(NIE) bezpieczeństwo zdrowotne mlekozastępczych preparatów do żywienia niemowląt

Grażyna Cichosz, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

 

Przyczyną rezygnacji z karmienia piersią, na rzecz karmienia sztucznego, jest najczęściej aktywność zawodowa kobiet, ale także „agresywne” kampanie reklamowe. Rodzice są informowani o szczególnych prozdrowotnych właściwościach preparatów do żywienia niemowląt, które rzekomo zmniejszają ryzyko nietolerancji i alergii pokarmowych. Skutkuje to wzrostem zapotrzebowania i rosnącą z roku na rok wartością sprzedaży. W Polsce w latach 2002-2005 odnotowano wzrost prawie o 40%, przy czym największy udział (36%) na rynku żywności dla dzieci mają preparaty mleko zastępcze do żywienia początkowego niemowląt. Jako żywność specjalnego przeznaczenia, preparaty do żywienia niemowląt, powinny być bezpieczne dla zdrowia, czyli oksydacyjnie stabilne podczas produkcji oraz długotrwałego (2 lata) przechowywania.

 

Podatność na utlenianie

Zarówno skład preparatów, tj. zawartość wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (WNKT) oraz antyoksydantów, jak też procesy technologiczne (temperatura, dostęp tlenu i światła) determinują podatność na utlenianie.

Mlekozastępcze preparaty do żywienia początkowego niemowląt to produkty wysokotłuszczowe (od 21,0 do 27,7 g/100 g proszku). W ich skład wchodzą  kwasy tłuszczowe (KT) nasycone, jedno- i wielonienasycone, pochodzące z olejów roślinnych.

Umożliwia to upodobnienie profilu KT w preparatach do pokarmu kobiecego. Co prawda poprzez zmieszanie tłuszczu mlekowego z olejami również możliwe jest uzyskanie profilu KT zbliżonego do pokarmu kobiecego; niestety nie zapewnia to długiego okresu przydatności do spożycia. Tłuszcz mlekowy łatwo hydrolizuje z uwolnieniem kwasu masłowego, który charakteryzuje się bardzo niskim progiem wyczuwalności przez zmysły człowieka (rzędu 1-2 ppm). Kwas masłowy nie stanowi zagrożenia dla zdrowia, nie jest jednak akceptowalny sensorycznie. Natomiast utlenione oleje roślinne, ze względu na bardzo wysoki próg wyczuwalności, nie są identyfikowane przez zmysł węchu człowieka, mimo iż stanowią ewidentne zagrożenie dla zdrowia.

W preparatach do żywienia niemowląt obecne są, pochodzące z olejów roślinnych, kwasy: linolowy n-6 oraz α-linolenowy n-3, które w organizmie dziecka mogą być przekształcane do długołańcuchowych WNKT. Niestety, endogenna synteza długołańcuchowych pochodnych, tj. kwasu arachidonowego (n-6) oraz eikozapentaenowego (EPA) i dokozaheksaenowego (DHA) (n-3), ze względu na niedojrzałość systemów enzymatycznych desaturaz i elongaz, nie zawsze jest możliwa. Z tego powodu Dyrektywa UE, dotycząca składu preparatów do żywienia niemowląt, dopuszcza suplementację długołańcuchowych WNKT, szczegółowo określając ich ilości oraz proporcje w stosunku do całkowitej zawartości tłuszczu. Najczęściej źródłem EPA i DHA (n-3) w preparatach  są tłuszcze ryb i ssaków morskich lub frakcjonowane lipidy żółtka jaja.

