See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus (ETF)" projekt ETF9189
ETF9189 "B-kompleks vitamiinide metaboloomi analüüs toidu tootmise ahelas. (1.01.2012−31.12.2015)", Toomas Paalme, Tallinna Tehnikaülikool, Keemia ja materjalitehnoloogia teaduskond.
ETF9189
B-kompleks vitamiinide metaboloomi analüüs toidu tootmise ahelas.
Analysis of B-complex vitamin metabolom in food production chain
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus (ETF)
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.7. ToiduteadusedT430 Toiduainete ja jookide tehnoloogia 1.3. Keemiateadused (keemia ja muud seotud teadused)100,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.201214 400,00 EUR
01.01.2013−31.12.201314 400,00 EUR
01.01.2014−31.12.201414 400,00 EUR
01.01.2015−31.12.201514 400,00 EUR
57 600,00 EUR

Kaasaegsed metaboloomika meetodid võimaldavad jälgida vitamiinide biokonversiooni protsesse alates primaarsest produtsentidest (taimedest) kuni inimese vereringeni. Ainult taimed ja mõned auksotroofsed mikroorganismid omavad täielikke vitamiinide/cofaktorite sünteesiradasid, kõrgemad loomsed organismid saavad kasvuks hädavajalikud vitameersed ühendid lõppkokkuvõttes nendest. Käesoleva projekti eesmärgiks on kasutada varem väljaarendatud isotoop sisestandard LC/MS määramismeetodit vitamiinide/kofaktorite raja metaboloomi kvantifitseerimiseks toiduahelas: näiteks alates viljapeade valmimisest, kuivatamisest, jahvatamisest, haputaigna ja keedu valmistamisest, kergitamisest ja küpsetamisest kuni inimese ülemise seedetrakti läbimiseni. Mitte kõikides toidu käitlemise etappides ei toimu vitamiinide aktiivsuse langust, mõnedest neist võib vitamiinne aktiivsus oluliselt tõusta kofaktorite ja muude ühendite vitameerideks konverteerimise arvelt. Üheks tõsiseks takistuseks vitamiinse aktiivsuse määramisel LC/MS meetodil on meie mittepiisavad teadmised vitameeride ja nende laadsete ühendite vitamiinse aktiivsuse kohta inimeses. Vitamiinne aktiivsus väljendatakse lihtsate vitameeride (thiamin, riboflavin jne) bioloogilise aktiivsusena, sedagi põhiliselt kasutades mikroobseid testsüsteeme. Arvestades, et mikroorganismides ja inimeses on vitamiinide/kofaktorite metabolimirajad väga erinevad on raske oodata, et mikroobne meetod annaks objektiivseid tulemusi - seda eriti loomse tooraine ja pärmide puhul kus kofaktorite ja teiste vitamerilaadse ühendite osakaal on suhteliselt kõrge. Kuna vitamiinide aktiivsuse määramine toidus on vägagi problemaatiline piirdutaksegi selles töös põhiliselt vitaminide/kofaktorite metabolismiga seotud metaboloomi dünaamika uurimisega toidu tootmise ahelas. Selleks, et kvantifitseerida kõik vitaminide metabolismi seisukohalt olulised metaboliidid kasutatakse isotoopmärgistatud sisestandardina kommertsiaalset kättesaadavate ühendite kõrval mikrobioloogiliselt pärmi abil sünteesitud vitameeride laadsete ühendite 15N-rikastatud fraktsiooni. Tulemuste alusel teostatakse vitamiinide ja vitamiinilaadsete ühendite voogude arvutused ja määratakse nn. vitamiinse aktiivsuse teoreetiline kadu toiduahelas.
Only plants and microorganisms are able to auto- or auxotrophic carbon assimilation without supplement with essential nutrients: vitamins, some polyunsaturated fatty and amino acids. The pool of particular vitamin in food, feed and culture media consists of several vitamers essential for expression of the similar biological activity in the cells. Vitamers of particular vitamin are inter-convertible and only one of the vitamers from list of particular vitamin is required. During food processing vitamers can be formed from precursors not directly having vitamin activity for human, for example NADH containing nicotinic acid moiety or inconvertibly destroyed. The objective of the project is using UPLC/MS isotope dilution method to study the dynamics of vitamers compounds profiles in food chain: starting from grain or grass and ending with gastrointestinal tract. For that the both chemically and biologically labeled vitameric compounds will be used as internal standards for quantification. Commercially not available labeled vitamers will be obtained from yeast cell extract produced by fed-batch cultivation using 15NH4OH as single nitrogen source. The composition of extract used further as internal standard will be quantified against unlabeled standard compounds. The metabolism and conversions of vitamers will be studied during food processing and digestion. As example of vitamin chain the profiles of vitameric metabolom in ripening rye kernel, during harvesting, storage, malting (germination), milling, sourdough fermentation, leavening with yeast, baking, and digestion will be studied. It assumed that in growing cells (and “raw” food) the vitameric compound exist mainly in forms of cofactors, which during harvesting, storage and processing are converting into simple forms (thiamin, riboflavin, pyridoxine, nicotinamid etc.), which are efficiently adsorbed by human body and converted into biologically active form. The adsorption efficiency of other vitamers might however be lower as some of those can be left or converted into biologically not active form. To study this process the gastrointestinal tract simulator (GITS) will be used to analyze the vitamers profiles before and after simulation. For future we are looking for partners to study bioavailability of different vitamers in animal or human model using food or feed supplemented with 15N-labeled yeast extract.
Tarbijate teadlikkuse kasv tervislikust toitumisest on loonud vajaduse täpsete ja suure läbilaskevõimega analüüsimeetodite järele hindamaks toiduainete toiteväärtust, sealhulgas B-grupi vitamiinide sisaldust ja nende biokättesaadavust. Käesolevas projektis töötati välja vedelikkromatograafia massispektromeetria – isotoop-lahjenduse metoodika (LC-MS-SIDA) koos analüütilise määramiskomplekti prototüübiga B-grupi vitamiinide samaaegseks kvantitatiivseks määramiseks toiduainetes. Tõhusa LC-MS-SIDA metoodika väljatöötamisel B1, B2, B3, B5 ja B6 vitameeride määramiseks toiduainetes osutus kõige kriitilisemaks ekstraktsioonitingimuste valik. Me testisime erinevaid ekstraktsiooni tingimusi, sh. ensümaatilist ekstraktsiooni kasutades happelist fosfataasi ja beta-glükosidaasi ning sea peensoole harjasmembraani preparaati. Sisestandardina kasutasime nii kommertsiaalseid preparaate kui ka isavalmistatud 13C rikastatud pärmi ekstrakti. Meie tulemused näitasid, et väljatöötatud LC-MS-SIDA metoodika ja vastav analüütiline määramiskomplekt võimaldab uurida B-grupi vitamiinide stabiilsust ja erinevate vitameeride sisaldust toiduainetes ja mikroorganismides. Kasutades võimalust määrata bio-absorbeeritavate vitamiinide: thiamiin, riboflaviin, nikotiinhape, nikotiinamiid, pantoteenhape, pantotein, püridoksaal, püridoksamiin sisaldust uurisime vitamiinide metabolismi toidu käitlemis-tarbimisahelas ja näitasime, et toidu käitlemisprotsess omab vitamiinide konverteerimisel bio-absorbeeritavateks vitamiinideks samatähtsat osa kui seedeprotsess inimese seedetraktis. Toidu käitlemisel kahjustuvad toidu rakustruktuurid ning bio-absorbeeruvad vitamiinid vabanevad vee- ja endogeensete hüdrolüütiliste ensüümide toimel toidumaatriksist. See protsess on sama oluline kui Inimese seedetraktis seedemahlade ja peensoole harjasmembraani kinnitatud hüdrolaaside mõjul toimuv lihtvitamiinide edasine vabastamine kofaktoritest ja valkudest.