栄養障害と治療のジャーナル

概要

食品サミット 2020: 機能性栄養および抗がん剤としての食品副産物ベースの食品粉末 - オズレム・トクソグル - ジェラル・バヤル大学

オズレム・トクソグル

食品産業における食品副産物は、製品固有の廃棄物の割合が高いという特徴があります。これは、この廃棄物の発生が避けられないことを意味するだけでなく、加工された原材料の有機残留物から主に構成される副産物のレベルと種類は、最終製品の品質を一定に保つためには、ほとんど変更できないことを意味します。製品固有の廃棄物の使用と処分は、不十分な生物学的安定性、潜在的な病原性構造、高い水分含有量、潜在的な自動酸化傾向、および高い酵素活性のために困難です。

食品業界では、食品副産物の望ましい特性の選択により、さまざまな副産物がさまざまな産業部門で評価されます。食品加工におけるパルプ、かす、廃棄物は、副産物管理の品質に依存し、副産物の監視において環境保護と持続可能性を確保します。

 食品副産物または食品産業の常温保存可能な副産物（液体、搾りかす、粉末など）は、果物、野菜、肉、魚介類、牛乳および乳製品、穀類、ナッツ、油脂加工から得られます。副産物を乾燥させて粉末にすることで、有用で価値のある製品として保存することができます。上記の副産物は、フェノール系抗酸化物質、カロテノイド、その他の生理活性ポリフェノール、食物繊維などの食物植物化学物質の供給源として評価できます。また、タンパク質、ペプチド、アミノ酸の供給源として評価でき、押し出し製品としてコラーゲン、ゼラチンの供給源として、およびさまざまな食品添加物材料の供給源として評価できます。ただし、一部の副産物は、植物の堆肥として利用でき、動物飼料として使用でき、工業材料として利用できます。今日、これらの主要成分の潜在的な利用が注目されています。 

The Epidemiological studies have pointed out that fruits and vegetable consumption imparts health benefits including certain types of cancer, reduced risk of coronary heart diseases. Chemoprevention is an active cancer preventive strategy to inhibit, delay, or reverse human carcinogenesis, especially using naturally occurring chemical agents. Dietary Supplements and/or food fortification based on food by-products may be an alternative to the above mentioned healthy constituents. The health benefits of fruits and vegetables are majorly attributed to bioactive nutrients as phytochemicals, carotenoids, vitamins (ascorbic acid, tocopherol etc.), also to dietary fiber of these products.

Due to the high consumption and industrial processing of the edible parts of fruit, wastes such as the peels and seeds of fruit (apple, pear, orange, pomegranate, and tomato) residues, citrus fruit skins, mango residues, pineapple residues, residues of other exotic tropical fruits (avocado, banana, guava, jackfruit, and longan fruit), chestnut residues, olive residues and sugarcane bagasse are generated in large quantities in big cities. Moreover, the peel, leaf, or stem fractions of cabbage, cauliflower, celery, Chinese cabbage, coriander, cucumber, eggplant, endive lettuce, fennel, potato, rape, scallion and spinach can be evaluated as dietary phytochemicals and can be used extruded product, and the dietary fiber is also used in manufactures powder forms.

The current methods for further utilization of product-specific waste of fruits and vegetables have been developed along traditional lines and these utilizations are closely bound to the agricultural origins of the raw materials.

The majority of by-products in the meat industry are produced during slaughtering. Slaughterhouse waste consists of the portion of a slaughtered animal that cannot be sold as meat or used in meat products. Such meat by-products include internal organs, fats or lard, skin, feet, abdominal contents of the gastrointestinal tract, blood, bones, tendons, and the powder produced from these by-products. Meat by-products are made by slaughterhouses, meat processors, wholesalers, and rendering plants.

The by-products of meat containing ash biomass include phosphorous. It is known that some high phosphorous ash can be in sludge ash and meat and bone meal, and phosphorous from biomass energy, biomass ash disposal, and as a phosphorous source.

By-products of fruits and vegetables are sources of these healthy compounds and it has been considered that these are the highly desired constituents of by-products of fruits and vegetables. Seafood product processing discard account for about three-quarters of the total weight of catch. Seafood processing is used as a probable waste utilization. It is known that the major components of seafood discard products are tongue, cheeks, stomach, liver of fish, protein bioactives from residual fish, marine bioactive lipid components (omega 3,6, DHA,EPA), fish skin, carotenoid bioactives and chitinous materials from shellfish products, gut enzymes, flavour products, anti-freeze proteins from seafood blood. Nowadays, the potential utilization of the above-mentioned major components has been the focus of attention.

Fish by-products are one of the most important raw materials for food, neutraceutical, pharmaceutical, and biotechnological applications. By-products include fish stomachs, viscera silage, and fish sauce. It has been stated that carnivorous fishes have high stomach pepsin contents, and silage is made from minced viscera or from the separated stomach. By ultrafiltration, concentration, and spray-drying, cod stomach silage can give a pepsin preparation.

Fish oil from fish processing waste and marine fish and chicken visceral wastes are rich source of polyunsaturated fatty acid concentrates, and in particular, of omega-3 essential fatty acids. Not only fish skin but also bones and fins are potential sources of collagen and gelatin.

Shrimp processing leads to massive amounts of shrimp biowaste and the major constituents of shrimp by-products are protein, chitin, lipid, minerals, and also valuable carotenoid astaxanthin. Chitosan, a valuable bioactive compound, has widely utilized in food, agriculture, biotechnology, cosmetics, medicine, and waste treatment. Shrimp cooking wastewater is moreover an authentic foundation of astaxanthin and bioactive peptides.

The diary by-product whey is also a very good source of peptide with remarkable biological activities. Whey is an abundant by-product of the dairy industry that corresponds to the liquid fraction remaining after, milk clotting and casein removal during cheese manufacturing. Whey includes the lactose and noncasein proteins of milk. Moreover, the bioactivity of the other components of cheese whey including lactose, oligosaccharides, and minerals, is well-known.

Cereal by-products are also very important, phenolic compounds can be extracted from cereal brans with the inclusion of anti-oxidants, and these valuable products provide resistance against free radical damage, cancer, and cardiovascular diseases. Gamma-Oryzanol extracted from rice bran is a potent antioxidant, a cholesterol-reducing agent, a tumour inhibiting agent, and a prevention agent in menopausal syndrome treatment.

最近では、ナッツの副産物も食品技術の分野で特に重要になってきています。クルミは、n-6 と n-3 の多価不飽和脂肪酸の完璧なバランス (4:1 の比率) が特徴で、心血管疾患のリスクの発生率を低下させることが示されています。

化学予防は、天然または合成化学物質を使用してヒトの発癌を阻害、遅延、または逆転させる積極的癌（CA）予防戦略です。研究の結果、ポリフェノールなど、いくつかの新しい植物化学物質が癌予防効果を持つことがわかりました。いくつかの細胞メカニズムが、食物植物化学物質の全体的な癌予防効果に寄与しています。シグナル伝達経路は、食物植物化学物質による化学予防の潜在的な分子ターゲットです。解毒酵素および/または抗酸化酵素の発現の増加は、細胞周期の進行と細胞増殖を阻害し、分化とアポトーシスを誘導し、癌遺伝子の発現と機能的活性化を阻害し、腫瘍抑制遺伝子の発現を増加させ、細胞シグナル伝達経路を調整することによって血管新生と転移を阻害します。栄養補助食品および/または食品強化をサポートする食品副産物も、上記の健康成分の代替品となり得ます。

この研究の一部は、2017年5月29日から31日に大阪で開催された第10回世界栄養・食品科学会議で発表されました。

 

バイオグラフィー

オズレム・トクソグルは、2001年にエーゲ大学工学部食品工学科で博士号を取得しました。現在は、ジェラル・バヤル大学工学部食品工学科の准教授および教員として働いています。1999年から2000年にかけて、米国フロリダ州ゲインズビルのフロリダ大学食品科学栄養学部で客員研究員を務め、2010年4月から5月にかけては米国ワシントン州プルマンのワシントン州立大学食品科学学部で客員教授を務めました。査読付きジャーナルに多数の論文を発表しており、厳選されたジャーナルの編集委員を務めています。CRC Press、Taylor & Francis、米国出版社から「Fruit and Cereal Bioactives: Chemistry, Sources and Applications」および「Improved Food Quality with Novel Food Processing」という2冊の国際的な書籍を出版および科学編集しており、3冊目の書籍「Food By-Product Based Functional Food Powders」を執筆中です。彼女はまた、「カカオとチョコレートの科学と技術」と「特別な果実オリーブ：化学、品質、技術」というタイトルの2冊の全国書を出版しました。彼女は米国とヨーロッパのさまざまな地域で多数の会議や大会を組織し、会議議長として運営しました。