Podczas produkcji preparatów istnieją różne punkty krytyczne, prowadzące w sposób nieuchronny do utleniania. Lipidy narażone są na utlenianie podczas rafinacji olejów roślinnych (bielenie w temp. 175 – 225o C i dezodoryzacja w temp. 240 – 270oC), w trakcie homogenizacji (temp. ok. 70oC), suszenia rozpyłowego (produkt w końcowej fazie osiąga temp. 70-80oC), aglomeryzacji i dosuszania (temp. 55oC). Utlenianiu lipidów sprzyja pakowanie gotowych preparatów w atmosferze powietrza. Zainicjowane w procesach technologicznych utlenianie ulega intensyfikacji podczas długotrwałego przechowywania, zwłaszcza po otwarciu opakowania z preparatem. Ponadto poziom peroksydacji lipidów w preparatach wzrasta przy wysokich stężeniach jonów żelaza i witaminy C.

 

Czy preparaty pokrywają zapotrzebowanie na wielonienasycone kwasy tłuszczowe?

WNKT są wyjątkowo podatne na utlenianie; proces oksydacji następuje w postępie geometrycznym – proporcjonalnie do ich zawartości oraz ilości wiązań nienasyconych.

Po 12 miesiącach przechowywania badanych preparatów stwierdzono znaczny spadek zawartości WNKT. Każdorazowo spadek zawartości kwasu α-linolenowego n-3 był większy (41-61%) niż kwasu linolowego n-6 (3-21%). Zawartość długołańcuchowych WNKT: eikozapentenowego (EPA) i dokozaheksaenowego (DHA) podczas przechowywania większości preparatów zmalała do ilości śladowych. Nie stwierdzono natomiast zmian zawartości KT nasyconych i jednonienasyconych, co potwierdza ich wysoką stabilność oksydacyjną.

Spadek zawartości wielonienasyconych KT podczas 12 miesięcy przechowywania preparatów do żywienia niemowląt (w oryginalnych, hermetycznie zamkniętych, opakowaniach) wskazuje na nieskuteczną osłonę antyoksydacyjną. Mlekozastępcze preparaty, zakupione w końcowym okresie przydatności do spożycia, nie pokrywają zapotrzebowania niemowlęcia na wielonienasycone KT.

 

Pierwotne i wtórne produkty oksydacji wielonienasyconych KT

Procesy technologiczne, podobnie jak długotrwałe przechowywanie, prowadzą do złożonych, wieloetapowych procesów oksydacyjnych wpływających na jakość sensoryczną, wartość odżywczą, a zwłaszcza bezpieczeństwo zdrowotne. Oksydacja jest procesem przyłączania tlenu cząsteczkowego do wolnego tłuszczu lub kwasu tłuszczowego. W początkowym etapie powstają tzw. pierwotne produkty oksydacji (nadtlenki i wodoronadtlenki lipidowe) oraz KT o dienowych i trienowych układach sprzężonych wiązań podwójnych. Następnie pierwotne produkty oksydacji ulegają szybkiemu rozpadowi z wytworzeniem wtórnych produktów utlenienia (aldehydy, ketony, związki karboksylowe, estry, alkohole).

W sześciu wybranych preparatach do żywienia wstępnego (0-6 m-cy) niemowląt oznaczano:

  • poziom pierwotnych produktów oksydacji na podstawie liczby nadtlenkowej,
  • zawartość KT o dienowych i trienowych układach sprzężonych wiązań podwójnych,
  • poziom wtórnych produktów oksydacji na podstawie zawartości związków reagujących z p-nitroanizydyną i kwasem tiobarbiturowym (TBARS)

Preparaty charakteryzowały się zróżnicowanym okresem przydatności do spożycia. Już w początkowym etapie przechowywania (1 m-c) liczba nadtlenkowa osiągnęła wartość w przedziale 30-65 mEq O2/ kg tłuszczu, co świadczy o znacznym zaawansowaniu procesów oksydacji (podczas produkcji olejów oraz preparatów) i kilkukrotnie przekracza dopuszczalne normy FAO/WHO dla olejów roślinnych.

