Облучение ультрафиолетом как способ повышения содержания витамина D в пищевой продукции

Облучение ультрафиолетом как способ повышения содержания витамина D в пищевой продукции

Автор: Коденцова В.М., Рисник Д.В., Мазо В.К.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Обзоры, проблемы

Статья в выпуске: 4 т.54, 2019 года.

Бесплатный доступ

Дефицит витамина D, который обнаруживается у 50-90 % взрослого и детского населения Российской Федерации (И.Н. Захарова с соавт., 2015; В.М. Коденцова с соавт., 2017, 2018) и вызван его недостаточным потреблением с пищей и сниженным эндогенным синтезом в коже вследствие малой инсоляции, ассоциируется со многими хроническими заболеваниями и остается серьезной проблемой (A. Hossein-nezhad c соавт., 2013). Один из вариантов биофортификации, получивший название «bio-addition», основан на способности живых организмов под действием УФ-облучения образовывать витамин D из эндогенного эргостерола. Образующийся в организме животных, грибов или дрожжей витамин D проходит стадии биотрасформации и в результате потребляется человеком в натуральном виде. Облучение животных ультрафиолетом позволяет минимизировать сезонные вариации концентрации витамина D в коровьем молоке (R.R. Weir с соавт., 2017). После пребывания свиней в течение 14 сут по 1 ч на солнце в летний полдень содержание витамина D3 в мясе повышалось (p

Еще

Витамин d, биофортификация, обогащение витамином d, куры, яйца, коровье молоко, грибы, масло зародышей пшеницы, пекарские дрожжи, уф-облучение, инсоляция, вiofortification

Короткий адрес: https://sciup.org/142222186

IDR: 142222186   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2019.4.693rus

Список литературы Облучение ультрафиолетом как способ повышения содержания витамина D в пищевой продукции

