiotică a okara a fost cercetată în studii in vitro folosind Lactobacillus acidophilus și Bififi- bacterium bifidum [152,153]. Okara a oferit o suprafață pentru aderența celulelor bacteriene, permițând astfel absorbția substratului, precum și creșterea celulelor. Gradul de fermentare a reziduului a fost de aproximativ 3,6 ori mai mare la B. Bifidus comparativ cu L. acidophilus [152]. Tratamentul cu -glucanază (Ultrafflo L®) a îmbunătățit conținutul de fibre alimentare solubile în okara, sporind ulterior fermentația acestuia de către B. Bifidus [154]. Conversia fibrelor alimentare insolubile de okara în fibre solubile a fost din nou observată când au fost utilizate ambele Streptococcus thermophilus și Lactobacillus delbrueckii subspeciile bulgaricus [155].

Există numeroase studii privind efectele dietetice ale iaurtului îmbogățit cu reziduuri de soia/okara, produs prin fermentația lactică a laptelui de soia și a reziduurilor de lapte de soia, asupra nivelului de lipide și colesterol la șobolani [156]. Iaurtul fortificat Okara a fost preparat prin amestecarea okara uscată cu lapte de soia, în raport de 1:2, iar amestecul a fost apoi fermentat cu L. delbrueckii subspecia delbrueckii. Produsul format a fost liofilizat și apoi încorporat în dietele șobolanilor. Indiferent de dieta lor, șobolanii hrăniți cu okara uscată și iaurt din lapte de soia au prezentat un nivel mai scăzut semnificativ și consistent de colesterol plasmatic total, în contrast cu grupul de control și un alt grup hrănit doar cu iaurt din lapte de soia. Autorii au concluzionat că utilizarea okara a oferit avantaje suplimentare laptelui de soia, astfel că reziduul bogat în fibre a facilitat excreția acizilor biliari prin absorbția acestora în materia fecală, încurajând astfel efectul hipocolesterolemic [156,157].

În plus, se sugerează că fermentația joacă un rol crucial în efectul de scădere a colesterolului, deoarece a declanșat producerea de peptide bioactive prin hidroliza enzimatică a proteinelor din soia [156]. Rezultatul analizei cu microarray ADN a confirmat, de asemenea, că consumul de reziduuri de soia și iaurt de lapte de soia a redus sinteza lipidelor și a colesterolului și a reglat în sus oxidarea acizilor grași și dezintegrarea colesterolului [157]. În rezumat, aceste studii au demonstrat că atât suplimentarea cu okara, cât și fermentarea sa ulterioară într-o matrice de iaurt cu lapte de soia au prezentat efecte hipocolesterolemice. Au fost apoi evaluate calitățile organoleptice și profilele texturale ale iaurtului fortificat cu okara. Laptele de soia doar cu reziduuri de soia uscată sau cu insulină și okara uscată a fost fermentat cu o cultură de iaurt comercială starter care conținea L. acidophilus, Bifidobacterium animalis subspecia lactis și Streptococcus thermophilus [116]. Aceste iaurturi au prezentat o stabilitate fizică semnificativ mai mare și au fost clasate mai jos la testele hedonice, probabil datorită dimensiunii relativ mari a okara uscată. Cu toate acestea, adăugarea de insulină pare să crească palatabilitatea, astfel încât scorul de acceptare a fost cel mai mare pentru iaurtul cu atât insulină, cât și okara adăugată.

4.3. Starea prebiotică a reziduului de soia pe microbiomul intestinal Cercetările privind microbiota gastrointestinală umană etichetată drept „al doilea creier” sau „organul uitat” au crescut exponențial în ultimii ani, ca urmare a ultimelor progrese în tehnologie [158]. Intestinul este organul imunitar de bază din organism, care găzduiește aproximativ 70-80% din celulele imunitare ale corpului și a fost etichetat drept cea mai mare sursă de inflamație dovedită că contribuie la boli precum NAFLD și CDK [20,159,160]. S-a dovedit că microbiota intestinală produce nu numai metaboliți care pot avea un impact asupra fiziologiei gazdei, ci mai degrabă cu metaboliți care pot contribui, de asemenea, cu un rol esențial în sistemul imunitar și metabolismul gazdei printr-un set complex de interacțiuni chimice, precum și căi de semnalizare [161]. –163].