W badaniach wykazano, że liczba nadtlenkowa nie jest wartością stałą. Podczas 12 miesięcy przechowywania preparatów obserwowano  zarówno spadek jak i wzrost jej wartości. Różnice w poziomie nadtlenków wynikały z odmiennych proporcji KT nasyconych, jedno- i wielonienasyconych, a także skuteczności antyoksydantów (głównie witamin rozpuszczalnych w tłuszczu) w badanych preparatach do żywienia niemowląt

Jako jedne z pierwszych wtórnych produktów autooksydacji lipidów powstają KT o dienowych i trienowych układach sprzężonych wiązań podwójnych. Przyczyną ich powstawania są wysokie temperatury stosowane w procesach technologicznych (produkcja olejów roślinnych i preparatów) dlatego w trakcie przechowywania nie obserwowano zmian ich zawartości.

Spadek poziomu nadtlenków lipidowych w preparatach mlekozastępczych podczas  przechowywania był spowodowany wytwarzaniem znacznych ilości wtórnych produktów oksydacji. Potwierdzeniem tego jest wyraźny wzrost zawartości związków reagujących z p-anizydyną (liczba anizydynowa) lub z kwasem tiobarbiturowym (TBARS) w początkowych etapach przechowywania preparatów. Wynikiem przekształceń wcześniej nagromadzonych nadtlenków i wodoronadtlenków był wyraźny (w niektórych preparatach 8-20-krotny) wzrost liczby anizydynowej po 3 m-cach przechowywania. W trakcie dalszego przechowywania wykazano spadek liczby anizydynowej oraz wzrost zawartości związków reagujących z TBARS (średnio o 55% po 12 m-cach przechowywania). Z powodu wysokiej reaktywności wtórne produkty oksydacji (aldehydy oraz ketony) mogą wchodzić w reakcje z grupami funkcyjnymi białek (stąd spadek liczby anizydynowej). Wpływa to nie tylko na gorszą rozpuszczalność i jakość sensoryczną, ale także na zmniejszenie wartości odżywczej preparatów.

W badanych preparatach mlekozastępczych, pochodzących od różnych producentów, zastosowano różne źródła tłuszczu. Zgodnie z deklaracją producentów wszystkie preparaty zawierały oleje roślinne. W niektórych, oprócz olejów roślinnych, obecny był tłuszcz z żółtka jaja lub olej z ryb. Oprócz witamin rozpuszczalnych w tłuszczach poszczególne preparaty zawierały antyoksydanty, pochodzące z żółtka jaja lub tłuszczów rybnych, co tłumaczy zróżnicowanie ich stabilności oksydacyjnej.

 

Produkty oksydacji lipidów – zagrożenia zdrowotne

Powstawanie pierwotnych i wtórnych produktów oksydacji jest skutkiem braku odpowiedniej osłony antyoksydacyjnej frakcji lipidowej preparatów do żywienia niemowląt. Jedna porcja badanych preparatów (12 g proszku/100 ml roztworu) zawierała średnio ok. 3,5 g tłuszczu. Zawartość nadtlenków w tej ilości tłuszczu nie jest wysoka (od 0,15 do 0,23 mEq O2), jednak dziecko karmione wyłącznie preparatami narażone jest na ich długotrwałe szkodliwe działanie. Pierwotne produkty oksydacji lipidów są mniej szkodliwe niż wtórne, ponieważ neutralizowane są w przewodzie pokarmowym przez mikroflorę jelitową. Niestety w przypadku małych dzieci, u których mikrobiom jelita nie jest w pełni wykształcony, nadtlenki stanowią większe zagrożenie niż u dorosłych. Zwiększone obciążenie organizmu niemowlęcia produktami peroksydacji lipidów prowadzi do biegunek oraz zaburzeń homeostazy pro- i antyoksydacyjnej. Skutkuje to upośledzonym funkcjonowaniem wątroby i nerek, inicjuje szereg schorzeń degeneracyjnych.

Oprócz powyższych zagrożeń szkodliwe działanie wykazują KT o dienowych i trienowych układach sprzężonych wiązań podwójnych. W organizmie dziecka mogą ulegać przekształceniom do nietypowych, długołańcuchowych WNKT, które po wbudowaniu w struktury błon komórkowych diametralnie zmieniają ich właściwości i funkcjonowanie. Stanowi to ewidentne zagrożenie dla kształtującego się układu nerwowego dziecka oraz rozwoju siatkówki oka.