  • Коденцова В.М., Рисник Д.В. Витамин D: медицинские и социально-экономические аспекты. Вопросы диетологии, 2017, 7(2): 33-40 ( ). DOI: 10.20953/2224-5448-2017-2-33-40
  • Кавтарашвили А.Ш., Мазо В.К., Коденцова В.М., Рисник Д.В., Стефанова И.Л. Биофортификация куриного яйца. Витамины и каротиноиды. Сельскохозяйственная биология, 2017, 52(6): 1094-1104 ( ). DOI: 10.15389/agrobiology.2017.6.1094rus
  • Garg M., Sharma N., Sharma S., Kapoor P., Kumar A., Chunduri V., Arora P. Biofortified crops generated by breeding, agronomy, and transgenic approaches are improving lives of millions of people around the world. Front. Nutr., 2018, 5: 12 ( ). DOI: 10.3389/fnut.2018.00012
  • Коденцова В.М., Мендель О.И., Хотимченко С.А., Батурин А.К., Никитюк Д.Б., Тутельян В.А. Физиологическая потребность и эффективные дозы витамина D для коррекции его дефицита. Современное состояние проблемы. Вопросы питания, 2017, 86(2): 47-62 ( ). DOI: 10.24411/0042-8833-2017-00067
  • Göring H. Vitamin D in nature: a product of synthesis and/or degradation of cell membrane components. Biochemistry (Moscow), 2018, 83(11): 1350-1357 ( ). DOI: 10.1134/S0006297918110056
  • Schmid A., Walther B. Natural vitamin D content in animal products. Advances in Nutrition, 2013, 4(4): 453-462 ( ).
  • DOI: 10.3945/an.113.003780
  • Hughes L.J., Black L.J., Sherriff J.L., Dunlop E., Strobel N., Lucas R.M., Bornman J.F. Vitamin D content of Australian native food plants and Australian-grown edible seaweed. Nutrients, 2018, 10(7): 876 ( ).
  • DOI: 10.3390/nu10070876
  • Guo J., Lovegrove J.A., Givens D.I. 25(OH)D3-enriched or fortified foods are more efficient at tackling inadequate vitamin D status than vitamin D3. Proceedings of the Nutrition Society, 2018, 77(3): 282-291 ( ).
  • DOI: 10.1017/S0029665117004062
  • Tripkovic L., Lambert H., Hart K., Smith C.P., Bucca G., Penson S., Chope G., Hypponen E., Berry J., Vieth R., Lanham-New S. Comparison of vitamin D2 and vitamin D3 supplementation in raising serum 25 hydroxyvitamin D status: a systematic review and meta analysis. The American Journal of Clinical Nutrition, 2012, 95(6): 13571364 ( ).
  • DOI: 10.3945/ajcn.111.031070
  • Jakobsen J., Andersen E., Christensen T., Andersen R., Bügel S. Vitamin D vitamers affect vitamin D status differently in young healthy males. Nutrients, 2018, 10(1): 2 ( ).
  • DOI: 10.3390/nu10010012
  • Wilson L.R., Tripkovic L., Hart K.H., Lanham-New S.A. Vitamin D deficiency as a public health issue: using vitamin D2 or vitamin D3 in future fortification strategies. Proceedings of the Nutrition Society, 2017, 76(3): 392-399 ( ).
  • DOI: 10.1017/S0029665117000349
  • Hossein-nezhad A., Holick M.F. Vitamin D for health: A global perspective. Mayo Clinic Proceedings, 2013, 88(7): 720-755 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.mayocp.2013.05.011
  • Коденцова В.М., Рисник Д.В. Эколого-географическая и пищевая составляющие обеспеченности населения витамином D. В сб.: Экология. Экономика. Информатика. Т. 1: Системный анализ и моделирование экономических и экологических систем. Ростов-на-Дону, 2016: 486-498.
  • Захарова И.Н., Мальцев С.В., Боровик Т.Э., Яцык Г.В., Малявская С.И., Вахлова И.В., Шуматова Т.А., Романцова Е.Б., Романюк Ф.П., Климов Л.Я., Пирожкова Н.И., Колесникова С.М., Курьянинова В.А., Творогова Т.М., Васильева С.В., Мозжухина М.В., Евсеева Е.А. Результаты многоцентрового исследования «Родничок» по изучению недостаточности витамина D у детей раннего возраста в России. Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского, 2015, 94(1): 62-67.
  • Wacker M., Holick M.F. Vitamin D - effects on skeletal and extraskeletal health and the need for supplementation. Nutrients, 2013, 5(1): 111-148 ( ).
  • DOI: 10.3390/nu5010111
  • Драпкина О.М., Шепель Р.Н., Фомин В.В., Свистунов А.А. Место витамина D в профилактике преждевременного старения и развитии заболеваний, ассоциированных с возрастом. Терапевтический архив, 2018, 90(1): 69-75.
