Marcin Praczyk1, *Aleksandra Wawro2
Charakterystyka profilu kwasów tłuszczowych wybranych gatunków roślin włóknistych i zielarskich oraz możliwości ich modyfikacji poprzez ukierunkowane prace hodowlane
Characteristics of the fatty acid profile of selected fibrous and herbal plant species and the possibilities of their modification through designated breeding work
1Zakład Hodowli i Botaniki Roślin Użytkowych, Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich – Państwowy Instytut Badawczy, Plewiska
2Zakład Inżynierii Bioproduktów, Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich – Państwowy Instytut Badawczy, Poznań
Dyrektor Instytutu: dr n. med. inż. biotech. Rafał Spachacz
Streszczenie
Kwasy tłuszczowe są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka – budują błony komórkowe, wspierają pracę mózgu i układu nerwowego. Organizm nie potrafi samodzielnie syntetyzować niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT), dlatego ich źródłem musi być dieta, bogata głównie w kwasy omega-3 (ALA) i omega-6 (LA). Naturalnym i skutecznym sposobem suplementacji NNKT są oleje roślinne zawierające także witaminę E i antyoksydanty, które dodatkowo wspomagają ochronę organizmu przed stresem oksydacyjnym. Profil kwasów tłuszczowych w nowych genotypach oleistych gatunków roślin włóknistych i zielarskich jest jednym z najważniejszych kierunków prac hodowlanych, gdyż pozwala łączyć wysoką wartość odżywczą z funkcjonalnością technologiczną. Wysoka zawartość NNKT w odmianach lnu, konopi siewnych, ostropestu czy kolendry umożliwia zwiększenie udziału bioaktywnych związków, co ma ogromne znaczenie dla dietoprofilaktyki i rozwoju żywności prozdrowotnej. Równocześnie badania nad zmiennością genetyczną i optymalizacją uprawy tych roślin pozwalają na opracowanie nowych źródeł naturalnych olejów roślinnych o pożądanym składzie kwasów tłuszczowych, wspierających zdrowie człowieka. Szczególnie istotne jest określenie relacji pomiędzy czynnikami środowiskowymi a profilem lipidowym roślin, co pozwala na dobór optymalnych warunków agrotechnicznych.
Summary
Fatty acids are essential for the proper functioning of the human body – they build cell membranes and support the activity of the brain and nervous system. The human organism is unable to synthesize essential unsaturated fatty acids (EFAs) on its own, therefore their source must be the diet, rich mainly in omega-3 (ALA) and omega-6 (LA) fatty acids. A natural and effective way of supplementing EFAs is through plant oils, which also contain vitamin E and antioxidants that additionally help protect the body against oxidative stress. The fatty acid profile in new genotypes of oilseed fibrous and herbal plants species is one of the most important directions of breeding work, as it allows the combination of high nutritional value with technological functionality. A high content of EFAs in cultivars of flax, hemp, milk thistle, or coriander enables an increased share of bioactive compounds, which is of great importance for dietoprophylaxis and the development of health-promoting food. At the same time, studies on genetic variability and the optimization of crop cultivation make it possible to develop new sources of natural plant oils with a desirable fatty acid composition, supporting human health. Particularly important is the determination of the relationship between environmental factors and the lipid profile of plants, which allows the selection of optimal agrotechnical conditions.

