Bioaktive fytokjemikalier i fullkorn og mulige fysiologiske virkningsmekanismer

En systematisk oversiktartikkel

Sammendrag

Bakgrunn

Nasjonale kostråd fremhever fullkorn som en viktig del av et sunt og bærekraftig kosthold. Sammenlignet med frukt og grøntnsaker kommer det fra statlig hold mindre tydelig fram at fullkorn også inneholder et bredt utvalg av bioaktive stoffer, såkalte fytokjemikalier.

Målsetning

Oppsummere innholdet av de største gruppene av bioaktive fytokjemikalier i fullkorn og peke på mulige virkningsmekanismer for kornassosierte fytokjemikalier.

Metode

Et systematisk søk i databasene ScienceDirect, Medline, Embase og Food Science. 

Resultater

Fullkorn har et stort mangfold av bioaktive stoffer, inkludert fenoler og flavonoider. Fenoliske syrer og ferulsyre er kvantitativt de viktigste bidragsyterne og er også de mest studerte. Innholdet av fenoler i fullkorn varierer stort. Andelen fytokjemikalier i bundet form har vært underrapportert.

Konklusjon

Fullkorn er en god kilde til bioaktive stoffer, og trolig kan de bioaktive fytokjemikaliene, som i hovedsak finnes i bundet form, være med å forklare de positive helseeffektene som ses ved høyt inntak av fullkorn.

Bakgrunn

Et av de mest konsistente funnene innen ernæringsepidemologi, er at grupper som har høyt inntak av fullkorn, har en lavere risiko for livsstilsykdommer (1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10) enn grupper som har et lavt inntak av fullkorn. Det er en «overbevisende eller sannsynlig sammenheng mellom inntak av fullkorn og en lavere risiko for livsstilsykdommer, som hjerte- og karsykdom, diabetes type 2 og enkelte former for kreft» (11).

Felles for fullkorn, frukt, bær, og grønnsaker er at de alle har dokumenterte helseeffekter, men det er uvisst hvilke stoffer eller mekanismer som bidrar (12). De siste tiårene har stadig flere innholdsstoffer i maten blitt oppdaget, deriblant såkalte fytokjemikalier, som har stor forskingsinteresse og kan ha viktige effekter for sykdom og helse (12). Det er nå identifisert over 100 000 bioaktive stoffer i maten vår, hvor et plantebasert måltid alene bidrar med ca. 25 000 forskjellige (12; 13). Fytokjemikalier anses generelt å ha helsepositive effekter, men det foreligger ingen offisielle anbefalinger for inntak av fytokjemikalier, og helsemessige fordeler har vært vanskelig å dokumentere (12).

Fytokjemikalier er ikke essensielle næringsstoffer, men er bioaktive plantestoffer, en samlebetegnelse for sekundære metabolitter av forbindelser i plantemat med mulige biologiske funksjoner for mennesker. Fytokjemikaliene sin rolle i planter er å beskytte dem mot angrep fra skadelige mikrober, skadeinsekter, og sopp; de er viktige for planteceller ved å bidra til reproduksjon i cellesyklusen(13).

I rapporten «Kostråd for å fremme folkehelsen og forebygge kroniske sykdommer» av Nasjonalt råd for ernæring er det et større fokus på fytokjemikaliens positive rolle for helsen. Her beskrives frukt, bær, grønnsaker, kaffe, nøtter og alkoholholdige drikker som kilder til fytokjemikalier, men ikke fullkorn (12). I Nordic Nutrition Recommendations 2012 nevnes korn i en bisetning som en kilde til fytokjemikalier (14). På myndighetenes nettside Matportalen.no blir fullkorn nevnt sammen med frukt og grønt som kilde til «mange ulike antioksidanter» (15).

Mens frukt og grønt regelmessig nevnes som gode kilder til fytokjemikalier og antioksidanter (16; 17), underkommuniseres det fra både det offentlige og ernæringsmiljøet at korn også er gode kilder til bioaktive plantestoffer.

Figur 1 viser hovedgrupper av bioaktive fytokjemikalier: fenoler, karotenoider, organiske svovelforbindelser, plantesteroler, nitrogenholdige alkaloider og kostfiber (18). Begrepet «kostfiber» ble først introdusert i 1953. Her ble kostfiber først beskrevet som komponentene av plantenes cellevegg i mat (19). I 1971 ble et høyere inntak av kostfiber anbefalt for å bedre tarmfunksjonen. I 1972 kom den første definisjonen av kostfiber som «restene av plantenes cellevegg som ikke hydrolyseres av menneskets enzymer» (20). Begrepet kostfiber har forandret seg i takt med ny viten og nyere definisjoner inkluder flere substanser enn tidligere, blant annet fenoliske komponenter (21; 22). I dag defineres kostfiber som karbohydratkjeder med minst tre enheter og som hverken brytes ned eller tas opp i tynntarmen(23).

Figur 1. Overordnet klassifisering av bioaktive fytokjemikalier. Modifisert og adaptert fra Liu, R. H. (2004).

Kornets har 3 bestanddeler: kli, kime og kjernen. Kliet har flere cellulære ytterlagre (aleurone, perikarp) og beskytter frøet mot sollys, skadeinsekter og plantesykdommer (24). Sammensetningen av næringsstoffene, fiber og andre bioaktive komponenter befinner seg hovedsakelig i aleurone i kliet, samt i de ytterste lagene i kimet (25) (se illustrasjon av kornets bestanddeler på www.ntfe.no). Fjerning av ytterlagene gjennom raffineringsprossessen fjerner også en stor andel mikronæringsstoffer og bioaktive fytokjemikalier, og følgelig får raffinert korn en lavere næringsverdi enn fullkorn (26).

I fullkorn foreligger fenoler i tre kjemiske former: som fri, løselig-konjugert og uløselig-bundet form, forestret til hemicellulose i cellevegger, lignin, polysakkarider, proteiner og steroler (24). Majoriteten av fenolene i fullkorn er i uløselig-bundet form, mens i frukt og grønt foreligger fenoler hovedsakelig i fri og løselig-konjugert form, med en liten andel i uløselig-bundet form (27; 28). I fullkorn utgjør fenoliske syrer hovedgruppen av fenolene, hvor ferulsyre er den dominerende individuelle komponenten (28; 29).