  • Подзолков В.И., Покровская А.Е., Панасенко О.И. Дефицит витамина D и сердечно-сосудистая патология. Терапевтический архив, 2018, 90(9): 144-150.
  • Калинченко С.Ю., Короткова Н.А. Дефицит витамина D как пусковой фактор развития аутоиммунных заболеваний. Вопросы диетологии, 2018, 8(2): 32-37 ( ).
  • DOI: 10.20953/2224-5448-2018-2-32-37
  • Зайдиева Я.З. Витамин Д и фертильность: систематический обзор. Медицинский алфавит. Современная гинекология, 2018, 1(6): 24-33.
  • Коденцова В.М., Бекетова Н.А., Никитюк Д.Б., Тутельян В.А. Характеристика обеспеченности витаминами взрослого населения Российской Федерации. Профилактическая медицина, 2018, 21(4): 32-37 ( ).
  • DOI: 10.17116/profmed201821432
  • Захарова И.Н., Творогова Т.М., Громова О.А., Евсеева Е.А., Лазарева С.И., Майкова И.Д., Сугян Н.Г. Недостаточность витамина D у подростков: результаты круглогодичного скрининга в Москве. Педиатрическая фармакология, 2015, 12(5): 528-531 ( ).
  • DOI: 10.15690/pf.v12i5.1453
  • Коденцова В.М., Вржесинская О.А. Анализ отечественного и международного опыта использования обогащенных витаминами пищевых продуктов. Вопросы питания, 2016, 85(2): 31-50.
  • Itkonen S.T., Erkkola M., Lamberg-Allardt C.J.E. Vitamin D fortification of fluid milk products and their contribution to vitamin d intake and vitamin D status in observational studies - a review. Nutrients, 2018, 10(8): 1054 ( ).
  • DOI: 10.3390/nu10081054
  • Hiligsmann M., Burlet N., Fardellone P., Al-Daghri N., Reginster J.-Y. Public health impact and economic evaluation of vitamin D-fortified dairy products for fracture prevention in France. Osteoporosis International, 2017, 28(3): 833-840 ( ).
  • DOI: 10.1007/s00198-016-3786-1
  • Raulio S., Erlund I., Männistö S., Sarlio-Lähteenkorva S., Sundvall J., Tapanainen H., Virtanen S.M. Successful nutrition policy: improvement of vitamin D intake and status in Finnish adults over the last decade. European Journal of Public Health, 2016, 27(2): 268-273 ( ).
  • DOI: 10.1093/eurpub/ckw154
  • Jääskeläinen T., Itkonen S.T., Lundqvist A. et al. The positive impact of general vitamin D food fortification policy on vitamin D status in a representative adult Finnish population: evidence from an 11-y follow-up based on standardized 25-hydroxyvitamin D data. The American Journal of Clinical Nutrition, 2017, 105(6): 1512-1520 ( ).
  • DOI: 10.3945/ajcn.116.151415
  • Pilz S., März W., Cashman K.D. et al. Rationale and plan for vitamin D food fortification: a review and guidance paper. Front. Endocrinol., 2018, 9: 373 ( ).
  • DOI: 10.3389/fendo.2018.00373
  • Hymøller L., Jensen S.K. Plasma transport of ergocalciferol and cholecalciferol and their 25-hydroxylated metabolites in dairy cows. Domestic Animal Endocrinology, 2017, 59: 44-52 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.domaniend.2016.11.002
  • Hymøller L., Jensen S.K. Vitamin D3 synthesis in the entire skin surface of dairy cows despite hair coverage. Journal of Dairy Science, 2010, 93(5): 2025-2029 ( ).
  • DOI: 10.3168/jds.2009-2991
  • Weir R.R., Strain J.J., Johnston M., Lowis C., Fearon A.M., Stewart S., Pourshahidi L.K. Environmental and genetic factors influence the vitamin D content of cows’ milk. Proceedings of the Nutrition Society, 2017, 76(1): 76-82 ( ).
  • DOI: 10.1017/S0029665116000811
  • Yue Y., Hymøller L., Jensen S.K., Lauridsen C. Effect of vitamin D treatments on plasma metabolism and immune parameters of healthy dairy cows. Archives of Animal Nutrition, 2018, 72(3): 205-220 ( ).
  • DOI: 10.1080/1745039X.2018.1448564
  • Jakobsen J., Jensen S.K., Hymøller L., Andersen E.W., Kaas P., Burild A., Jäpelt R.B. Short communication: artificial ultraviolet B light exposure increases vitamin D levels in cow plasma and milk. Journal of Dairy Science, 2015, 98(9): 6492-6498 ( ).