Wstęp
Organizm człowieka nie posiada zdolności do syntezowania niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT), dlatego dieta bogata w kwas α-linolenowy (ang. alpha linolenic acid – ALA) – rodzina omega-3, kwas linolowy (ang. linoleic acid – LA) – rodzina omega-6 i kwas oleinowy – rodzina omega-9, stanowi fundamentalne znaczenie dla prawidłowego rozwoju i funkcjonowania organizmu ludzkiego na różnych etapach życia. Suplementacja NNKT poprzez oleje roślinne to naturalny, bezpieczny i skuteczny sposób na dostarczenie organizmowi kwasów omega-3, omega-6 i omega-9. Wiele olejów zawiera również korzystne antyoksydanty, witaminę E oraz fitoskładniki, co wzmacnia ich działanie prozdrowotne. Z tego względu niezwykle istotnym kierunkiem hodowli nowych odmian ziół jest zwiększanie zawartości związków biologicznie czynnych w nasionach. Do tej grupy zaliczane są związki podstawowe (występujące we wszystkich roślinach) oraz wtórne (charakterystyczne dla konkretnych gatunków). Prace hodowlane ukierunkowane na zwiększenie zawartości związków podstawowych, głównie poprzez modyfikację profilu jedno- i wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, prowadzone są m.in. dla lnu uprawnego, konopi włóknistych, kolendry siewnej oraz ostropestu plamistego. Zwiększenie zawartości nienasyconych kwasów tłuszczowych w wyżej wymienionych roślinach wiąże się ze zwiększeniem ich wartości odżywczej oraz wzrostem potencjalnego znaczenia olejów w profilaktyce chorób przewlekłych, a to z kolei przemawia za upowszechnieniem ich stosowania w codziennej diecie.
Charakterystyka jedno- i wielonienasyconych kwasów tłuszczowych i ich wpływ na zdrowie człowieka
Pod względem budowy chemicznej nienasycone kwasy tłuszczowe charakteryzują się obecnością co najmniej jednego wiązania podwójnego pomiędzy atomami węgla w łańcuchu węglowym. W zależności od liczby tych wiązań dzieli się je na jednonienasycone (ang. monounsaturated fatty acids – MUFA), zawierające jedno wiązanie podwójne, oraz wielonienasycone (ang. polyunsaturated fatty acids – PUFA), które posiadają dwa lub więcej takich wiązań. Zarówno jedno-, jak i wielonienasycone kwasy tłuszczowe pochodzenia roślinnego są wykorzystywane przez większość komórek ludzkiego organizmu jako źródło energii oraz materiał budulcowy błon komórkowych. Regularne spożycie tych kwasów tłuszczowych wiąże się z redukcją ryzyka rozwoju chorób przewlekłych, takich jak: miażdżyca, choroby serca, cukrzyca typu 2 oraz niektóre typy nowotworów. Co więcej, nienasycone kwasy tłuszczowe mają również pozytywny wpływ na funkcjonowanie układu nerwowego – poprawiają kondycję mózgu, wspomagają procesy poznawcze, mogą łagodzić objawy depresji oraz innych zaburzeń nastroju (1, 2).
MUFA posiadają tylko jedno wiązanie podwójne – do tej grupy kwasów zalicza się m.in. kwas oleinowy (C18:1, omega-9), oleopalmitynowy (C16:1) czy erukowy (C22:1). Badania wskazują, że jednonienasycone kwasy tłuszczowe obniżają poziom cholesterolu LDL i cholesterolu całkowitego, ale nie obniżają poziomu HDL, czyli tzw. dobrego cholesterolu, wpływają korzystnie na ciśnienie tętnicze i wrażliwość insulinową, a także mają działanie kardioprotekcyjne i przeciwzapalne (3-5).
PUFA posiadają w swojej strukturze więcej niż jedno podwójne wiązanie. Do najważniejszych zaliczamy kwasy omega-3, czyli α-linolenowe (ALA), oraz omega-6, czyli linolowe (LA), które różnią się położeniem pierwszego podwójnego wiązania w łańcuchu węglowym. Kwas ALA (α-linolenowy) jest prekursorem dla długołańcuchowych kwasów tłuszczowych omega-3, tj. EPA (eikozapentaenowego) i DHA (dokozaheksaenowego), choć proces ten jest ograniczony. Kwasy omega-3 wpływają na utrzymanie prawidłowego poziomu lipidów, trójglicerydów we krwi, normalizują ciśnienie krwi i hamują rozwój choroby niedokrwiennej serca. Liczne doniesienia wskazują na możliwość zastosowania kwasów omega-3 w leczeniu zakrzepicy, chorób alergicznych oraz wszelkich chorób o podłożu zapalnym. Działanie to może wynikać z wpływu kwasów omega-3 na regulację stężenia cytokin, których podwyższony poziom warunkuje przewlekłe stany zapalne, choroby autoimmunologiczne, miażdżycę oraz powstawanie nowotworów. Ponadto zapewniają prawidłową pracę mózgu, zapobiegają powstawaniu zmian w jelicie grubym, wpływają na odpowiednie kształtowanie układu nerwowego u płodu, a także wzmacniają wzrok. Źródłem kwasów omega-3 są przede wszystkim: tłuste ryby morskie, skorupiaki, orzechy włoskie, olej lniany czy olej arachidowy (6-8). Do grupy kwasów tłuszczowych omega-6 należą m.in.: kwas linolowy (LA), arachidonowy (ang. arachidonic acid – AA) oraz gammalinolenowy (ang. gamma linolenic acid – GLA). Związki te pełnią istotne funkcje w organizmie – biorą udział w syntezie hormonów, wspierają przemianę materii, przyspieszają regenerację tkanek, wspomagają wzrost włosów i odnowę komórek skóry. Ponadto przyczyniają się do utrzymania mocnych kości, regulują ciśnienie tętnicze, a także wspierają prawidłowe działanie serca, przewodu pokarmowego i nerek. Ich obecność w diecie jest istotna również w terapii chorób skórnych, cukrzycy typu 2, zaburzeń hormonalnych oraz dla właściwego funkcjonowania układu rozrodczego. Źródłem kwasów omega-6 są: olej słonecznikowy, pestki słonecznika, pestki dyni, orzechy ziemne, awokado oraz migdały (9-12).
Optymalny stosunek jedno- i wielonienasyconych kwasów tłuszczowych
Zbilansowana dieta pod względem spożycia nienasyconych kwasów tłuszczowych polega na dostarczeniu odpowiednich ilości dwóch kluczowych grup tych kwasów: MUFA i PUFA. Oba typy kwasów tłuszczowych mają korzystny wpływ na zdrowie, ale pełnią różne funkcje i nadmiar jednych względem drugich może prowadzić do zaburzeń metabolicznych. Zatem optymalna proporcja oznacza, że zawartość kwasów tłuszczowych nienasyconych (zarówno MUFA, jak i PUFA) powinna być co najmniej dwa razy większa niż nasyconych (ang. saturated fatty acids – SFA). Z kolei optymalny stosunek kwasów jednonienasyconych do wielonienasyconych w diecie powinien wynosić około 1:1 do 2:1, czyli nieco więcej MUFA niż PUFA. Wielu badaczy podkreśla, że optymalny stosunek kwasów omega-6 do omega-3 powinien wynosić ok. 2:1, ponieważ taka proporcja sprzyja utrzymaniu równowagi metabolicznej i ogranicza ryzyko rozwoju stanów zapalnych. Jednakże, stosunek 4:1 do 5:1 również uznaje się za akceptowalny i korzystny dla zdrowia, szczególnie w kontekście realnych możliwości dietetycznych – kwasy omega-3 są obecne w żywności w znacznie mniejszych ilościach niż omega-6, co sprawia, że osiągnięcie niższych proporcji jest trudne w codziennej diecie (3, 7, 11, 13) (tab. 1).