Tidligere handlet forskningsfokuset på korn om å øke avlinger, samt bedre sykdomsresistens og bakeegenskaper (30). Der hvor innholdet ble kartlagt, brukte mesteparten av tidligere studier analyseteknikker som involverte aceton, etanol og metanol for å ekstrahere fenoler. Man antok at ved å ha en lang ekstraheringstid og/eller prosessering av kornet, ville det maksimere innholdet av fenoler. Men ved å ikke inkludere uløselige-bundne fenoler klarte metodene i beste fall kun å måle innholdet av frie og løselige fenoler. Slik har litteraturen tidligere underrapportert innholdet i fullkorn og dermed også antioksidant-kapasiteten (31; 32; 33; 34). Formålet med artikkelen er å kartlegge de største gruppene av bioaktive fytokjemikalier i fullkorn, vurdere grad av underrapportering og peke på mulige fysiologiske effekter av fytokjemikalier i fullkorn.

Metoder

Et systematisk søk i databasene ScienceDirect, Medline, Embase og Food Science ble utført fra 25.5.2015 til 15.7.2016. Ingen restriksjoner for publikasjonsdato. Alle språk utenom engelsk, norsk, svensk og dansk ble ekskludert. Søkestrategien fra databasen ScienceDirect er vist nedenfor; søkestrategiene for resterende databaser finnes under vedlegg nederst i artikkelen før referanselisten. 

((Grain development OR Food analysis OR Food composition)) AND ((phytochemical* OR bioactive components OR wheat bioactive phytochemicals OR antioxidants OR phenolics OR polyphenols OR alkylresorcinols OR benzoxazinoids OR avenanthramide )) AND ((whole grain* OR comprehensive OR extraction OR analysis OR cereal OR wheat OR grain OR rye OR oat OR barley )) AND ((Total antioxidant capacity OR antioxidant activity))

Inklusjonskriteriene var tallfesting av fenoler sammen med andre fytokjemikalier i havre, hvete, rug og bygg. Eksklusjonskriterier var artikler som omhandlet alle andre kornslag, fullkornsprodukter og tallfesting utenom fenoler. Figur 2 viser den stegvise utvelgelsesprosessen.

Figur 2. Utvelgelsesprosess for systematisk gjennomgang av bioaktive fytokjemikalier.

Resultat og diskusjon

Bioaktive fytokjemikalier fra de 22 artiklene er delt inn under kornslagene hvete, rug, havre og bygg (tabell 1 og 2). Verdiene er omregnet for å sammenligne best mulig. Tabellene viser verdier av totale fenoler, fenoliske syrer, flavonoider, fytosteroler, , karotenoider, og alkylresinoler. To sammenligninger er gjort av eldre og nye hvetesorter, samt én av økologisk/konvensjonelt (tabell 3). Videre er den totale påvirkningen fra årsvariasjoner og sted for hvete og rug eksemplifisert (tabell 4). Til slutt er prosentbidraget fra uløselig-bundet form av totale fenoler, fenoliske syrer og ferulsyre presentert (tabell 5).

Tabell 1. Innholdet av bioaktive fytokjemikalier i hvete.

FORFATTER

FENOLER

FENOLISKE SYRER

FLAVO-NOIDER

KAROTE-NOIDER

ALKYLRESI-NOLER

FYTO-STEROLER

Adom (2005) (35)

4571–5308 µg GAE/g

2148–2728 µg CE/g3 hvete (kli/kim)

Adom (2002) (36)

1 hvete

1359 µg GAE/g

360 µg CE/g

Adom (2003) (30)

11 hvete

1206–1461 µg GAE/g

305–430 µg CE/g

Sun (2014) (37)

178 hvete

837–2234 (1266) µg GAE/g

147–397 (250) µg RE/g

1.4–6.6 (3.3) µg/g

Lu (2014) (38)

10 hvetekli

2020–2430 µg GAE/g

810 µg/g

1.2–1.8 µg/g

Okarter (2010) (39)

5 hvete

1431–1870 µg GAE/g

1.48–2.71 µg/g

Zhou (2004) (40)

7 hvetekli

2200–2900 µg GAE/g

160–359 µg/g

0.68–3.62 µg/g

Shewry (2009) (41)

150 hvete

326–1171 (658) µg/g

220–652 (413) µg/g

670–959 (852) µg/g

Gunenc (2013) (42)

24 hvetekli

5000–58000 µg FAE/g

488–1522 µg/g

Gunenc (2015) (43)

3703–4036 µg/g

854 µg/g7 hvetekli

Irmak (2008) (44)

12 hvetekli

334–2361 µg GAE/g

Tabell 2. Inneholdet av bioaktive fytokjemikalier i rug, havre og bygg.

FORFATTER

FENOLER

FENOLISKE SYRER

ALKYLRE-SINOLER

FYTO-STEROLER

FLAVO-NOIDER

Avenan-thramider

Nystrøm (2008) (45)

10 rug

491–1082 (585) µg/g

796–1444 (1030) µg/g

1098–1420 (1228) µg/g

Shewry (2008) (46)

5 havre

351–873 (531) µg/g

612–682 (653) µg/g

42–91 µg/g

Andersson (2008) (47)

10 bygg

254–675 (463) µg/g

32–103 (55) µg/g

889–1153 (1048) µg/g

Adom (2002) (36)

1 havre

1359 µg GAE/g

337 CE/g

Lahouar (2014) (48)

4 bygg

950–2201 µg GAE/g

1950–2200 µg CE/g

Zhu (2015) (49)

4 bygg

3339–4608 µg GAE/g

1455–2744 µg CE/g

Gangopadhyay (2016) (50

1 bygg

1490 µg GAE/g

1036 µg/g

Tabell 3. Inneholdet av bioaktive fytokjemikalier i urkorn, økologisk sammenlignet med konvensjonell.