  • DOI: 10.3168/jds.2014-9277
  • Barnkob L.L., Argyraki A., Petersen P.M., Jakobsen J. Investigation of the effect of UV-LED exposure conditions on the production of vitamin D in pig skin. Food Chemistry, 2016, 212: 386-391 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.foodchem.2016.05.155
  • Larson-Meyer D.E., Ingold B.C., Fensterseifer S.R., Austin K.J., Wechsler P.J., Hollis B.W., Makowski A.J., Alexander B.M. Sun exposure in pigs increases the vitamin D nutritional quality of pork. PloS ONE, 2017, 12(11): e0187877 ( ).
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0187877
  • Alexander B.M., Ingold B.C., Young J.L., Fensterseifer S.R., Wechsler P.J., Austin K.J., Larson-Meyer D.E. Sunlight exposure increases vitamin D sufficiency in growing pigs fed a diet formulated to exceed requirements. Domestic Animal Endocrinology, 2017, 59: 37-43 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.domaniend.2016.10.006
  • Burild A., Frandsen H.L., Poulsen M., Jakobsen J. Tissue content of vitamin D3 and 25-hydroxy vitamin D3 in minipigs after cutaneous synthesis, supplementation and deprivation of vitamin D3. Steroids, 2015, 98: 72-79 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.steroids.2015.02.017
  • Casas E., Lippolis J.D., Kuehn L.A., Reinhardt T.A. Seasonal variation in vitamin D status of beef cattle reared in the central United States. Domestic Animal Endocrinology, 2015, 52: 71-74 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.domaniend.2015.03.003
  • Schutkowski A., Krämer J., Kluge H., Hirche F., Krombholz A., Theumer T., Stangl G.I. UVB exposure of farm animals: study on a food-based strategy to bridge the gap between current vitamin D intakes and dietary targets. PloS ONE, 2013, 8(7): e69418 ( ).
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0069418
  • Taofiq O., Fernandes Â., Barros L., Barreiro M.F., Ferreira I.C. UV-irradiated mushrooms as a source of vitamin D2: a review. Trends in Food Science & Technology, 2017, 70: 82-94 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.tifs.2017.10.008
  • Edward T.L., Kirui M.S.K., Omolo J.O., Ngumbu R.G., Odhiambo P.M. Change in concentration of vitamin D 2 in oyster mushrooms exposed to 254nm and 365nm UV-light during growth. International Journal of Biochemistry and Biophysics, 2015, 3(1): 1-5.
  • Lee N.K., Aan B.Y. Optimization of ergosterol to vitamin D2 synthesis in Agaricus bisporus powder using ultraviolet-B radiation. Food Science and Biotechnology, 2016, 25(6): 1627-1631 ( ).
  • DOI: 10.1007/s10068-016-0250-0
  • Slawinska A., Fornal E., Radzki W., Jablonska-Rys E., Parfieniuk E. Vitamin D2 stability during the refrigerated storage of ultraviolet B-treated cultivated culinary-medicinal mushrooms. International Journal of Medicinal Mushrooms, 2017, 19(3): 249-255 ( ).
  • DOI: 10.1615/IntJMedMushrooms.v19.i3.70
  • Cardwell G., Bornman J.F., James A.P., Black L.J. A review of mushrooms as a potential source of dietary vitamin D. Nutrients, 2018, 10(10): E1498 ( ).
  • DOI: 10.3390/nu10101498
  • Cashman K.D., Kiely M., Seamans K.M., Urbain P. Effect of ultraviolet light-exposed mushrooms on vitamin D status: liquid chromatography-tandem mass spectrometry reanalysis of biobanked sera from a randomized controlled trial and a systematic review plus meta-analysis. The Journal of Nutrition, 2016, 146(3): 565-75 ( ).
  • DOI: 10.3945/jn.115.223784
  • Won D.J., Kim S.Y., Jang C.H., Lee J.S., Ko J.A., Park H.J. Optimization of UV irradiation conditions for the vitamin D2-fortified shiitake mushroom (Lentinula edodes) using response surface methodology. Food Science and Biotechnology, 2017, 27(2): 417-424 ( ).
  • DOI: 10.1007/s10068-017-0266-0
  • Chien R.C., Yang S.C., Lin L.M., Mau J.L. Anti-inflammatory and antioxidant properties of pulsed light irradiated Lentinula edodes. Journal of Food Processing and Preservation, 2017, 41(4): e13045 ( ).