Prebioticele sunt părți nedigerabile ale alimentelor numite carbohidrați care acționează ca fibre. Nealterate, ajung la colon unde sunt folosite de microorganismele gastrointestinale, servesc drept hrană pentru bacteriile intestinale „bune”, și încurajează creșterea, colonizarea precum și sustenabilitatea acestora în tractul digestiv. Printre prebioticele sau tipurile de fibre, sunt cele mai importante galactooligozaharide și oligozaharide, care sunt denumite substanțe bifidogenice; referitoare la capacitatea lor de a spori selectiv creșterea Bifidobacterium spp. (B. breve, B. longum, B. infantis, B. pseudolongum, B. lactis) și Lactobacil lus spp. (L. plantarum, L. casei, L. reuteri, L. acidophilus) [164]. Cele mai frecvent utilizate prebiotice în studiile la om includ, dar nu sunt limitate la, fructo-oligozaharide, galacto-oligozaharide, xilo-oligozaharide, arabinoxilan-oligozaharide și oligozaharide din soia [164,165].

Pérez-López și colab. [51] au studiat efectul prebiotic al okara asupra microbiotei gastrointestinale la șobolanii hrăniți cu conținut ridicat de grăsimi. Pentru a îmbunătăți solubilitatea okara și a obține un reziduu solubil îmbogățit cu fibre alimentare, autorii au aplicat în preparat un tratament cu presiune hidrostatică ridicată împreună cu enzima Ultraflo® L. Șobolanii Wistar au fost hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi suplimentată cu okara tratată în proporție de 20% timp de patru săptămâni. Autorii au observat o reducere a trigliceridelor plasmatice (de 1,4-ori), scădere în greutate și o îmbunătățire a metabolismului aminoacizilor (de 1,2-ori mai mică uree) în contrast cu grupul de control. . În ceea ce privește statutul său prebiotic, okara a îmbunătățit eliberarea de acizi grași cu lanț scurt (SCFA) și a îmbunătățit absorbția magneziului și calciului. Mai mult, analiza PCR cantitativă a grupurilor bacteriene selectate a afirmat că okara a protejat valorile mai multor grupuri benefice din microbiota gastrointestinală și a restabilit disbioza cauzată de o dietă bogată în grăsimi. Astfel, prevenirea picăturilor bacteriene declanșate de o dietă bogată în grăsimi. Autorii au concluzionat că suplimentarea cu okara exercita funcții de promovare a sănătății in vivo și, prin urmare, ar putea fi utilizată ca prebiotic, precum și ca ingredient funcțional în alimente.