FORFATTER

POLYFENOLER

FENOLER

FLAVONOIDER

KAROTENOIDER

Di silvestro, (2012) (51)

17 ukorn

1940–2770 µg GAE/g

400–600 µg/g

0.5085 µg/g

26 Hvete

6 konvensjonelle

2080–2470 µg GAE/g

400–520 µg/g

0.6649 µg/g

Dinelli, (2011) (52)

6 urkorn

1506–2198 µg GAE/g

26 Hvete

6 konvensjonelle

1953–2678 µg GAE/g

Vaher, 2010 (53)

5 Økologiske og

Kli: 1258–3157 µg GAE/g

15 hvete

10 konvensjonelle

Mel: 44–140 µg GAE/g

Tabell 4. Innholdet av bioaktive fytokjemikalier og totaleffekt av miljø, genotype og sted for hvete og rug. Alle verdier er vist som µg = mikrogram/gram; lavest-høyest (gjennomsnitt); ± standardavvik

FORFATTER

FENOLISKE SYRER

ALKYLRESINOLER

FYTOSTEROLER

Shewry (2010) (54)

Ungarn 2005

456–1171 (728)

257–610 (458) 

739–959 (857) 

26 hvete, 4 steder, 3 år

Ungarn 2006

545–1149 (851)

335–835 (635)  

722–1039 (881)

Ungarn 2007

680–1118 (900)

361–981 (684)

717–994 (868)  

Storbritannia 2007

581–1105 (793)

544–727 (603)

653–929 (798)

Frankrike 2007

531–969 (718) 

362–802 (570)

645–851 (755)

Polen 2007

551–909 (707)

401–821 (608)

705–948 (823)

Shewry (2010) (55)

Ungarn 2005

310 ± 79

597–753 (657)

1256 ± 136

5 rug, 4 steder, 3 år

Ungarn 2006

942 ± 155

644–1093 (854)

1125 ± 48

Ungarn 2007

1109 ± 165

701–823 (721)

1081 ± 49

Storbritannia, Polen, Ungarn, Frankrike 2007

936–1551

725–1118

1083–1233

Tabell 5. Variasjonen av fytokjemikalier mellom kornslagene og bundne fenoler/-ferulsyre.

HVETE

HAVRE

RUG

BYGG

Fenoliske syrer

326–1171

351–873

330–1551

254–675

Fytosteroler

645–1039

612–682

1098–1420

889–1153

Alkylresorcinoler

220–1039

361–1444

32–103

Bundne totale fenoler

54–83 %

75 %

*

*

Bundne fenoliske syrer

75 %

47–75 %

62 %

73 %

Bundet ferulsyre

82–99 %

43–98 %

74 %

68 %

I det følgende diskuteres først kvantitativt innhold av fytokjemikalier i fullkorn. Deretter blir det pekt på forhold relatert til variasjon i resultatene før det kort gjøres rede for teorier omkring fysiologiske virkningsmekanismer. Avslutningsvis sammenliknes innholdet av fytokjemikalier i fullkorn med innholdet i frukt og grønnsaker.

Bioaktive fytokjemikalier

Den største gruppen av bioaktive fytokjemikalier i fullkorn, er gruppen fenoler, som vist i Tabell 1–4. Av undergruppene er det fenoliske syrer, med den individuelle komponenten ferulsyre, som er den dominerende i alle kornslag. Som vist i tabell 1 har flere forskningsprosjekter kartlagt innholdet i kliet, de ytterste cellelagene i kornet. Resultatene viser at bioaktive fytokjemikalier akkumuleres i ytterlagene, med lite innhold i den stivelserike kjernen. Akylresorcinoler er til stede i de ytre lagene i hvete og rug, men lite i bygg, ingenting i havre, og de brukes som biomarkører for inntak på enkelte fullkorn (41; 56). Det prosentvise bidraget fra uløselige-bundne fenoler og dens undergrupper er betydelig. Tabell 5 viser typiske variasjoner mellom kornslagene og bidraget fra totale fenoler, fenoliske syrer og ferulsyre i uløselig-bundet form (30; 36; 41; 45; 46; 47).

Hva skyldes variasjonene?

Shewry (2010) (55; 57) benyttet flere dyrkningslokasjoner over flere år for rug og hvete for å undersøke hvilke faktorer som påvirker innholdet av fytokjemikalier. Størst effekt på innhold av fytokjemikalier ble observert fra miljøet og genotype, hvor genotypen kan undertrykkes av sterke miljøforhold. Det kan være variasjoner fra år til år, region til region, og sannsynlig også innenfor de enkelte felt. Som illustrert i tabell 4, varierte innholdet av fenoliske syrer i rug mye over to år på samme lokasjon (310 mot 942 µg/gram). Miljøforhold som påvirker er jordsmonn, vann, næringsmangel, temperatur (kulde), plantevern og eksponering for skadeinsekter (56). Selv om man i moderne planteavl har foretrukket andre egenskaper, som sykdomsresistens og store avlinger, har innholdet av bioaktive fytokjemikalier ikke blitt redusert (58; 59). Men som vist i tabell 3 har eldre genotyper både et lavere bunnivå og en høyere topp. Det er indikasjoner for at eldre hvete-genotyper har et større mangfold (flere isomerer) av fytokjemikalier, sammenlignet med moderne hvetesorter (51; 52; 59; 60).

Antioksidant-hypotesen

I samlebetegnelsen antioksidanter fra kosten finner vi store grupper av heterogene komponenter, hvor mange har ulike fysiokjemiske egenskaper i tillegg til sin funksjon som antioksidant. Det totale antioksidantinettverket i kroppen er komplekst, og det er uvisst hvilke(n) mekanisme(r) som bidrar mest kvantitativt (61); flere hypoteser har blitt foreslått (25; 62; 63; 64).

Antioksidanters rolle i kroppen er å beskytte proteiner, lipider og DNA fra frie radikaler som oppstår fra miljøet, kroppens metabolisme og kosten (62). Kroppen har en endogen forsvarsmekanisme mot frie radikaler. En ubalanse mellom forsvaret og frie radikaler gir oksidativt stress, fordi produksjonen av reaktive oksygenmolekyler er høyere enn antioksidant-kapasiteten til cellene. Det har lenge vært foreslått at antioksidanter fra mat slik kan bidra til å redusere frie radikaler, men mekanismene er lite forstått (62; 65).

Fullkorn har mange næringsstoffer med velkjente antioksidantfunksjoner(66; 67). Vitamin E beskytter flerumettede fettsyrer, og svovelholdige aminosyrer bidrar til den endogene antioksidanten glutation (66; 67). Mineraler som sink, selen, kobber og mangan er kofaktor for antioksidantenzymer som glutation peroksidase og superoksid dismutase (66; 67).