  • DOI: 10.1111/jfpp.13045
  • Morales D., Gil-Ramirez A., Smiderle F.R., Piris A.J., Ruiz-Rodriguez A., Soler-Rivas C. Vitamin D-enriched extracts obtained from shiitake mushrooms (Lentinula edodes) by supercritical fluid extraction and UV-irradiation. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2017, 41: 330-336 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.ifset.2017.04.008
  • Nolle N., Argyropoulos D., Ambacher S., Müller J., Biesalski H.K. Vitamin D2 enrichment in mushrooms by natural or artificial UV-light during drying. LWT - Food Science and Technology, 2017, 85(part B): 400-404 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.lwt.2016.11.072
  • Calvo M.S., Whiting S.J. Survey of current vitamin D food fortification practices in the United States and Canada. The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology, 2013, 136: 211-213 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.jsbmb.2012.09.034
  • Химический состав российских пищевых продуктов /Под ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна. М., 2002.
  • Laskowska-Klita T., Chełchowska M., Ambroszkiewicz J., Gajewska J., Klemarczyk W. The effect of vegetarian diet on selected essential nutrients in children. Medycyna Wieku Rozwojowego, 2011, 15(3): 318-325.
  • Elorinne A.L., Alfthan G., Erlund I., Kivimäki H., Paju A., Salminen I., Turpeinen U., Voutilainen S., Laakso J. Food and nutrient intake and nutritional status of Finnish vegans and non-vegetarians. PloS ONE, 2016, 11(2): e0148235 ( ).
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0148235
  • Горбачев Д.О., Сазонова О.В., Гильмиярова Ф.Н., Гусякова О.А., Мякишева Ю.В., Бекетова Н.А., Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Горбачева И.В., Гаврюшин М.Ю. Особенности пищевого статуса вегетарианцев. Профилактическая медицина, 2018, 21(3): 51-56 ( ).
  • DOI: 10.17116/profmed201821351
  • Ložnjak P., Jakobsen J. Stability of vitamin D3 and vitamin D2 in oil, fish and mushrooms after household cooking. Food Chemistry, 2018, 254: 144-149 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.foodchem.2018.01.182
  • Jasinghe V.J., Perera C.O., Barlow P.J. Bioavailability of vitamin D2 from irradiated mushrooms: an in vivo study. British Journal of Nutrition, 2005, 93(6): 951-955 ( ).
  • DOI: 10.1079/BJN20051416
  • Stephensen C.B., Zerofsky M., Burnett D.J., Lin Y.P., Hammock B.D., Hall L.M., McHugh T. Ergocalciferol from mushrooms or supplements consumed with a standard meal increases 25-hydroxyergocalciferol but decreases 25-hydroxycholecalciferol in the serum of healthy adults. The Journal of Nutrition, 2012, 142(7): 1246-1252 ( ).
  • DOI: 10.3945/jn.112.159764
  • Keegan R.-J.H., Lu Z., Bogusz J.M., Williams J.E., Holick M.F. Photobiology of vitamin D in mushrooms and its bioavailability in humans. Dermato-Endocrinology, 2013, 5(1): 165-176 ( ).
  • DOI: 10.4161/derm.23321
  • Duffy S.K., O'Doherty J.V., Rajauria G., Clarke L.C., Hayes A., Dowling K.G., O’Grady M.N., Kerry J.P., Jakobsen J., Cashman K.D., Kelly A.K. Vitamin D-biofortified beef: A comparison of cholecalciferol with synthetic versus UVB-mushroom-derived ergosterol as feed source. Food Chemistry, 2018, 256: 18-24 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.foodchem.2018.02.099
  • EFSA NDA Panel (EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies). Scientific opinion on the safety of vitamin D-enriched UV-treated baker‘s yeast. EFSA Journal, 2014, 12(1): 3520 ( ).
  • DOI: 10.2903/j.efsa.2014.3520
  • Hohman E.E., Martin B.R., Lachcik P.J., Gordon D.T, Fleet J.C., Weaver C.M. Bioavailability and efficacy of vitamin D2 from UV-irradiated yeast in growing, vitamin D-deficient rats. J. Agric. Food Chem., 2011, 59(6): 2341-2346 ( ).
  • DOI: 10.1021/jf104679c