Tab. 1. Przykładowe produkty spożywcze i zawarte w nich kwasy tłuszczowe omega-6 i omega-3 (3)
| Produkt | Omega-6 (g) | Omega-3 (g) | Stosunek ω-6:ω-3 | Uwagi |
| Olej lniany | 15-20 | 50-60 | ~ 0,3:1 | Jeden z najlepszych źródeł ALA |
| Olej rzepakowy | 20 | 9-11 | ~ 2:1 | Zrównoważony, stabilny termicznie |
| Olej słonecznikowy | 65 | < 1 | ~ 200:1 | Bardzo wysoki udział ω-6 |
| Łosoś (gotowany, 100 g) | 1-1,5 | 1,5-2,0 | ~ 1:1 | Doskonałe źródło EPA i DHA |
| Orzechy włoskie (30 g) | 9 | 2,5 | ~ 3,5:1 | Bogate źródło ALA, ale też dużo ω-6 |
| Chia (30 g) | 607 | 5-6 | ~ 1,1:1 | Bardzo dobre źródło ALA |
| Jajka z chowu standardowego | 0,7-1,0 | 0,05-0,1 | ~ 10-15:1 | Zależne od paszy; jaja ω-3 mają lepszy profil |
Tab. 2. Przykładowe zastosowanie kulinarne omawianych olejów roślinnych
| Olej | Zastosowania kulinarne |
| Lniany | Dodatek do sałatek, twarogu, smoothie; najlepiej na zimno |
| Konopny | Do sałatek, pesto, kasz, pieczywa; dodatek do hummusu |
| Kolendrowy | Dodatek do zup, sosów, marynat; w kuchni ajurwedyjskiej |
| Ostropestowy | Do koktajli, kasz, surówek; dodatek do zupi pieczywa |
Oleje roślinne w zrównoważonej diecie
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Górnaś P. Olej roślinny jako źródło nienasyconych kwasów tłuszczowych. Żywn Nauka Technol Jakość 2015; 4(101):5-18.
2. Szostak WB, Szostak-Węgierek D. Znaczenie kwasów tłuszczowych omega-3 w profilaktyce i terapii. Postep Hig Med Dosw 2011; 65:579-92.
3. Jarosz M (red.). Normy żywienia dla populacji Polski. IŻŻ, 2017.
4. Dybkowska E. Rola jednonienasyconych kwasów tłuszczowych w żywieniu i zdrowiu człowieka. [W:] Wolska-Adamczyk A (red.). Znaczenie racjonalnego żywienia w edukacji zdrowotnej. WSIiZ, Warszawa 2015:173-86.
5. Schwingshackl L, Hoffmann G. Monounsaturated fatty acids and risk of cardiovascular disease. Lipids Health Dis 2014; 13:154.
6. Calder PC. Omega-3 fatty acids and inflammatory processes: from molecules to man. Biochem Soc Trans 2017; 45(5):1105-15.
7. Simopoulos AP. Omega-3 fatty acids in inflammation and autoimmune diseases. J Am Coll Nutr 2002; 21(6):495-505.
8. Marciniak-Łukasiak K. Rola i znaczenie kwasów tłuszczowych omega-3. Żywn Nauka Technol Jakość 2011; 6 (79):24-35.
9. Kris-Etherton PM, Harris WS, Appel LJ. Fish consumption, fish oil, Omega-3 fatty acids, and cardiovascular disease. Circ 2002; 106:2747-57.
10. Schmitz G, Ecker J. The opposing effects of n-3 and n-6 fatty acids. Prog Lipid Res 2008; 47(2):147-55.
11. WHO/FAO. Fats and fatty acids in human nutrition: Report of an expert consultation. FAO Food and Nutrition Paper 91. World Health Organization, Rome 2010.
12. Karłowicz-Bodalska K, Bodalski T. Nienasycone kwasy tłuszczowe, ich właściwości biologiczne i znaczenie w lecznictwie. Post Fitoter 2007; 1:46-56.
13. Łoźna K, Kita A, Styczyńska M i wsp. Skład kwasów tłuszczowych olejów zalecanych w profilaktyce chorób cywilizacyjnych. Probl Hig Epidemiol 2012; 93(4):871-75.
14. Codex Alimentarius Commission. Standard for named vegetable oils (CODEX-STAN 210-1999). Food and Agriculture Organization of the United Nations/ World Health Organization, Rome 2019.
15. Ratusz K, Popis E, Ciemniewska-Żytkiewicz H i wsp. Oxidative stability of camelina (Camelina sativa L.) oil using pressure differential scanning calorimetry and Rancimat method. J Therm Anal Calorim 2016; 126(1):343-51.
16. Ciborowska H, Ciborowski A. Dietetyka. Żywienie zdrowego i chorego człowieka. PZWL, Warszawa 2022.
17. Rutkowska J, Antoniewska A, Baranowski D i wsp. Analiza profilu kwasów tłuszczowych wybranych olejów „nietypowych”. Bromat Chem Toksykol 2016; XLIX(3):385-9.
18. Antoniewska A, Adamska A, Rutkowska J i wsp. Olej z nasion dyni jako źródło cennych składników w diecie człowieka. Probl Hig Epidemiol 2017; 98(1):17-22.
19. Kołodziejczyk J, Olas B. Pestki winogron jako cenne źródło związków chroniących układ krążenia. Post Fitoter 2011; 1:52-7.
20. Ciesielska-Figlon K, Daca A, Lisowska KA. Olej z nasion czarnuszki siewnej (Nigella sativa) jako produkt immunomodulujący. Post Fitoter 2019; 20(1): 35-40.
21. Chauhan A, Chauhan V. Beneficial effects of walnuts on cognition and brain health. Nutrients 2020; 12(2): 550.
22. Obiedzińska A, Waszkiewicz-Robak B. Oleje tłoczone na zimno jako żywność funkcjonalna. Żywn Nauka Technol Jakość 2012; 1(80):27-44.
23. Callaway JC. Hempseed as a nutritional resource: An overview. Euphytica 2004; 140(1):65-72.
24. Leizer C, Ribnicky D, Poulev A i wsp. The composition of hemp seed oil and its potential as an important source of nutrition. J Nutraceuticals Funct Med Foods 2000; 2(4):35-53.
25. Kozłowska M, Ziarno M. Kolendra – skład i zastosowanie. Post Fitoter 2012; 2:108-12.
26. Kroll DJ, Shaw HS, Oberlies NH. Milk thistle nomenclature: why it matters in cancer research and pharmacokinetic studies. Integr Cancer Ther 2007; 6(2):110-9.
27. Nurzyńska-Wierdak R, Dyduch J, Sawicka A i wsp. Ostropest plamisty (Silybum marianum (L.) Gaertn.) – fitochemia i efekty terapeutyczne. Ann Hortic 2018; 28(4):15-32.
28. Ipatova OM, Prozorovskaia NN, Baranova VS i wsp. Biologicheskaia aktivnost’ l’nianogo masla kak istochnika omega-3 alfa-linolenovo? kisloty (Biological activity of linseed oil as the source of omega-3 alpha-linolenic acid). Biomed Khim 2004; 50(1):25-43.
29. Karmakar G, Ghosh P, Kohli K i wsp. Chemicals from vegetable oils, fatty derivatives, and plant biomass. [In:] Tunick MH, Liu LS (red.). Innovative Uses of Agricultural Products and Byproducts. American Chemical Society, Washington 2020: 1-31.
30. Singh S, Sahu PK. Omega-3 its significance and breeding approaches in linseed (Linum usitatissimum L.). Int J Pure App Biosci 2017; 5(2):1215-28.
31. Alemardan A, Karkanis A, Salehi R. Breeding objectives and selection criteria for Milk Thistle improvement. Noe Bot Horti Agrobo 2013; 41(2):340-7.
32. Giridhar K, Suryakumari S, Sarada C i wsp. Crop improvement of coriander (Coriandrum sativum L., subsp. indicum var. indicum) through crossing. J Spices Aromat Crops 2016; 25(1):1-6.
33. Martinelli T. Crossing method for further genetic improvement of Silybum marianum L. Gaerth. Acta Sci Pol Hortum Cultus 2018; 17(3):101-8.