Villanueva et al. [12] au studiat și efectul dietelor bogate în grăsimi suplimentate cu 13% sau 20% okara asupra profilului lipidic alficat,plasmă și fecale la masculii hamsteri sirieni aurii după trei (3) săptămâni de hrănire. Dieta nu a produs diferențe semnificative în creșterea în greutate corporală sau aportul de hrană (p > 0.05). Cu toate acestea, nivelurile plasmatice ale trigliceridelor, colesterolului total și colesterolului VLDL plus LDL la hamsterii hrăniți cu 20 procente de okara au scăzut semnificativ (p < 0,05)="" în="" comparație="" cu="" grupul="" de="" control.="" cu="" toate="" acestea,="" nu="" au="" fost="" observate="" diferențe="" semnificative="" (p=""> 0,05) în nivelurile plasmatice de HDL- și LDL-colesterol în toate grupurile experimentale. Trigliceridele, lipidele totale, concentrațiile de colesterol total și esterificat înficatau scăzut cu 20 la sută okara suplimentat dieta. În ceea ce privește hamsterii hrăniți cu diete fortificate cu 13% okara, valorile medii ale trigliceridelor, lipidelor totale și colesterolului dinficatiar plasma s-a redus în comparație cu grupul de control, dar diferențele nu au fost semnificative statistic. În plus, toate dietele suplimentate cu okara analizate au prezentat o excreție fecală crescută a lipidelor totale, colesterolului liber, trigliceridelor și azotului total (p < 0.05)="" în="" contrast="" cu="" martorii="" lor="" respectivi.="" autorii="" au="" sugerat="" că="" principalele="" componente="" ale="" okara,="" adică="" fibrele="" alimentare="" și="" proteinele,="" ar="" putea="" fi="" atribuite="" cu="" scăderea="" totală="" a="" lipidelor="" și="" a="" colesterolului="">ficatși plasmă, iar producția fecală crește la hamsterii hrăniți cu conținut ridicat de grăsimi și, prin urmare, ar putea juca un rol esențial în prevenirea hiperlipidemiei și ar putea la fel de bine să fie folosit ca ingredient cu valoare adăugată pentru prepararea alimentelor funcționale. În 2016, Villanueva et al. a studiat potențialele efecte prebiotice și de scădere a grăsimilor ale okara tratată enzimatic la șobolani Wistar hrăniți cu colesterol ridicat [6]. Autorii au observat o reducere semnificativă a serului șificatnivelurile de trigliceride (p < {{0}}.01)="" la="" șobolanii="" hrăniți="" cu="" okara="" tratată="" enzimatic.="" lipidele="" totale,="" acizii="" biliari="" și="" trigliceridele="" au="" fost="" semnificativ="" (p="">< 0,001)="" mai="" mari="" în="" fecalele="" șobolanilor="" hrăniți="" cu="" o="" dietă="" okara="" tratată="" enzimatic.="" cu="" toate="" acestea,="" ph-ul="" conținutului="" fecal="" a="" fost="" redus="" (p="">< 0,001),="" probabil="" din="" cauza="" creșterii="" semnificative="" a="" producției="" de="" acizi="" grași="" cu="" lanț="" scurt="" în="" grupul="" tratat="" comparativ="" cu="" grupul="" de="" control="" (adică="" scfa="" total="" (mmol/g)="" de="" 229,2="" ±="" 37,0="" pentru="" grupul="" de="" control="" și="" 568,2="" ±="" 56,5="" pentru="" grupul="" tratat).="" în="" plus,="" okara="" tratată="" enzimatic="" a="" produs="" trigliceride="" reduse="">ficatși ser și a îmbunătățit excreția lipidelor totale, acizilor biliari și trigliceridelor, crescând profilul lipidic la șobolanii hrăniți cu colesterol ridicat. Conținutul de fibre este sugerat pentru a ajuta la îmbunătățirea tranzitului intestinal prin creșterea volumului fecalului. Autorii au concluzionat că pH-ul redus și producția îmbunătățită de SCFA au afirmat apariția fermentației fibrelor, semnificând astfel un potențial efect prebiotic.

4.4. Răspunsurile intestinale, hepatice și renale la efectele prebiotice ale fibrelor alimentare în general În procesul microbian de fermentație prebiotică în intestinul gros, se formează SCFA, cum ar fi butirat, acid propionic, acid acetic, vitamina K și vitamina B12, care sunt apoi absorbite de mucoasa gastrointestinală și distribuite prin sistemul limfatic și vascular către celule. a unui organism [166]. Butiratul rezultat este metabolizat direct în epiteliul gastrointestinal, unde acționează ca un regulator al diviziunii și creșterii celulare. Propionatul este utilizat înficatși, de asemenea, servește ca un precursor utilizat pentru suprimarea sintezei colesterolului. Acetatul este metabolizat predominant în celulele musculare, inimă,rinichi, și creierul. Producția de SCFA scade pH-ul mediului, prin urmare încurajând diferențierea celulelor și creșterea celulelor epiteliale intestinale, precum și re-sprijinind microflora. În plus, se sugerează că fermentația în intestin va produce forma finală a degradării unor substanțe precum gazele simple: dioxid de carbon, hidrogen, metan și hidrogen sulfurat [164]. Figura 2 prezintă o imagine de ansamblu schematică a efectelor prebiotice majore ale fibrelor alimentare asupra intestinului, ficatului șirinichi [20]. 

4.4.1. Răspunsuri intestinaleS-a demonstrat că creșterea producției de acizi grași cu lanț scurt (SCFA) care rezultă din fermentarea fibrelor alimentare stimulează funcția de barieră intestinală prin creșterea proliferării și diversității celulelor intestinale [20,167]. SCFA scad pH-ul gastrointestinal, care poate modifica microbiota intestinală prin obstrucționarea creșterii agenților patogeni și scăderea expresiei genelor de virulență microbiană [168]. Din nou, s-a dovedit că liniile de celule epiteliale metabolizează butiratul SCFA, producând reducerea oxigenului care are ca rezultat stabilizarea factorului de transcripție, factorul inductibil de hipoxie-1 alfa (Hif{-1) [169]. Acest factor de transcripție a fost implicat în funcția barierei gastrointestinale prin reglarea apoptozei [170] și a inflamației [171]. Un studiu cu microarray confirmă că amidonul rezistent la amiloză ar putea îmbunătăți hormonii, precum și structura și funcția intestinului prin creșterea nivelurilor de expresie Hif-1 împreună cu genele legate de creșterea celulelor, diferențierea, apoptoza și proliferarea în țesutul cecal al șobolanilor suplimentat cu 30% amidon rezistent, în contrast cu șobolanii hrăniți cu o cantitate egală de energie dintr-o dietă cu conținut scăzut de fibre [172]. Un studiu recent al lui Zhang și colab. [173] au evaluat efectele prebioticelor asupra biodisponibilității și biotransformării ginsenozidelor la șobolani după o intervenție de două săptămâni cu prebiotice (adică, galactooligozaharide, fructooligozaharide și fibre-2). Rezultatele au arătat că zona de sub curba concentrație-timp și concentrația plasmatică maximă a ginsenozidei și a metaboliților săi intermediari în grupurile de intervenție cu prebiotice au fost îmbunătățite la diferite grade decât cele din grupul de control. În plus, microbiota intestinală a răspuns semnificativ la tratamentul prebiotic atât la nivel funcțional, cât și la nivel taxonomic. Analiza metagenomică intestinală a dezvăluit, de asemenea, ameliorarea funcțională a genei pentru metabolismul polichetide/terpenoid, gluconeogeneză, glicoliză și metabolismul propanoatului etc. Autorii au concluzionat că prebioticele pot susține în mod selectiv proliferarea anumitor pete bacteriene cu capacitate de hidroliză a glicozidelor, prin urmare, încurajând ulterior. biodisponibilitatea și biotransformarea ginsenozidelor primare in vivo.

Proteinele din joncțiunea strânsă sunt o altă componentă cheie a barierei intestinale afectate de fibrele alimentare. Un studiu realizat de Cani et al. [174] au observat că hrănirea unei alimente standard pentru rozătoare suplimentată cu (10 la sută) fructooligozaharide a îmbunătățit expresia genelor în proteinele joncțiunii strânse jejunale și Zonula occludens-1 (ZO-1), a scăzut permeabilitatea intestinală și concentrații plasmatice reduse de lipopolizaharide (LPS). Din nou, Fukunaga și colab. [175] a studiat efectul pectinei din fibre solubile asupra producției de acid gras fecal cu lanț scurt, proliferarea celulelor intestinale și populația microbiană. Rezultatele au arătat că șobolanii hrăniți cu 2,5 la sută pectină timp de două săptămâni au prezentat o creștere a peptidelor asemănătoare glucagonului plasmatic-2 (GLP-2) și a crescut SCFA cecal. Butiratul, într-un alt model de cultură celulară Caco-2, s-a demonstrat din nou că activează protein kinaza activată de AMP, permițând asamblarea proteinelor de joncțiune strânsă, precum și o funcție de barieră îmbunătățită, demonstrată prin rezistența electrică transepitelială îmbunătățită [176]. Ohata și colab. [177], a folosit, de asemenea, modelul de cultură de celule Caco-2 și a observat că butiratul a îmbunătățit activitatea lipoxigenazei prin împiedicarea deacetilării histonelor, ceea ce a determinat creșterea rezistenței electrice transepiteliale. Pe lângă alterarea funcției imune intestinale și a barierelor fizice pentru a minimiza leziunile cauzate de factorii proinflamatori derivați de microbi, prebioticele pot proteja organele precumrinichi si ficatdin abuzurile metabolice. S-a dovedit mult timp că consumul constant de carbohidrați nedigerabili în loc de carbohidrați digerabili, minimizează creșterea glicemiei și a insulinei [20]. Mithieux et al. [178] au cercetat gluconeogeneza intestinală, care este o altă cale de reglare a carbohidraților influențată de consumul de fibre alimentare. Producția gastrointestinală de glucoză este înțeleasă că îmbunătățește detectarea glucozei în vena portă, rezultând reduceri ale producției hepatice de glucoză, precum și semnalizarea influențată către creier, producând o creștere a sațietății. Cu toate acestea, metaboliții prebioticului generați de microbiotă (de exemplu, propionat) sunt sugerați să acționeze ca un precursor gluconeogenic [179]. În rezumat, acest lucru evidențiază meritele SCFA derivate din microbi în susținerea componentelor fizice ale barierei intestinale (stratul mucoasei, joncțiunile strânse și celularitatea) și influențarea factorilor imunitari ai gazdei, care vor afecta în consecință funcțiile țesuturilor, cum ar fificatșirinichi.

4.4.2. Răspunsuri hepatice într-adevăr, se știe că sângele din intestin ajunge laficatprin vena portă și, prin urmare, este justificat că acest organ este o țintă a factorilor derivați din intestin, modificați de dietă și modificări ale microbiomului. Cu toate acestea, fibra prebiotică este considerată o opțiune ideală de tratament și management pentru NAFLD și obezitatea asociată și rezistența la insulină [21]. Efectele hepatice ale fibrei prebiotice, așa cum s-a discutat mai devreme, includ influențarea ecologiei intestinale, prin urmare permeabilitatea intestinală, inflamația sistemică, precum și semnalele hormonale și metaboliților proveniți din intestinul circulant. Susținând asocierea dintre sănătatea intestinului și ficat, pacienții cu NAFLD au fost observați că prezintă o microbiotă intestinală alterată [159] și o permeabilitate intestinală îmbunătățită [180]. S-a demonstrat că fibrele alimentare împiedică translocarea produselor bacteriene, cum ar fi LPS [181]. Astfel, acest lucru va ajuta la scăderea expunerii hepatice la LPS și alte produse proinflamatorii asociate derivate din microbi. Acest lucru poate împiedica tendința ficatului gras de a progresa la forma inflamatorie numită steatohepatită non-alcoolică (NASH) [20]. Se crede că această tranziție are loc în două etape cunoscute sub numele de ipoteza „două lovituri”. „Prima lovitură” este starea în careficateste susceptibil la insulte metabolice sau la „a doua lovitură”, din cauza acumulării de grăsime hepatică. Se presupune că „a doua lovitură” provine dintr-o varietate de surse, cum ar fi creșterea excesivă bacteriană și se sugerează că induce inflamația hepatică [182]. Cortez-Pinto și colab. [183] ​​au evaluat efectul diferitelor modele alimentare la pacienții cu NASH. Studiul a arătat că acești pacienți au consumat un conținut scăzut de fibre, mai multe grăsimi și mai puțini carbohidrați decât martorii sănătoși. În plus, un alt studiu a discutat efectele terapeutice ale fibrelor alimentare derivate din cereale integrale și a demonstrat meritele asociate cu sindromul metabolic (MtS) și NAFLD după consum. Pe lângă reducerea grăsimii hepatice, fibrele alimentare derivate din cereale integrale ar putea la fel de bine să reducă inflamația [184–186].

Efectele propuse ale fibrelor prebiotice asupra metabolismului lipidelor sunt atribuite inhibării sintezei de novo a acizilor grași (FAS) [187–189]. Se crede că fibrele prebiotice reduc enzimele lipogenice hepatice, în principal FAS, prin creșterea producției de propionat de SCFA [190]. Din nou, datorită modurilor lor unice de acțiune în ceea ce privește metabolismul colesterolului, legate în mod specific de fermentabilitatea și modularea microflorei. După cum sa raportat mai devreme, SCFA a fost implicat în metabolismul colesterolului. Levrat și colab. [191] a studiat rolul acidului propionic alimentar asupra șobolanilor hipocolesterolemici. Suplimentarea cu inulină a produs o creștere a SCFA caecum în comparație cu dieta de control. Cu toate acestea, concentrațiile de SCFA măsurate în vena portă indică faptul căficateste expus la concentrații mari de SCFA, în special acid propionic. Autorii au concluzionat că prezența acidului propionic înficatreduce răspunsurile colesterolemice. Un alt studiu a raportat efectul fibrelor prebiotice asupra lipidelor serice și a expresiei genelor hepatice la șobolani JCR: LA-cp. Autorii au raportat că fibrele prebiotice au cauzat o scădere a nivelului de colesterol prin îmbunătățirea excreției de colesterol sub formă de bilă, precum și prin împiedicareaficatacumulare de triacilglicerol. Autorii au recomandat utilizarea fibrelor prebiotice ca tratamente alimentare pentru hipercolesterolemie [189].

4.4.3. Răspunsuri renaleÎn afară de ficat, celrinichieste un alt organ esential afectat de un aport semnificativ de fibre alimentare. Fibrele alimentare s-au dovedit în numeroase rapoarte că scad sarcina de azot, precum și abuzul inflamator sistemic în CKD. Similar cu NAFLD, experimentele in vivo CKD descriu adesea o microbiotă intestinală alterată [192,193], inflamație intestinală, permeabilitate intestinală crescută, precum și o creștere a concentrațiilor plasmatice de metaboliți derivați de microbi (de exemplu, sulfat de p-crezol și sulfat de indoxil) [20,194,195] ]. S-a demonstrat prin cercetări epidemiologice că un aport suficient de fibre alimentare scade toate cauzele potențiale de mortalitate la pacienții diagnosticați cu CKD [196]. Deși mecanismul nu este pe deplin înțeles, el este însă atribuit rolului fibrelor alimentare în menținerea transportului de substrat către intestinul inferior, care pe termen lung modifică metabolismul bacterian. Cu siguranță, dacă o cantitate suficientă de carbohidrați nedigerabili nu poate ajunge în colon, atunci substraturile precum aminoacizii vor fi fermentate, ducând la formarea de metaboliți potențial dăunători, cum ar fi p-crezolul și indolii, care, în consecință, vor stresarinichi [20,179,197].