  • Itkonen S.T., Pajula E.T., Dowling K.G., Hull G.L., Cashman K.D., Lamberg-Allardt C.J. Poor bioavailability of vitamin D2 from ultraviolet-irradiated D2-rich yeast in rats. Nutrition Research, 2018, 59: 36-43 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.nutres.2018.07.008
  • Health Canada. Department of health, food and drugs regulation - Amendments. Canada Gazette Part I, 19 February, 2011: 439-440.
  • FDA (Food and Drug Administration). Food and drug administration, Department of health and human services. Food additives permitted for direct addition to food for human consumption; vitamin D2 baker’s yeast. Federal Register 08/29/2012. Режим доступа: http://federalregister.gov/a/2012-21353. Дата обращения: 12.08.2019.
  • Shurson G.C. Yeast and yeast derivatives in feed additives and ingredients: Sources, characteristics, animal responses, and quantification methods. Animal Feed Science and Technology, 2018, 235: 60-76 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2017.11.010
  • Baur A.C., Brandsch C., Konig B., Hirche F., Stangl G.I. Plant oils as potential sources of vitamin D. Frontiers in Nutrition, 2016, 12(3): 29 ( ).
  • DOI: 10.3389/fnut.2016.00029
  • Kühn J., Schutkowski A., Hirche F., Baur A.C., Mielenz N., Stangl G.I. Non-linear increase of vitamin D content in eggs from chicks treated with increasing exposure times of ultraviolet light. The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology, 2015, 148: 7-13 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.jsbmb.2014.10.015
  • Kühn J., Schutkowski A., Kluge H., Hirche F., Stangl G.I. Free-range farming: a natural alternative to produce vitamin D-enriched eggs. Nutrition, 2014, 30(4): 481-484 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.nut.2013.10.002
  • Richard C., Cristall L., Fleming E., Lewis E.D., Ricupero M., Jacobs R.L., Field C.J. Impact of egg consumption on cardiovascular risk factors in individuals with type 2 diabetes and at risk for developing diabetes: a systematic review of randomized nutritional intervention studies. Canadian Journal of Diabetes, 2017, 41(4): 453-463 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.jcjd.2016.12.002
  • Díez-Espino J., Basterra-Gortari F.J., Salas-Salvadó J., Buil-Cosiales P., Corella D., Schröder H., Estruch R., Ros E., Gómez-Gracia E., Arós F., Fiol M., Lapetra J., Serra-Majem L., Pintó X., Babio N., Quiles L., Fito M., Marti A., Toledo E. Egg consumption and cardiovascular disease according to diabetic status: The PREDIMED study. Clinical Nutrition, 2017, 36(4): 1015-1021 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.clnu.2016.06.009
  • Kim J.E., Ferruzzi M.G., Campbell W.W. Egg consumption increases vitamin E absorption from co-consumed raw mixed vegetables in healthy young men. The Journal of Nutrition, 2016, 146(11): 2199-2205 ( ).
  • DOI: 10.3945/jn.116.236307
  • Kim J.E., Gordon S.L., Ferruzzi M.G., Campbell W.W. Effects of egg consumption on carotenoid absorption from co-consumed, raw vegetables. The American Journal of Clinical Nutrition, 2015, 102(1): 75-83 ( ).
  • DOI: 10.3945/ajcn.115.111062
  • Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Рисник Д.В., Никитюк Д.Б., Тутельян В.А. Обеспеченность населения России микронутриентами и возможности ее коррекции. Состояние проблемы. Вопросы питания, 2017, 86(4): 113-124.
  • Tripkovic L., Wilson L.R., Hart K., Johnsen S., de Lusignan S., Smith C.P. Hypponen E. Daily supplementation with 15 μg vitamin D2 compared with vitamin D3 to increase wintertime 25-hydroxyvitamin D status in healthy South Asian and white European women: a 12-wk randomized, placebo-controlled food-fortification trial. The American Journal of Clinical Nutrition, 2017, 106(2): 481-490 ( ).
  • DOI: 10.3945/ajcn.116.138693
Еще
Статья обзорная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp