Matplanter på helsa løs hvordan kornråvarer og dyrkingsmåter virker inn på matkvalitet og helse

Transkript

1 Faglig predagogisk dag på UMB 2009: Matplanter på helsa løs hvordan kornråvarer og dyrkingsmåter virker inn på matkvalitet og helse Førsteamanuensis Anne Kjersti Uhlen Institutt for plante- og miljøvitenskap

2 Matplanter på helsa løs Fokus på korn og kornråvarer Innledning Korn og helse Stivelse og energi Fiber og livstilssykdommer Kilde til viktige vitaminer og mineraler Bioaktive stoffer i korn? Variasjoner mellom kornarter Betydning av prosessering Kan vi forbedre kornråvarene og/eller kornproduktene?

3 Nok korn i framtiden? 2008 har gitt grunn til ettertanke: Økte hvetepriser globalt Matvarekriser i noen områder Økonomiske spekulasjoner i hvete Økt etterspørsel Verdens lagre av korn på et minimum Press på arealer til biodrivstoff Klimaendringer kan skape variasjoner og uforutsigbarhet i kornproduksjonen

4 Norges kornareal Total area wheat rye barley oats Area, hectare Kilder: SSB m fl

5 Andel norsk hvete i brødmel utviklingen fra 1970 til Share of Norw egian w heat in % Year

6 Kornarter som dyrkes i Norge Havre 26 % Oljevekster 2 % Hvete 26 % Rug 2 % Bygg 44 %

7 Arter og sorter Hvete (Triticum aestivum L.), sort: Zebra, Bjarne, Magnifik.. Bygg (Hordeum vulgare L.), sort: Tyra, Edel, Annabel Havre (Avena sativa L.), sort: Gere, Lena, Belinda Rug (Secale cereale L.), sort: Picasso Sortsforsøk i bygg Bakekvalitet i gamle og nye hvetesorter

8 Kornets rolle i ernæringen Matvarepyramiden Kornvarer en av hjørnestenene i kostholdet Stivelse og energi Kostfiber Lavt inhold av fett Mineraler og vitaminer Andre viktige stoffer antioksidanter og andre bioaktive stoffer

9 Kostholdsanbefalinger - karbohydrater Ca E% karbohydrat (eksklusiv kostfiber) g/dag kostfiber Tilsatt sukker <10 E% Målsetting med hensyn på kornvarer: Økt forbruk av grovt brød og kornvarer Økt inntak av fiber Sosial- og helsedirektoratet 2005

10 Kornråvare gir mer enn stivelse og energi! Svært viktig kilde til fiber Fiberinntak i befolkningen er for lavt Svært viktig kilde til sporelementer Jern, sink, selen, Viktig kilde til vitaminer B-vitaminer E-vitaminer Inntak av fullkornsprodukter må økes!

11 Hva inneholder korn? Hvetemel, sammalt Hvetemel, siktet Protein, Fett, Karbo., Fiber, % % % % 13,0 2,4 54,4 12,0 11,8 1,7 63,9 3,6 Byggmel 8,6 1,1 60,6 7,6 Havremel 11,7 7,0 61,7 8,5 Bygggryn 8,6 1,1 62,9 10,7 Havregryn 11,4 7,8 63,1 10,6 Matvaretabellen

12 Kornvarer s prosentvise bidrag av energi og næringsstoffer Kornvarer Energi 25 Kostfiber 47 Protein 24 Fett 5 Jern (Fe) 34 Vit E 13 Tiamin 36 Folat 22 Kornvarer gir mye fiber og essensielle næringsstoffer per Kcal! Forbrukerundersøkelsene Sosial- og helsedirektoratet 2005

13 Tverrsnitt av et hvetekorn En rundtur i kornets indre

14 Meltyper og ernæringsmessig verdi Maling av mel Malemetode Utmalingsgrad Fokus på helkorn!

15 Betydning av malemetode for innhold av tokoferol (E-vitamin) Malemetode Steinmaling Tokoferol (E-vit) α-t μg/g Helkorn 15,5 5,7 Sammalt 14,0 5,1 Siktet hvetemel 13,8 3,0 Tokoferol (E-vit) β-t μg/g Kommersiell Maling, Valsemølle Helkorn 14,5 5,2 Sammalt 14,6 5,0 Siktet hvetemel 7,4 2,9 Nielsen and Hansen, 2007

16 Stivelse en hovedkomponent: Fakta om stivelse i korn : 40-80% av tørrstoff Viktig energikilde globalt Billig energikilde Består av store polymerer av glukose Viktig teknologisk funksjon Stivelseskorn Endospermcelle Stivelseskorn

17 (Mathews and van Holde, 1995) UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP

18 Stivelse Amylose Amylopektin ~25% c c c ~75 ~75% c Begge er polysakkarider av glukose Amylose Lineært molekyl Danner komplekser med fettsyrer resistent stivelse Høy-amylose sorter >40% amylose Amylopektin Svært forgrenet molekyl Svært store molekyler Waxy sorter Svært lite amylose

19 Stivelse i korn Lett omsettelig, særlig i prosessert form Forklistrer ved oppvarming binder vann! Brytes raskt ned til glukose i mage/tarm, og tas opp Viktige momenter i forhold til ernæring: Omsettelig energi fedme Blodsukkerstigning etter inntak Glykemisk indeks (GI)

20 Glykemisk indeks (GI): Måler blodsukkerstigning etter inntak av 50g av stivelseskilden GI = Areal under kurven i prosent av standard inntak av 50g glukose (eller 50g stivelse fra loff) Produkter med lav GI kan være positivt for å kontrollere vekten Lav GI produkter kan også forebygge hjerte-kar Hypothetical effect of feeding diets with low (A) or high (B) GI on gastrointestinal glucose absorption and postprandial blood glucose (Wong and Jenkins, 2007)

21 Fedmefaktor Nettoenergiinnholdet oppgitt som potensiell mengde avleiret kroppsfett i gram per 100 gram spiselig del. Fedmefaktoren er et tall mellom 0 og Svihus 2007

22 Energi i faeces Bruttoenergi Energi i urin Energi i fordøyelsesgasser Omsettelig energi Energi brukt til fordøyelse Fordøyelig energi Energitap ved omsetning Nettoenergi Svihus 2006

23 Fedmefaktor for noen matvarer: Snacks og nøtter (fedmefaktor 31 til 63) Kaker og søtsaker (fedmefaktor 18 til 49) Fete påleggstyper (fedmefaktor 21 til 69) Fet fisk og fett kjøtt (fedmefaktor 19 til 32) Brød og lignende (fedmefaktor 18 til 25) Energiholdig drikke, inkludert melkedrikker og juice (fedmefaktor 2,6 til 6,7) Svihus 2007

24 GI noen eksempler fra kornprodukter White bread 70 White spelt 74 Wholemeal spelt % barley flour 67 Wholemeal barley (80%) + 20 % white wheat, sourdough 53 Barley bread 50% kernels 43 Pumperknickel 46

25 Muligheter for å utvikle brød med: mindre energi, lavere GI, rikt på næringsstoffer og fiber? Endre råvaren Stivelse med høyere innhold av amylose Sorter av høy-amylose bygg er på markedet Gir også høyere beta-glukan Bruke mer bygg og havre Samspill mellom stivelse og fiberkomponenter i bygg og havre Gir lavere GI Mindre omsettelig energi Bruke mer helkorn eller grovere partikler Bruke surdeig Endre prosessbetingelser Steketemperatur og tid

26 Starch digestion Blood glucose response with different breads (white bread, high amylose bread, and altered baking conditions)

27 Cerealier den beste kilden til kostfiber Hva er egentlig kostfiber? AACC s definisjon: Dietary fibre is the edible parts of plants or analogous carbohydrates that are resistant to digestion and absorption in the human small intestine with complete or partial fermentation in the large intestine.