Bioaktive fytokjemikalier – plantenes naturlige forsvar

Nyere viten har foreslått at effektene av bioaktive fytokjemikalier ikke nødvendigvis er relatert til evnen til å nøytralisere frie radikaler, og at aktivering av antioksidant-enzymer òg kan tilskrives andre egenskaper (65; 67; 68). Fordi fytokjemikalier utgjør plantenes naturlige plantevernforsvar, har disse stoffene blitt sett på som potensielt giftige (13; 69; 70; 71). Hormese defineres ved at stoffer er giftige ved høye konsentrasjoner, og omvendt, fordelaktig i lavere doseringer (69; 71). Et eksempel er vitamin A, som i normale doser er sunt, men er akutt giftig ved et stort inntak eller høy dosering over tid (13; 69; 70).

Det er foreslått at fordi polyfenoler er plantenes naturlige plantevernforsvar, introduserer polyfenoler kjemisk stress i lavere konsentrasjoner og «trener» opp kroppens forsvarssystemer og genekspresjon (69). Transkripsjonsfaktorer aktiverer antioksidant-systemet og gir transkripsjon av den endogene antioksidant-produksjonen slik som glutation eller nøkkelenzymer i glutation-metabolismen (66). I tillegg kan fenoliske syrer danne chelater med ulike metaller, og på den måten aktivere eller undertrykke genuttrykk (67).

Kostfiber: En «bærer» av bioaktive fytokjemikalier til tykktarm?

Evidensen for en omvendt sammenheng mellom inntak av kostfiber og utvikling av tykktarmkreft ble i 2014 oppgradert fra «sannsynlig» til «overbevisende». Motsatt ble evidensenstatus for beskyttende effekter av frukt og grønt i 2007 nedgradert fra «overbevisende» til «sannsynlig» og «begrenset» for flere kreftformer (72).

Tidligere antok man at helseeffektene fra fullkorn hovedsakelig var fra fiberens funksjon som «tarmbevegende», mer eller mindre inert, element. Men kostfiber alene gir ikke en fullstendig forklaring på hvordan kostfiber beskytter mot tykktarmskreft. Det er i nyere tid foreslått at det er kombinasjonsstoffer fra fiber, mikronæringsstoffer og bioaktive fytokjemikalier i fullkorn som gir en positiv effekt (28; 73; 74) og beskytter tykktarm. Det har også blitt hypotisert om et samspill mellom bakteriefloraen i tykktarm og fenoler som ferulsyre bundet til fiberen i fullkorn (75).

Uløselige-bundne fenoler kan ikke hydrolyseres av menneskelige fordøyelsesenzymer (29). De er sterkt bundet til celleveggene i kostfiber og passerer ufordøyd gjennom magetarmkanalen. Slik kan fiber reelt være en bærer av fenoler til tykktarm og fenolene kan utøve sine mulige helseeffekter lokalt (76; 77; 78; 79; 80; 81). Selv om det, basert på forsøk med intestinale epitelceller, er økte holdepunkter for at primæreffekten av antioksidant-egenskapene fra fullkorn er i fordøyelseskanalen, er det foreløpig få intervensjonsstudier som direkte har undersøkt dette (25; 67).

Andre foreslåtte mekanismer som beskytter tykktarmen er fenoliske stoffer sine avgiftings-egenskaper relatert til fase I eller II konjugeringsreaksjoner. Den preventive effekten mot utvikling av tarmkreft kan være relatert til hemming av potensielle karsinogene forbindelser, ved å stoppe disse i målcellene og hemme biokjemiske forløpere (62; 68).

Andre stoffer i fullkorn som kan danne chelater med ulike metaller er antinæringstoffer, som saponiner, proteasehemmere og fytinsyre. Selv om antinæringstoffer også finnes i grønnsaker, er det fullkorn, og spesielt fytinsyre, som har fått et dårlig rykte, ved å senke biotilgjengeligheten til mineraler. Fytinsyre befinner seg hovedsakelig i kli, særlig i det ytterste cellelaget (aleurone) sammen med bioaktive fytokjemikalier og utgjør ca. 1–7 % av tørrvekten (66; 74). Noen av disse antinæringsstoffene kan ha egenskaper som hemmer kreftfremkallende stoffer, ved å blokkere interaksjonene med cellene. Bakterier i tykktarm produserer oksygenradikaler, og fytinsyre sine egenskaper kan undertrykke jern-katalyserte redoksreaksjoner og potensielt redusere skadene (25; 74).

Kan korn inneholde samme mengder fytokjemikalier som frukt og grønt?

Daglig totalt estimert kostinntak av fenoliske syrer varierer fra ca. 25 mg til 1 gram fra frukt, grønt, kaffe og te (49; 68). I fullkorn-hvete vil et 100 gram kostinntak gi 16–102 mg fenoliske syrer, 30–43 mg flavonoider, alkylresorcinoler 11–128 mg, lignaner 0.199 – 0.619 mg og karotenoider 0.044 – 0.626 mg (25). Fytosteroler i hvete utgjør ca. 57–98 mg, hvor korn bidrar opp mot 42 % av fytosterolene i en gjennomsnittlig vestlig diett, ca. 200–300 mg (25; 82).

Polyfenoler i diverse frukt og grønt gir et inntak mellom 100 og 2638 µg GAE/g, med majoriteten under 500 GAE/g. Til sammenligning gir et havre-basert måltid mellom 1506 og 1853 µg GAE/g. En porsjon havre (40 gram) gir mellom 60 og 75 mg polyfenoler og antioksidantaktiviteten til polyfenoler fra havre er målt høyere enn i frukt og grønt (83). Antioksidant-aktiviteten i fullkorn og fullkornsprodukter har vært målt til å være på samme nivå som flere bær, frukt og grønnsaker (24; 64; 84). Figur 3 viser at ved et sammenlignet anbefalt inntak av fullkorn og frukt eller grønt, har korn på en fersk vektbasis i flere tilfeller et vesentlig høyere innhold av fenoler (24; 85).