CISTANCHE VA AMUNĂȚI INFECȚIA RENICALE/RENALE

Un mecanism cunoscut care evidențiază efectele fibrelor alimentare asuprarinichiinclude reducerea încărcăturii de azot asupra ambelorficatșirinichiprin creșterea biomasei microbiene. Biomasa generată de microbi ajută la sechestrarea azotului în intestin și la scăderea cantității care ajunge în circulația portală [20,198]. În 2019, Adams și colab. a studiat efectele suplimentelor alimentare cu fibre prebiotice asupra metabolismului azotului, morfometriei intestinale și biochimiei sângelui la purceii înțărcați. Includerea a dus la o creștere a metabolismului azotului prin creșterea digestibilității și utilizării azotului, precum și la scăderea conținutului fecal și urinar de azot [38]. Din nou, Mardinoglu et al. [199] au comparat metabolismul aminoacizilor la șoareci convenționali și fără germeni și au descoperit că concentrațiile de aminoacizi care intră înficatvena portă la șoarecii convenționali au fost scăzute; reducerea aminoacizilor portal a fost asociată cu cererea crescută de azot pentru sinteza microbiană [200]. Formarea SCFA este un alt mecanism propus prin care fibrele alimentare pot avea impactfunctia rinichilor. Astfel, li se sugerează ca SCFA să influențezerinichicoleg de sânge prin stimularea receptorului olfactiv 78 (Olfr-78), un receptor cuplat cu proteina G care se găsește în aparatul juxtaglomerular renal care încurajează secreția de renină, care este responsabilă pentru reglarea tensiunii arteriale [201]. Reglarea tensiunii arteriale este o componentă esențială în gestionarea progresiei BRC [202]. Pe scurt, fibrele alimentare se sugerează să se îmbunătățeascăfunctia rinichilorprecum și scăderea apariției CKD prin cauzarea schimbărilor în microbiom, care, în consecință, va menține și îmbunătăți bariera intestinală, modificând metabolismul dizolvat uremic și azotului microbian, precum și controlând sângele renal.

5. Concluzii

Această revizuire actuală adună descoperiri științifice privind compușii bioactivi din reziduurile de soia (okara) și discută posibilul impact prebiotic al acestui reziduu bogat în fibre ca dietă funcțională asupra stării de aerobioză/disbioză a intestinului, precum și influența consecință asupraficatșifuncțiile rinichilor. Eliminarea okara este încă o problemă nerezolvată. Cu toate acestea, funcționalitatea, precum și componentele nutriționale încorporate, îl fac potrivit comercial. Efectul hipoglicemiant al alimentelor fortificate cu okara este atribuit conținutului de fibre alimentare. Mai multe rapoarte arată că okara posedă o valoare nutritivă ridicată și, prin urmare, poate fi folosită în industria alimentară pentru a înlocui parțial făina tradițională pentru a ajuta la creșterea, în principal, a fracției de fibre alimentare din produsele alimentare. Fibrele alimentare și prebioticele influențează gazda prin numeroase mecanisme, cum ar fi reglarea efectelor de volum a scaunului, a glicemiei sau a nivelului de insulină, creșterea acidității intestinale, scăderea timpului de tranzit intestinal, sinteza constructivă a SCFA, stimularea creșterii bacteriilor intestinale benefice și împiedicând creșterea celor patogeni, care la rândul lor influențează producția de metabolit microbian, precum și răspunsul imun al gazdei și, în consecință, vor protejarinichișificatdin translocarea bacteriilor proinflamatorii. Deși okara este aprobat în multe contexte, rămâne totuși vital să se adopte o tehnică adecvată, cum ar fi tratamentul enzimatic și chimic, fermentația, presiunea înaltă, extrudarea, micronizarea și măcinarea ulterioară în formă de pulbere pentru utilizarea și acceptarea eficientă a acesteia. În plus, sunt necesare explorări și experimente suplimentare pentru a oferi o înțelegere aprofundată a componentelor nutraceutice, precum și a alimentelor funcționale fortificate cu okara pentru a ajuta la confirmarea microbilor și a semnalelor specifice care sunt transformate ca răspuns la această fibre alimentare.