28 Kostfiber: Komponenter i plantematerialer som ikke brytes ned av kroppens egne enzymer Polysakkarider, oligosakkarider, lignin Non-starch polysaccharides Cellulose, arabinoxylan, beta-glukan, Passerer til tynntarmen ufordøyd Kan fermenteres i tykktarmen av bakterier Påvirker tarmfunksjonene positivt, og kan forebygge viktige livsstilssykdommer Uløselig fiber Løselig fiber beta-glukaner mest kjent

29 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Cellevegger = fiber Tverrsnitt byggkorn Blått cellevegger Rødt protein Svart - stivelse Sort med normal stivelse Sort med waxy stivelse

30 Kostfiber og helse Hippokrates, fifth century B.C. Recommended eating wholemeal bread for its salutary effect uopn the bowl Løselige og uløselige fiber forskjellig funksjon Vann-løselige Hovedsakelig beta-glukan, løselige arabinoxylan Vann-uløselige Cellulose, uløselige arabinoxylan, (and lignin)

31 In-soluble fibers Health effects Management of some common gastrointestinal disorders Laxative properties Constipation Irritable Bowel Syndrome Diverticulosis Colon cancer risk reduction Broad range of studies Protective effect linked to fibre content of the diet Wheat bran appears to have the most consistent inhibiting effect on colon cancer development Slow fermentability and water-holding capasity Ability to bind cytotoxic substances

32 Gode kilder av uløselige fiber Hvetekli! Godt undersøkt Lett tilgjengelig og billig Hel-korn produkter Fiber fra grønnsaker og frukt, andre frø (erter, linser, bønner etc.)

33 De spesielle β-glukanen! Finnes i cellevegger I bygg og havre (bare små mengder I hvete og rug) Består av glukose-enheter Bundet sammen av to forskjellige bindinger: β-(1 3) and β- (1 4) Generelt løselige fiber, men en lite del er uløselige

34 Fysiologiske effekter av beta-glukan Økt viskositet i tarm Motvirker diffusjon av stoffer Påvirker kontakt enzym - matkomponent Motvirker nedbrytning av stivelse, lavere opptak av glukose, reduserer GI (reviewed by Dikeman and Fahey, 2006) Dokumentert effekt på kolesterol-nivå i blod (reviewed by Wood and Beer, 1998) Lavere LDL Uforandret HDL Kan gi større metthetsfølelse

35 Dietary fibre and coronary heart disease Dietary modifications may reduce the risk includes a higher consumption of soluble fibres Soluble fibres lower serum and liver cholesterol Reduces LDL, without changing levels of HDL (e.g. Davidson et al., 1991, Braaten et al., 1994) Especially in people with high cholesterol Possible mechanisms (still debated): Cholesterol and bile acid excretion Insulin secretion Short chain fatty acids (SCFA) Rate of fat absorption Lipase activity (reviewed by Wood and Beer, 1998) LDL = bad Cholesterol HDL = good cholesterol

36 Health claims in USA 1997: The U.S. Food and Drug Administration (FDA) allowed health claims for oats (meal, bran or flour): Soluble fibre from foods such as oat bran, as part of a diet low in saturated fat and cholesterol, may reduce the risk of heart disease ~3 g β-glucan/day Diets low in saturated fat and cholesterol that include soluble fibre from oatmeal may reduce the risk of heart disease December 2005: Similar health claims also allowed for barley

37 Scientific evidence behind the claims: Many clinical trials are caried out: With people with high total cholesterol With normal cholesterol Men and woman Different ages Diets high in barley reduced total and LDL serum cholesterol Effects dependent on initial cholesterol levels Diets of 3 g and 6 g beta-glucans redused LDL by 9 and 11 % respectively for moderately hypercholesteroliv men Beta-glucan is suggested to be the main factor

38 Andre fysiologiske effekter av beta-glukan Stimulerer vekst av fordelaktige bakterier i tykktarmen Beta-glukan fermenteres av bakterier i tykktarmen Gir produksjon av kort-kjedede fettsyrer (SCFA) Butyrat en av de viktigste stimulerer bakterievekst Virker prebiotisk

39 Prebiotic A prebiotic is a non-digestible food ingredient that beneficially affects the host by selectively stimulating the growth and/or activity of one of a limited number of bacteria in the colon, and thus improves host health Gibson and Roberfroid, 1995)

40 Øke inntaket av beta-glukan hva kan vi gjøre? Økt bruk av bygg og havre Dyrke sorter med høyere innhold (Highbeta-glucan genotypes) Høy-amylose/waxy-typer har høyere innhold Også variasjon innen normale sorter av bygg og havre Effekter av dyrkingsteknikk og dyrkingsmiljø? Finnes det variasjon i hvete? Gjennom prosessering, isolering og fraksjonering Oat cultivar 50% higher in BG

41 Takk for oppmerksomheten!