Liczne dane literaturowe dowodzą, że niezależnie od WNKT utlenianiu ulegają obecne w olejach roślinnych sterole. Oksysterole (utlenione sterole) hamują biosyntezę cholesterolu endogennego w organizmie dziecka, wpływają niekorzystnie na funkcje i morfologię błon komórkowych. Porównywalne zagrożenie dla zdrowia stanowią (powstające z nadtlenków) wtórne produkty oksydacji lipidów (aldehydy, ketony, związki karboksylowe, estry, alkohole). Zarówno oksysterole jak też wtórne produkty oksydacji (m.in. dialdehyd dimalonowy- MDA) charakteryzują się działaniem cytotoksycznym, mutagennym i kancerogennym.

Iluzoryczne bezpieczeństwo zdrowotne preparatów do żywienia niemowląt

Jako żywność specjalnego przeznaczenia preparaty do żywienia niemowląt powinny charakteryzować się możliwie najwyższą stabilnością oksydacyjną, która jest najważniejszym parametrem ich bezpieczeństwa zdrowotnego. Niestety, w żadnym z badanych preparatów do żywienia początkowego niemowląt nie zastosowano skutecznej osłony antyoksydacyjnej. Skutkiem tego było znaczne zaawansowanie procesów oksydacji już w początkowym etapie przechowywania, o czym świadczy wartość liczby nadtlenkowej (30-65 mEq O2/ kg tłuszczu), przekraczająca kilkukrotnie poziomy dopuszczalne dla tłuszczów jadalnych Według normy PN‐A‐86908:2000 maksymalne dopuszczalne wartości liczby nadtlenkowej wynoszą odpowiednio: oliwa z oliwek extra virgin – 20; oliwa z oliwek – 15; smalec – 3 mEq O2/kg tłuszczu.

            Zgodnie z prawem żywnościowym, w ocenie bezpieczeństwa zdrowotnego preparatów do żywienia niemowląt uwzględnia się tylko jeden, w dodatku nietrwały parametr, jakim jest liczba nadtlenkowa. Poziom nadtlenków jest wartością zmienną ze względu na przemiany do wtórnych produktów peroksydacji. Dlatego liczba nadtlenkowa nie może być wiarygodnym wskaźnikiem stopnia zaawansowania procesów peroksydacji lipidów. Tym bardziej, że cytotoksyczność i genotoksyczność wtórnych produktów oksydacji lipidów znana jest od dawna. Do oceny stabilności oksydacyjnej lipidów w mlekozastępczych preparatach do żywienia niemowląt powinny być stosowane inne, bardziej trwałe wskaźniki, np. poziom wtórnych produktów peroksydacji lipidów reagujących z TBARS. Tymczasem obowiązujące normy (PN-A-86908:2000 oraz PN-EN ISO 3960: 2012), dotyczące olejów stosowanych w produkcji preparatów do żywienia niemowląt, nie definiują poziomu jakichkolwiek szkodliwych dla zdrowia wtórnych produktów oksydacji lipidów.

Z powyższego wynika, że ocena bezpieczeństwa zdrowotnego preparatów do żywienia niemowląt (podobnie jak ocena olejów jadalnych), w oparciu o zmienny poziom nadtlenków, jest iluzoryczna. Mimo tak oczywistych zastrzeżeń, producenci preparatów, zapewniając aż 2-letni okres ich przydatności do spożycia, całkowicie ignorują zagrożenia wynikające z obecności oksysteroli i wtórnych produktów oksydacji wielonienasyconych KT.

