Plantebaserte polysakkarider i et in vitro fordøyelsessystem | Polysacchardies from plants in a in vitro digestive system

Fokuset i denne oppgaven har vært rettet mot kostfiber i bygg (byggris) og brokkoli, og det har blitt utført eksperimenter for å framstille og å kvantifisere disse. Det har blitt brukt fire ulike in vitro fordøyelsesmodeller som delvis har blitt sammenlignet opp mot hverandre: NSP(ikke-stivelses polysakkarider/non-starch polysaccharides)-analyse basert på Englyst et al. 1994, enzymatisk-gravimetrisk metode (McCleary et al. 2010), in vitro enzymatisk fordøyelse for hydrolyse av stivelse og protein (Aura et al. 1999), og en metode som er basert på sistnevnte, men hvor de standardiserte og kommersielt tilgjengelige enzymene er byttet utmed humane fordøyelsesenzymer donert av frivillige menn og kvinner (Almaas et al. 2006; Ulleberg et al. 2011). Mengdene kostfiber funnet i byggris og brokkoli varierte med hensyn til metode;enzymatisk-gravimetrisk metode og Aura-metoden ga en noe høyere mengde kostfiber enn summert karbohydratinnhold funnet i henhold til NSP-metoden. Da metodene baserer seg på mye av den samme metodikken er det derimot ingenting som tilsier at resultatene skal bli forskjellige. Det ble funnet følgende mengder kostfiber per 100 gram tørrstoff: 9-14 gram i ubehandlet byggris, 10-15 gram i kokt byggris, 18-27 gram i rå brokkoli og 25-37 gram i blansjert brokkoli. Av dette utgjorde vannuløselig kostfiber mest i samtlige prøver, men mengde vannløselig kostfiber utgjorde en større andel i prøvene som på forhånd var varmebehandlet. Ut i fra størrelsesfraksjonering med eksklusjonskromatografi (HPLC, SEC-GPC)på prøver av vannløselig kostfiber, ble det funnet at byggris hadde en størregjennomsnittlig molekylstørrelse enn brokkoli, samt at ubehandlede prøver hadde en lavere gjennomsnittlig molekylstørrelse enn varmebehandlede. Mengden fritt sukker (glukose, fruktose og sukrose) samt glukose og maltose fra nedbrutt stivelse gjort tilgjengelig i løsning etter endt fordøyelse i henhold til enzymatisk-gravimetrisk metode, ble undersøkt ved hjelp av HPAEC-PAD. Det ble fra kokt byggris funnet 81 gram, fra ubehandlet byggris 69 gram, fra rå brokkoli 20 gram og fra blansjert brokkoli 13 gram. Disse verdiene er basert på pr 100 gram tørrstoff. In vitro fordøyelse med humane enzymer var den metoden som ga mest avvikende resultat i forhold til de øvrige metodene benyttet i denne undersøkelsen. Videre så ble effekten av større partikkelstørrelser og økte prøvemengder undersøkt i forhold til mengde grovisolert kostfiber og tilgjengeliggjort sukker i simulert fordøyelse. Økt prøvemengde og økt partikkelstørrelser ga en høyere mengde vektbasert kostfiber, samtidigsom mengden sukker gjort tilgjengelig i fordøyelsen ble redusert. Dette antas å skyldes ufullstendig hydrolyse av stivelse under simulert fordøyelse, som følge av for store partikkelstørrelser og/eller for stor prøvemengde. Hvorvidt de ulike råvarene i ”Det sunne måltidet”; laks, byggris og brokkoli, påvirket hverandre under fordøyelse, ble undersøkt ved å fordøye to og to av råvarene eller alle tre sammen, i henhold til enzymatisk-gravimetrisk metode. Resultatene viste at den benyttedemetoden ikke klarte å fordøye laksen, samt at laksen ikke påvirket stivelsesomsetningen. Blansjert brokkoli ble undersøkt nærmere med hensyn på grovkarakterisering av pektin. Et høyt innhold av uronsyre indikerte et betydelig innhold av pektin. Forestringsgraden viste seg å ligge på mellom 40 og 50 %, akkurat på grensen mellom høy-metoksyl (HM; >50 %) pektin og lav-metoksyl (LM; <50 %) pektin i kommersielle pektinpreparat. The focus in this paper has been on dietary fibre in barley rice and broccoli, and experimentshave been carried out to produce and quantify them. Four different methods of in vitro digestion have been used and compared against each other: NSP (non-starch polysaccharides)-method based on Englyst et al. 1994, enzymatic-gravimetric method (McCleary et al. 2010), in vitro enzymatic digestion for hydrolysis of starch and protein (Aura et al. 1999), and a method based on the last one, but where the commercial enzymes arereplaced by human digestive enzymes aspirated from the gastric compartment andduodenal lumen from men and women volunteers (Almaas et al. 2006; Ulleberg et al. 2011). The quantities of dietary fibre found in barley rice and broccoli varied with respect to themethod; the enzymatic-gravimetric method and the Aura-method gave higher amountscompared to the NSP-method. Since the methods are based on almost the samemethodology, there are no reasons why the results are different from each other. Thefollowing amounts of dietary fibre per 100 grams dry weight was found: 9-14 grams inuntreated barley rice, 10-15 grams in cooked barley rice, 18-27 grams in raw broccoli and 25-37 grams in blanched broccoli. The water-insoluble fibre accounted for most of the dietaryfibre in all of the samples, but the water-soluble fibre accounted for a bigger part in the samples that were heat-treated. With size exclusion chromatography (HPLC, GPC-SEC) it was found that the water-soluble fibre form barley rice had a greater average molecular weight, compared to the water-soluble fibre from broccoli. It was also found that the untreated samples had a lower average molecular weight than the samples that were heat-treated. The free sugars (glucose, fructose and sucrose) and glucose and maltose from hydrolyzedstarch made available in solution after digestion, were examined by chromatography. It was found 81 grams form cooked barley rice, 69 grams from untreated barley rice, 20 gramsfrom raw broccoli and 13 grams from blanched broccoli. These values are based on per 100 grams dry weight. The results from the in vitro digestion with human enzymes differed most compared to the results from the other methods used in this examination. Furthermore, the effect of larger particle sizes and increased sample volumes was investigated relative to the amount of crude dietary fibre and sugar released in simulated digestion. Increased sample amounts and larger particle sizes resulted in a higher amount ofcrude dietary fibre, based on weight, simultaneously as the amount of released sugars during digestion decreased. This is probably due to incomplete starch hydrolysis during digestion, as a consequence to large particle sizes and/or large sample amounts. Whether the different components in “Healthy meals”; salmon, barley rice and broccoli hadan effect on each other during digestion, was investigated by digestion of two and two or all three of them together, according to the enzymatic-gravimetric method. The results reviled that the method was unable to digest the salmon, and that the salmon had no impact on the starch digestion.Blanched broccoli was investigated further with respect to rough characterization of thepectin. A high content of uronic acid indicate a significant content of pectin. The degree ofesterification was found to be between 40 and 50 %, right on the threshold between highmethoxyl (HM; > 50 %) and low-methoxyl (LM; <50 %) in commercial pectin.