Figur 3. Løselige og bundne fenoler. Adaptert og modifisert fra Liu, R. H. (ref. 24).

Oppsummering

Uløselige-bundne fenoler levert til tykktarm kan være implisert i den beskyttende effekt vi ser fullkorn har mot utvikling av tykktarmskreft. Det store mangfoldet av bioaktive fytokjemikalier indikerer egentlig et bredt spekter av mulige biologiske mekanismer, og totalbildet er trolig komplisert. Mennesker spiser variert fra flere matvaregrupper, og det er vanskelig å ekstrapolere kontrollerte forsøk direkte fra dyremodeller og cellekulturer til mennesker (86). Med nye verktøy som systembiologi, metabolomics og transcriptomics, er det allikevel et håp om at vi fremover kan begynne å få en bedre forståelse av fytokjemikaliers effekt på human fysiologi (67; 87).

Begrensinger

Metoder som brukes for å evaluere antioksidantkapasitet mangler standardisering (66). Det er heller ingen standardisert analysemetode for å analysere fytokjemikalier; vi ser et bredt utvalg av ekstraheringstekikker og løsemidler. Forskjellige laboratorier utrykker verdiene ulikt, ofte med egne modifiserte metoder. For å bedre kunne sammenligne, ble verdiene der hvor det var mulig omregnet. Flere av studiene har rapportert bioaktive fytokjemikalier i kli/kim eller kun i kliet. Derfor er direkte sammenligninger utfordrende og må tolkes varsomt (56). Det er i denne artikkelen kun inkludert analyser av korn, ikke av fullkornsprodukter. Innholdet av bioaktive fytokjemikalier kan påvirkes av prosessering og innholdet i korn behøver ikke å reflektere fullkornsprodukter (88; 89). Kun totale verdier er vist under resultater. Detaljerte bidrag fra frie og løselige, og i hvilken del av kornet fytokjemikaliene er ekstrahert fra, er ikke vist. Andre individuelle bioaktive fytokjemikalier er ikke vist. Ikke alle har rapportert andelen totale fenoler i uløselig-bundet form. Utenom hvete er det et begrenset antall studier for bygg, rug og havre. Resultatene fra disse kornslagene kan derfor variere i andre studier.

Konklusjon

Denne oppsummeringen viser at fullkorn fortjener høyere anerkjennelse for sitt innhold av bioaktive fytokjemikalier enn det hittil har blitt tilgodesett; helsepåstander basert på frukt og grønnsakers innhold av fytokjemikalier – med antatt helsepositiv effekt – bør også utvides til å inkludere fullkorn.

Takk til Kjemiker Anders Halvorsen for omregning av kjemiske verdier, Takk til Sosiolog Andreas Ruud for innspill og korrekturlesing og Asgeir Brevik for innspill og diskusjoner.

Vedlegg 1 – Søkestrategiene for resterende databaser, Medline, Embase og Food Science (25 mai 2016)

Database: Embase og MEDLINE (Ovid)
Begge søkt via indeksering med samme søkestreng. Søket fant sted den 25. mai 2016. Whole grain ble et eget emneord i 2016. Medline gav 192 treff. 17 ble inkludert basert på abstraktet. Av disse ble 4 ekskludert og 2 var duplikater. Totalt 11 ble derfor inkludert. Embase gav 375 treff. 17 ble inkludert basert på abstrakt. Av disse ble 1 ekskludert og 16 var duplikater. Ingen ble derfor inkludert. Search for: 8 and 9 Results: 375 Database: Embase <1980 to 2016 Week 21> Search Strategy: 1. Crops Agricultural/ (9581) 2. Edible Grain/ (0) 3. Whole Grains/ (0) 4. Dietary Fiber/ (16676) 5. 1 or 2 or 3 or 4 (26236) 6. cereals.mp. (8974) 7. whole grain.mp. or Whole Grains/ (1712) 8. 5 or 6 or 7 (35554) 9. phytochemicals.mp. or Phytochemicals/ (19825) 10. 8 and 9 (375).

Database: Food Science Source (EBSCO host)
Søkt som både fritekst og indeksering, gav 145 treff den 25.05.2016. 141 ble ekskludert på bakgrunn av abstrakt. Av de gjenstående 4 ble 1 ekskludert, resterende 3 ble inkludert.
 (((DE "WHOLE grain foods") OR (DE "BIOACTIVE compounds") OR (DE "GRAIN") OR (DE "WHEAT") OR (DE "RYE flour") OR (DE "OAT bran") OR (DE "BARLEY")) OR (whole grain* OR biactive components OR biactive compounds OR cereal OR wheat OR grain* OR rye OR oat OR barley)) AND (((DE "PHYTOCHEMICALS") OR (DE "ANTIOXIDANTS -- Analysis") OR (DE "PHENOLS -- Analysis" OR DE "CHLOROPHENOLS -- Analysis") OR (DE "BENZOXAZINONES")) OR (phytochemicals OR wheat bioactive phytochemicals OR antioxidants OR phenolics OR polyphenols OR alkylresorcinols OR benzoxazinoids)) AND ((DE "FOOD -- Analysis") OR (food analysis OR grain development))  

Vedlegg 2 - Kornets bestanddeler. Adaptert og modifisert fra Fardet, A. (2010)


Referanser

  1. Aune, D., Norat, T., Romundstad, P., & Vatten, L. J. (2013). Whole grain and refined grain consumption and the risk of type 2 diabetes: a systematic review and dose–response meta-analysis of cohort studies. European journal of epidemiology, 28(11), 845–858.

  2. Ye, E. Q., Chacko, S. A., Chou, E. L., et al. (2012). Greater whole-grain intake is associated with lower risk of type 2 diabetes, cardiovascular disease, and weight gain. The Journal of nutrition, 142(7), 1304–1313.

  3. Chanson-Rolle, A., Meynier, A., Aubin, F., et al. (2015). Systematic review and meta-analysis of human studies to support a quantitative recommendation for whole grain intake in relation to type 2 diabetes. PloS one, 10(6), e0131377.

  4. Zong, G., Gao, A., Hu, F. B., & Sun, Q. (2016). Whole Grain Intake and Mortality From All Causes, Cardiovascular Disease, and Cancer A Meta-Analysis of Prospective Cohort Studies. Circulation, 133(24), 2370–2380.

  5. Aune, D., Chan, D. S., Lau, R., et al. (2011). Dietary fibre, whole grains, and risk of colorectal cancer: systematic review and dose-response meta-analysis of prospective studies. Bmj, 343, d6617.

  6. Bakken, T., Braaten, T., Olsen, A., et al. (2016). Consumption of Whole-Grain Bread and Risk of Colorectal Cancer among Norwegian Women (the NOWAC Study). Nutrients, 8(1), 40.

  7. Helnæs, A., Kyrø, C., Andersen, I., et al. (2016). Intake of whole grains is associated with lower risk of myocardial infarction: the Danish Diet, Cancer and Health Cohort. The American Journal of Clinical Nutrition, ajcn124271.

  8. Johnsen, N. F., Frederiksen, K., Christensen, J., et al. (2015). Whole-grain products and whole-grain types are associated with lower all-cause and cause-specific mortality in the Scandinavian HELGA cohort. British Journal of Nutrition, 114(04), 608–623.

  9. Hansen, L., Skeie, G., Landberg, R., et al. (2012). Intake of dietary fiber, especially from cereal foods, is associated with lower incidence of colon cancer in the HELGA cohort. International journal of cancer, 131(2), 469–478.

  10. Kyrø, C., Skeie, G., Loft, S., et al. (2013). Intake of whole grains from different cereal and food sources and incidence of colorectal cancer in the Scandinavian HELGA cohort. Cancer Causes & Control, 24(7), 1363–1374.

  11. Helsedirektoratet. (2014). Kostråd: Spis grove kornprodukter. https://helsenorge.no/kosthold-og-ernaring/kostrad/spis-grove-kornprodukter

  12. Nasjonalt råd for ernæring. (2011). Kostråd for å fremme folkehelsen og forebygge kroniske sykdommer. Metodologi og vitenskapelig kunnskapsgrunnlag. Oslo: Helsedirektoratet.

  13. Bernhoft, A., Siem, H., Bjertness, E., et al. (2010). Bioactive compounds in plants–benefits and risks for man and animals. Paper presented at the Proceedings from a Symposium Held at The Norwegian Academy of Science and Letters, Novus forlag, Oslo.

  14. NNR5. (2014). Nordic Nutrition Recommendations 2012: Anbefalinger om kosthold, ernæring og fysisk aktivitet. Retrieved from https://helsedirektoratet.no/publikasjoner/anbefalinger-om-kosthold-ernering-og-fysisk-aktivitet

  15. Matportalen. (2017). Hvor mye antioksidanter anbefales per dag? http://www.matportalen.no/kosthold_og_helse/tema/kosttilskudd/hvor_mye_antioksidanter_anbefales_per_dag

  16. Blomhoff, R. (2015). Slutter aldri å se fremover. http://www.med.uio.no/forskning/aktuelt/profiler/2015/slutter-aldri-se-fremover.html

  17. Bøhn, S. K. (2013). Forsker på frukt og grønt for å fremme folkehelsen. Norsk Tidsskrift for Ernæring, (1), 28–31.

  18. Liu, R. H. (2004). Potential synergy of phytochemicals in cancer prevention: mechanism of action. J Nutr, 134(12 Suppl), 3479S-3485S.

  19. Hipsley, E. H. (1953). Dietary «fibre» and pregnancy toxaemia. British medical journal, 2(4833), 420.

  20. DeVries, J., Prosky, L., Li, B., & Cho, S. (1999). A historical perspective on defining dietary fiber. Cereal foods world, 44, 367–369.

  21. McCleary, B. V., De Vries, J. W., Rader, J. I., et al. (2010). Determination of total dietary fiber (CODEX definition) by enzymatic-gravimetric method and liquid chromatography: collaborative study. Journal of AOAC International, 93(1), 221–233.

  22. Koistinen, V. M., & Hanhineva, K. (2015). Mass Spectrometry-based Analysis of Whole Grain Phytochemicals. Critical reviews in food science and nutrition(just-accepted), 00–00.

  23. Agostoni, C., Bresson, J., Fairweather-Tait, S., et al. (2010). Scientific opinion on dietary reference values for carbohydrates and dietary fibre. EFSA J, 8(3), 1462–1539.

  24. Liu, R. H. (2007). Whole grain phytochemicals and health. Journal of Cereal Science, 46(3), 207–219.

  25. Fardet, A. (2010). New hypotheses for the health-protective mechanisms of whole-grain cereals: what is beyond fibre? Nutrition Research Reviews, 23(01), 65–134.

  26. Awika, J. (2011). Major cereal grains production and use around the world. Advances in cereal science: implications to food processing and health promotion, 1089, 1–13.

  27. Andersson, A. A., Dimberg, L., Åman, P., & Landberg, R. (2014). Recent findings on certain bioactive components in whole grain wheat and rye. Journal of Cereal Science, 59(3), 294–311.

  28. Jonnalagadda, S. S., Harnack, L., Liu, R. H., et al. (2011). Putting the whole grain puzzle together: health benefits associated with whole grains—summary of American Society for Nutrition 2010 Satellite Symposium. The Journal of nutrition, 141(5), 1011S-1022S.

  29. Okarter, N. (2010). Whole wheat phytochemicals and potential health benefit. Cornell University.

  30. Adom, K. K., Sorrells, M. E., & Liu, R. H. (2003). Phytochemical profiles and antioxidant activity of wheat varieties. Journal of agricultural and food chemistry, 51(26), 7825–7834.

  31. Okarter, N. (2010). Whole wheat phytochemicals and potential health benefit.

  32. Liu, R. H. (2003). Health benefits of fruit and vegetables are from additive and synergistic combinations of phytochemicals. Am J Clin Nutr, 78(3 Suppl), 517S-520S.

  33. Pérez-Jiménez, J., & Saura-Calixto, F. (2005). Literature data may underestimate the actual antioxidant capacity of cereals. Journal of agricultural and food chemistry, 53(12), 5036–5040.

  34. Gani, A., Wani, S., Masoodi, F., & Hameed, G. (2012). Whole-grain cereal bioactive compounds and their health benefits: a review. Journal of Food Processing & Technology, 2012.

  35. Adom, K. K., Sorrells, M. E., & Liu, R. H. (2005). Phytochemicals and antioxidant activity of milled fractions of different wheat varieties. Journal of agricultural and food chemistry, 53(6), 2297–2306.

  36. Adom, K. K., & Liu, R. H. (2002). Antioxidant activity of grains. Journal of agricultural and food chemistry, 50(21), 6182–6187.

  37. Sun, D., Yi, Z., Wang, C. et al. (2014). Diversity of antioxidant content and its relationship to grain color and morphological characteristics in winter wheat grains. Journal of Integrative Agriculture, 13(6), 1258–1267.

  38. Lu, Y., Lv, J., Yu, L., et al. (2014). Phytochemical composition and antiproliferative activities of bran fraction of ten Maryland-grown soft winter wheat cultivars: Comparison of different radical scavenging assays. Journal of food composition and analysis, 36(1), 51–58.

  39. Okarter, N., Liu, C.-S., Sorrells, M. E., & Liu, R. H. (2010). Phytochemical content and antioxidant activity of six diverse varieties of whole wheat. Food chemistry, 119(1), 249–257.

  40. Zhou, K., Su, L., & Yu, L. (2004). Phytochemicals and antioxidant properties in wheat bran. Journal of agricultural and food chemistry, 52(20), 6108–6114.

  41. Shewry, P. (2009). The HEALTHGRAIN programme opens new opportunities for improving wheat for nutrition and health. Nutrition Bulletin, 34(2), 225–231.

  42. Gunenc, A., HadiNezhad, M., Tamburic-Ilincic, L., et al. (2013). Effects of region and cultivar on alkylresorcinols content and composition in wheat bran and their antioxidant activity. Journal of Cereal Science, 57(3), 405–410.

  43. Gunenc, A., HadiNezhad, M., Farah, I., et al. (2015). Impact of supercritical CO 2 and traditional solvent extraction systems on the extractability of alkylresorcinols, phenolic profile and their antioxidant activity in wheat bran. Journal of Functional Foods, 12, 109–119.

  44. Irmak, S., Jonnala, R. S., & MacRitchie, F. (2008). Effect of genetic variation on phenolic acid and policosanol contents of Pegaso wheat lines. Journal of Cereal Science, 48(1), 20–26.

  45. Nystro?m, L., Lampi, A.-M., Andersson, A. A., et al. (2008). Phytochemicals and dietary fiber components in rye varieties in the HEALTHGRAIN diversity screen. Journal of agricultural and food chemistry, 56(21), 9758–9766.

  46. Shewry, P. R., Piironen, V., Lampi, A.-M., et al. (2008). Phytochemical and fiber components in oat varieties in the HEALTHGRAIN diversity screen. Journal of agricultural and food chemistry, 56(21), 9777–9784.

  47. Andersson, A. A., Lampi, A.-M., Nystro?m, L., et al. (2008). Phytochemical and dietary fiber components in barley varieties in the HEALTHGRAIN diversity screen. Journal of agricultural and food chemistry, 56(21), 9767–9776.

  48. Lahouar, L., El Arem, A., Ghrairi, F., et al. (2014). Phytochemical content and antioxidant properties of diverse varieties of whole barley (Hordeum vulgare L.) grown in Tunisia. Food chemistry, 145, 578–583.

  49. Zhu, Y., Li, T., Fu, X., et al. (2015). Phenolics content, antioxidant and antiproliferative activities of dehulled highland barley (Hordeum vulgare L.). Journal of Functional Foods, 19, 439–450.

  50. Gangopadhyay, N., Rai, D. K., Brunton, N. P., et al. (2016). Antioxidant-guided isolation and mass spectrometric identification of the major polyphenols in barley (Hordeum vulgare) grain. Food chemistry, 210, 212–220.

  51. Di Silvestro, R., Marotti, I., Bosi, S., et al. (2012). Health promoting phytochemicals of Italian common wheat varieties grown under low-input agricultural management. Journal of the Science of Food and Agriculture, 92(14), 2800–2810.

  52. Dinelli, G., Segura-Carretero, A., Di Silvestro, R., et al. (2011). Profiles of phenolic compounds in modern and old common wheat varieties determined by liquid chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry. Journal of Chromatography A, 1218(42), 7670–7681.

  53. Vaher, M., Matso, K., Levandi, T., et al. (2010). Phenolic compounds and the antioxidant activity of the bran, flour and whole grain of different wheat varieties. Procedia Chemistry, 2(1), 76–82.

  54. Shewry, P. R., Piironen, V., Lampi, A.-M., et al. (2010). The HEALTHGRAIN wheat diversity screen: Effects of genotype and environment on phytochemicals and dietary fiber components†. Journal of agricultural and food chemistry, 58(17), 9291–9298.

  55. Shewry, P. R., Piironen, V., Lampi, A.-M., et al. (2010). Effects of Genotype and Environment on the Content and Composition of Phytochemicals and Dietary Fiber Components in Rye in the HEALTHGRAIN Diversity Screen†. Journal of agricultural and food chemistry, 58(17), 9372–9383.

  56. Luthria, D. L., Lu, Y., & John, K. M. (2015). Bioactive phytochemicals in wheat: Extraction, analysis, processing, and functional properties. Journal of Functional Foods, 18, 910–925.

  57. Shewry, P. R., Piironen, V., Lampi, A.-M., et al. (2008). The HEALTHGRAIN Wheat Diversity Screen: Effects of Genotype and Environment on Phytochemicals and Dietary Fiber Components. Journal of agricultural and food chemistry, 58(17), 9291–9298. doi:10.1021/jf100039b

  58. Shewry, P. R., Gebruers, K., Andersson, A. A., et al. (2011). Relationship between the contents of bioactive components in grain and the release dates of wheat lines in the HEALTHGRAIN diversity screen. Journal of agricultural and food chemistry, 59(3), 928–933.

  59. Shewry, P. R., & Hey, S. (2015). Do «ancient» wheat species differ from modern bread wheat in their contents of bioactive components? Journal of Cereal Science, 65, 236–243.

  60. Giambanelli, E., Ferioli, F., Koçaoglu, B., et al. (2013). A comparative study of bioactive compounds in primitive wheat populations from Italy, Turkey, Georgia, Bulgaria and Armenia. Journal of the Science of Food and Agriculture, 93(14), 3490–3501.

  61. Frankel, E. N., & Meyer, A. S. (2000). The problems of using one-dimensional methods to evaluate multifunctional food and biological antioxidants. Journal of the Science of Food and Agriculture, 80(13), 1925–1941.

  62. Slavin, J. L. (2000). Mechanisms for the impact of whole grain foods on cancer risk. Journal of the American College of Nutrition, 19(sup3), 300S-307S.

  63. Slavin, J. L., Martini, M. C., Jacobs, D. R., & Marquart, L. (1999). Plausible mechanisms for the protectiveness of whole grains. The American Journal of Clinical Nutrition, 70(3), 459s-463s.

  64. Slavin, J. (2003). Why whole grains are protective: biological mechanisms. Proceedings of the Nutrition Society, 62(01), 129–134.

  65. Miller, D. D., Li, T., & Liu, R. H. (2014). Antioxidants and Phytochemicals Reference Module in Biomedical Sciences: Elsevier.

  66. Fardet, A., Rock, E., & Rémésy, C. (2008). Is the in vitro antioxidant potential of whole-grain cereals and cereal products well reflected in vivo? Journal of Cereal Science, 48(2), 258–276.

  67. Masisi, K., Beta, T., & Moghadasian, M. H. (2016). Antioxidant properties of diverse cereal grains: A review on in vitro and in vivo studies. Food chemistry, 196, 90–97.

  68. Liu, R. H. (2013). Dietary bioactive compounds and their health implications. Journal of food science, 78(s1), A18-A25.

  69. Trewavas, A., & Stewart, D. (2003). Paradoxical effects of chemicals in the diet on health. Current opinion in plant biology, 6(2), 185–190.

  70. Stenersen, J. (2011). Gulrøtter er fortsatt sunt – kanskje. Biolog, 29(2).

  71. Vågen, I. M. & Slimestad, R. Naturlige giftstoffer i matplanter – en undervurdert risiko? http://www.bioforsk.no/ikbViewer/Content/104858/Bioforsk_FOKUS_8(2)_s095–096.pdf

  72. Norat, T., Aune, D., Chan, D., & Romaguera, D. (2014). Fruits and vegetables: updating the epidemiologic evidence for the WCRF/AICR lifestyle recommendations for cancer prevention Advances in nutrition and cancer (pp. 35–50): Springer.

  73. Frølich, W., Åman, P., & Tetens, I. (2013). Whole grain foods and health-a Scandinavian perspective. Food & nutrition research, 57.

  74. Slavin, J. (2004). Whole grains and human health. Nutrition Research Reviews, 17(01), 99–110.

  75. Vitaglione, P., Mennella, I., Ferracane, R., et al. (2015). Whole-grain wheat consumption reduces inflammation in a randomized controlled trial on overweight and obese subjects with unhealthy dietary and lifestyle behaviors: role of polyphenols bound to cereal dietary fiber. The American Journal of Clinical Nutrition, 101(2), 251–261.

  76. Vitaglione, P., Napolitano, A., & Fogliano, V. (2008). Cereal dietary fibre: a natural functional ingredient to deliver phenolic compounds into the gut. Trends in Food Science & Technology, 19(9), 451–463.

  77. Saura-Calixto, F. (2010). Dietary fiber as a carrier of dietary antioxidants: an essential physiological function. Journal of agricultural and food chemistry, 59(1), 43–49.

  78. Andreasen, M. F., Kroon, P. A., Williamson, G., & Garcia-Conesa, M.-T. (2001). Intestinal release and uptake of phenolic antioxidant diferulic acids. Free Radical Biology and Medicine, 31(3), 304–314.

  79. McBride, J., Zhu, Y., Wang, P., & Sang, S. (2015). Synergistic Effects of Fiber and Phytochemicals in Wheat Bran on Colon Cancer. The FASEB Journal, 29(1 Supplement).

  80. Sang, S., Zhu, Y., & Soroka, D. N. (2013). Wheat Bran for Colon Cancer Prevention: Phytochemicals vs. Fiber. The FASEB Journal, 27(1 Supplement), 1079.1079.

  81. Çelik, E. E., Gökmen, V., & Skibsted, L. H. (2015). Synergism between Soluble and Dietary Fiber Bound Antioxidants. Journal of agricultural and food chemistry, 63(8), 2338–2343. doi:10.1021/acs.jafc.5b00009

  82. Nurmi, T., Lampi, A.-M., Nystro?m, L., & Piironen, V. (2010). Effects of Environment and Genotype on Phytosterols in Wheat in the HEALTHGRAIN Diversity Screen†. Journal of agricultural and food chemistry, 58(17), 9314–9323.

  83. Ryan, L., Thondre, P., & Henry, C. (2011). Oat-based breakfast cereals are a rich source of polyphenols and high in antioxidant potential. Journal of food composition and analysis, 24(7), 929–934.

  84. Miller, H. E., Rigelhof, F., Marquart, L., Prakash, A., & Kanter, M. (2000). Antioxidant content of whole grain breakfast cereals, fruits and vegetables. Journal of the American College of Nutrition, 19(sup3), 312S-319S.

  85. Neacsu, M., McMonagle, J., Fletcher, R., et al. (2013). Bound phytophenols from ready-to-eat cereals: Comparison with other plant-based foods. Food chemistry, 141(3), 2880–2886.

  86. Seal, C. J., & Brownlee, I. A. (2015). Whole-grain foods and chronic disease: evidence from epidemiological and intervention studies. The Proceedings of the Nutrition Society, 74(3), 313–319.

  87. Ross, A. B. (2015). Whole grains beyond fibre: what can metabolomics tell us about mechanisms? Proc Nutr Soc, 74(3), 320–327.

  88. Zeng, Z., Liu, C., Luo, S., Chen, J., & Gong, E. (2016). The Profile and Bioaccessibility of Phenolic Compounds in Cereals Influenced by Improved Extrusion Cooking Treatment. PloS one, 11(8), e0161086.

  89. Ragaee, S., Seetharaman, K., & Abdel-Aal el, S. M. (2014). The impact of milling and thermal processing on phenolic compounds in cereal grains. Crit Rev Food Sci Nutr, 54(7), 837–849.