 

Konkluzje

W związku z intensywnym rozwojem tkanek i narządów, karmienie małego dziecka wpływa na trwałą modyfikację procesów metabolicznych. Dlatego obecne w diecie najmłodszych fosfolipidy, cholesterol, nienasycone kwasy tłuszczowe n-3, nie tylko wspomagają rozwój mózgu, siatkówki oka oraz potencjał intelektualny dziecka. Indukują również czynniki enzymatyczne odpowiedzialne za bardziej efektywny metabolizm cholesterolu endogennego, co wpływa korzystnie na gospodarkę lipidową w wieku dorosłym. Podobnie składniki diety wpływające na poprawę integralności bariery jelitowej (krótko- i średniołańcuchowe nasycone KT, antyoksydanty rozpuszczalne w tłuszczach, fosfolipidy, probiotyki) działają przeciwzapalnie i modulują rodzaj odpowiedzi immunologicznej. Tym samym zmniejszają alergenność pokarmów podawanych niemowlętom. Poprzez zaspokojenie wszystkich żywieniowych potrzeb noworodka i małego dziecka programuje się metabolizm dorosłego człowieka oraz jego podatność na różnorodne schorzenia.

Żywienie niemowląt mlekozastępczymi preparatami umożliwia dostarczenie podstawowych składników odżywczych, ale pozbawia je biologicznie aktywnych substancji niezbędnych do prawidłowego rozwoju mózgu, siatkówki oka, a także funkcjonowania układu immunologicznego.

Większość dostępnych w ofercie handlowej preparatów w ogóle nie zawiera cholesterolu i fosfolipidów, nieliczne zawierają je w ilościach śladowych. Długotrwałe  niedobory cholesterolu i fosfolipidów ograniczają proces formowania mózgu i układu nerwowego, który zaczyna się w życiu płodowym i trwa do 18 miesiąca życia dziecka. Jako niezbędny do budowy i funkcjonowania, cholesterol obecny jest w każdej komórce, a największą jego ilość zawiera mózg. Dlatego rozwój mózgu i siatkówki oka u płodu oraz noworodka wymaga dużych ilości cholesterolu. Jego niedobory hamują formowanie się synaps w neuronach, co ogranicza zdolność do nauki i zapamiętywania. Dzieci pozbawione we wczesnym dzieciństwie wystarczającej ilości cholesterolu mają upośledzone funkcjonowanie mózgu, słaby wzrok a nawet skłonność do agresji. W przewodzeniu impulsów nerwowych, syntezie neurotransmiterów i zapobieganiu degradacji dendrytów kluczową rolę odgrywają fosfolipidy. Niedobory cholesterolu i fosfolipidów zakłócają powstawanie otoczki mielinowej. Stanowi to ewidentne zagrożenie dla funkcjonowania mózgu, zwiększające ryzyko autyzmu i stwardnienia rozsianego.

Cholesterol i fosfolipidy są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania układu immunologicznego. Z cholesterolu wytwarzane są hormony, odpowiedzialne za regulację metabolizmu, wytwarzanie energii, przyswajanie minerałów, budowę kości i mięśni, a także podatność na stresy. Fosfolipidy (aktywne w transporcie molekularnym) wpływają na wzrost i rozwój komórek, przyspieszają regenerację organizmu, są inhibitorami czynników prozapalnych, patogenów przewodu pokarmowego oraz nowotworów. Nie bez powodu mleko kobiece zawiera znaczne ilości cholesterolu, fosfolipidów, wielonienasyconych KT.

Twierdzenie, że pod względem składu chemicznego, preparaty do żywienia niemowląt są upodobnione do mleka kobiecego jest klasycznym nadużyciem. Produkowane z zastosowaniem olejów roślinnych preparaty nie pokrywają zapotrzebowania na niezbędne w procesie neurogenezy: cholesterol, fosfolipidy, wielonienasycone KT n-3. Ponadto, są źródłem wielu wtórnych produktów oksydacji lipidów o działaniu mutagennym (aldehydy, ketony, związki karboksylowe, estry, oksysterole) oraz neurotoksycznym (KT o dienowych i trienowych układach sprzężonych wiązań podwójnych).

Alternatywą dla preparatów do żywienia niemowląt mogłoby być humanizowane mleko krowie, które pod wieloma względami jest podobne do mleka kobiecego.  Jednakże prozdrowotne właściwości wykazuje wyłącznie mleko o najwyższych standardach jakości cytologicznej i mikrobiologicznej, nie zawierające jakichkolwiek pozostałości substancji hamujących, pochodzące od zdrowych krów żywionych zielonką pastwiskową.

Warto być świadomym faktu, że prawidłowe żywienie noworodków i małych dzieci programuje metabolizm człowieka na całe życie. Wpływa na mniejszą podatność na różne schorzenia metaboliczne, jest inwestycją w zdrowie kolejnych pokoleń. Reklamowanych, rzekomo prozdrowotnych, właściwości preparatów do żywienia niemowląt nie potwierdzają ani wyniki badań dotyczących ich stabilności antyoksydacyjnej, ani wysoka i stale rosnąca wśród dzieci i młodzieży zachorowalność na dietozależne schorzenia metaboliczne.

 

 

Piśmiennictwo

  1. Ambroziak A., Cichosz G.: „Fosfolipidy mleka jako nutraceutyk” Polski Merkuriusz Lekarski, 2013, XXXIV (199): 62-66
  2. Cichosz G., Czeczot H.: „Tłuszcz mlekowy – unikalny pod każdym względem” Polski Merkuriusz Lekarski, 2015, XXXVIII (225): 174-179
  3. Cichosz , Czeczot H., Ambroziak A., Treszczyńska B.: „Assessment of oxidative stability of lipids in infant formulae preparations” Int. Rev. Allergology & Clinical Immunology, 2015, XXI (1): 32-37
  4. Cichosz G., Czeczot H., Ambroziak A., Bielecka M.: „Wpływ przechowywania na profil kwasów tłuszczowych w mleko zastępczych preparatach do żywienia niemowląt” Bromatologia i Chemia Toksykologiczna XLVIII, 2015, 4: 605 – 614
  5. Czeczot H., Cichosz G., Ambroziak A.: „Poziom peroksydacji lipidów w mleko zastępczych preparatach do żywienia niemowląt” Polski Merkuriusz Lekarski, 2015, XXXVIII (224): 93-99
  6. Esterbauer H., Cytotoxicity and genotoxicity of lipids – oxidation products. Am. J. Clin.Nutr., 1993, 57/suppl.: 779-786.
  7. Halliwell B., Chirico S., Lipid peroxidation: its mechanism, measurement and significance, Am. J. Clin. Nutr.,1993; 57/suppl: 715-725.
  8. Hęś M., Korczak J., Wpływ produktów utleniania lipidów na wartość odżywczą białka, Nauka Przyroda Technologie, 2007, 1(1):1-15.
  9. Martysiak-Żurowska D., Stołyhwo A., Szkodliwe dla zdrowia izomery trienowych kwasów tłuszczowych w mleku początkowym i następnym do żywienia niemowląt. ZNTJ, 2005, 2(43):108-117.
  10. Norma PN-EN ISO 3960: 2012 Oleje i tłuszcze roślinne oraz zwierzęce.
  11. Norma PN-A-86908: 2000 Oleje i tłuszcze roślinne oraz zwierzęce – Rafinowane oleje roślinne.
  12. Rodríguez-Alcalá L.M., García-Martínez M.C., Cachón F., Marmesat S, Alonso L, Marquez-Ruiz G et al., Changes in the lipid composition of powered infant formulas during long-term storage. Agric. Food Chem., 2007, 55:6533-6538.
  13. Rufian-Henares J. A., Guerra-Hernandez E., Garcia-Villanova B., 2005, Evolution of fatty acid profile and lipid oxidation during enteral formula storage, J. Parenteral and Enteral Nutrition 29(3):204-211.
  14. Semeniuc C., Gus C., Rotar A.M., Sociaci S., Suharoschi R., Laslo C., Effect of Storage Time on the Oxidative Status of Infant Formula, Bull. UASVM Agriculture, 2009, 66(2):448- 452.

 

Udostępnij: