Usporedba proizvoda od češnjaka

(pregled znanstvenih literaturnih podataka)
Priredio: Prof. Dr. Vladimir Hlady, profesor bioinženjerstva, Sveučilište Utah, Salt Lake City, Utah, SAD

 

Uvod

Češnjak je poznat po svom karakterističnom mirisu, koji proizlazi iz sumpornih komponenti češnjaka. U trenutku kada se režanj češnjaka zdrobi ili nareže, spojevi u netaknutom češnjaku se pretvaraju u kratkom vremenskom razdoblju u stotine organsko-sumpornih spojeva. Enzim koji je prisutan u češnjaku, aliinaza, odmah se aktivira i pretvara u aliin (tj. cisteinski sulfoksid) u citotoksične i oporno mirisne spojeve alkil-tiosulfinata. Jedan od tih prolazno formiranih spojeva je alicin, koji tvori 70-80% tiosulfinata. Alicin je vrlo nestabilan spoj koji se brzo razgrađuje do sulfida, uključujući ajoene i ditiine. Alicin je ponekad pogrešno označen kao “ulje češnjaka”, jer nije prisutan u netaknutom režnju češnjaka, a veoma često niti u proizvodima češnjaka (Freeman i Kodera 1995.)

Komercijalno dostupni proizvodi češnjaka

Proizvodi od češnjaka uglavnom spadaju u jednu od slijedeće četiri kategorije:

  1. dehidrirani češnjak u prahu,
  2. eterično ulje češnjaka,
  3. macerat češnjaka u ulju i
  4. ekstrakt češnjaka u vodeno-alkoholnoj otopini.

 

Osnovne karakteristike tih proizvoda

(1) – Češnjak u prahu se proizvodi kao začin u pripremi hrane. Režnjevi češnjaka se narežu ili zdrobe, osuše i usitne u prah. Smatra se da češnjak u prahu sadržava iste sastojke kao i sirovi češnjak, no omjeri i količine tih sastojaka se značajno razlikuju (Iberl i sur. 1990b). Na primjer, glavni sumporni spoj u sirovom češnjaku i u češnjaku u prahu je aliin. U prosjeku, češnjak u prahu sadrži samo 1% aliina, što znači da se više od polovice aliina gubi tokom dehidracije. Zdrobljeni sirovi češnjak sadrži 3,7 mg alicina po gramu sirovog češnjaka (Lawson i Hughes 1992). Iako se često navodi da dehidrirani prah sadrži alicin, mnogi preparati na tržištu ne sadrže alicin, najvjerojatnije jer je taj spoj vrlo nestabilan (Freeman and Kodera 1995, Yan et al. 1993).

(2) – Eterično ulje češnjaka se dobiva destilacijom češnjaka pomoću vodene pare. U netaknutom češnjaku sadržaj eteričnog ulja je samo 0,2-0,5%, a sastoji se od raznih sulfida i dialil trisulfida (Block 1985, Yan i sur. 1992). Vodeno-topljivi spojevi se potpuno eliminiraju ovim postupkom. Alicin je također potpuno uklonjen iz ulja kod destilacije. Kapsule češnjakovog ulja obično sadrže biljno ulje i male količine eteričnog ulja češnjaka zbog oporog mirisa.

(3) – Macerat češnjaka u ulju je izvorno razvijen za kulinarsku upotrebu i može sadržavati cijele režnjeve češnjaka u biljnom ulju. Tijekom proizvodnog procesa, aliin se pretvara u alicin. Zbog toga što je alicin nestabilan i što se brzo razgrađuje, macerat češnjaka sadrži produkte razgradnje alicina; spojeve kao što su ditiini, ajoeni i sulfidi, te druge sastojke iz češnjaka (Block 1985, Iberl i sur. 1990a).

(4) – Ekstrakt češnjaka dobiva se ekstrakcijom svježeg češnjaka u vodeno-alkoholnoj otopini tijekom dugotrajnog perioda. Ekstrakt sadrži sastojke češnjaka koji su vodo-topljivi i malu količinu spojeva koji su topljivi u ulju (Weinberg i sur., 1993). Kroz postupak vodeno-alkoholne ekstrakcije nestabilni organo-sumporni spojevi se spontano kemijski pretvaraju u sigurne, stabilne bioraspoložive i djelotvorne tvari, kao sto su aliin, cikloaliin, S-alilcistein (SAC) i S-allyl merkaptocistein (SAMC). Od ovih spojeva je važan S-alilcistein jer je djelotvoran i bioraspoloživ te se može koristi za standardizaciju (Nagae i sur. 1994). Dugotrajna ekstrakcija češnjaka također eliminira komponente neugodnog mirisa.

Iz gornjega se vidi da pripravci češnjaka nisu ekvivalenti u svom sastavu. No, još je važnije to da proizvodi ne donose iste zdravstvene efekte koji se dobivaju njihovim konzumiranjem. Te razlike između djelovanja povezane su sa bioraspoloživosti supstanci koje ti proizvodi sadrže i njihovim količinama. Slijedeći dio ovog dokumenta posvećen je usporedbi djelovanja pripravaka češnjaka s obzirom na alicin i S-alilcistein (SAC).

 

Bioraspoloživost alicina i S-alilcisteina

Iako se alicin u laboratorijskim pokusima pokazao kao učinkovita antimikrobna supstanca, njegovi učinci su u organizmu su vrlo sporni. Studije pokazuju da je bioraspoloživost allicina vrlo mala (Lawson i Hughes 1992). Naime, čak i nakon konzumiranja velike količine češnjaka, organosumporne supstance koje su topljive u ulju, uključujući alicin, sulfide, ajoene i ditiine, ne mogu se pronaći niti u krvi, niti u urinu. Jedna od studija proizvoda češnjaka, koja je uključivala i enterički obložene tablete, pokazala je da se alicin ne nalazi u krvi nakon oralnog uzimanja tableta. Sudbina alicina u organizmu je prikazana na donjoj shemi (preuzeto iz Amagase i sur. 2001).

Opis sheme:

  1. Alicin se ne nalazi u krvi nakon oralnog konzumiranja 90 mg alicina (Lawson i Hughes 1992).
  2. Mnogi proizvodi češnjaka ne sadrže alicin (Freeman i Kodera 1995), niti mogu proizvesti alicin iz aliina jer se enzim aliinaze inaktivira zbog želučane kiseline (Lawson i Hughes 1992).
  3. Entericki obložene tablete češnjaka u prahu se ne razgrađuju želučanom kiselinom, međutim crijevna tekućina inhibira produkciju alicina, a crijevne stanice epitela dodatno razgrađuju alicin (Freeman i Kodera 1995). Dodatna komplikacija je da prisustvo alicina može uništiti i dobre i loše bakterije u crijevima (Shashikanth i sur. 1985) i time pogoršati sluznicu želuca i crijeva (Kodera 1997). Prema kliničkoj studiji iz 2001 g. količine alicina dostavljene iz probavnog trakta u krvotok su neznatne (Amagase i sur. 2001).
  4. Čak i ako bi neka količina alicina došla krvotokom iz probavnog trakta do jetre, alicin bi tamo bio razgrađen od strane hepatocita koji izlučuju enzim lactat dehidrogenazu (Egen-Schwind i sur. 1992).

 

Sve ovo pokazuje da bez obzira da li neki proizvod sadrži alicin ili ne, alicin nije otkriven u krvi, to jest nije bioraspoloživ i ne može djelovati na ostale organe putem cirkulacije. Za razliku od alicina, S-alilcistein (SAC) je stabilan spoj, bez mirisa i topiv u vodi i nalazi se u vodeno-alkoholnom ekstraktu češnjaka. Danas je SAC jedina pouzdana supstanca koja se koristi u studijima zdravstvenih efekata preparata češnjaka; njegova količina se može točno odrediti i u krvi i u urinu (Steiner i Li 2001). Na primjer, nakon uzimanja češnjaka, N-acetil-S-alilcistein je nađen u ljudskom urinu. Što je još važnije, SAC ima sposobnost da smanji količinu kolesterola u cirkulaciji (Yeh i Yeh 1994), da služi kao antioksidant (Ide i sur. 1997; Imai i sur. 1994), da inhibira proces stvaranja tumora (Amagase i Milner 1993. Li i sur. 1995) te da štiti jetru od toksina (Nakagawa i sur. 1988). Ova je tvrdnja potvrđena u mnogobrojnim kliničkim istraživanjima na ljudima i u laboratorijskim istraživanjima na ljudskim stanicama. U laboratorijskim modelima, ekstrakti češnjaka inhibiraju agregaciju trombocita, promoviraju sintezu dušikovog mono-oksida i fibrinolizu (Rahman 2006; Rahman 2007). Antitrombotična aktivnost češnjaka bila je predmet nekoliko studija na zdravim osobama i na bolesnicima s kardio-vaskularnom bolestima. Pritom se koristio vodeno-alkoholni ekstrakt češnjaka koji sadržava SAC (Steiner 1998). Taj preparat češnjaka uzrokovao je smanjenje agregacije trombocita u svakoj studiji. Uz to, randomizirana, dvostruko-slijepa, placebo-kontrolirana klinička studija na ljudima koji su imali operaciju srca pokazala je značajnu inhibiciju stvaranja naslaga u koronarnim arterijama nakon konzumiranja 4 mL vodeno-alkholonog ekstrakta češnjaka na dan, u trajanju oko godinu dana (Budoff 2006). Kod tih su pacijenata naslage (tzv. plakovi) smanjene za oko 65 posto u usporedbi s kontrolnom grupom koja je uzimala placebo. Krvni homocistein i LDL također su imali tendenciju smanjenja, dok je HDL pokazao tendenciju rasta. Autori zaključuju da ekstrakt češnjaka može biti vrlo koristan za sprečavanje blokiranja protoka krvi do srca, posebno u visoko rizičnih osoba, uključujući pacijente koji su imali operaciju srca.

 

Ostali rezultati istraživanja u kojima je korišten vodeno-alkoholni ekstrakt češnjaka

Mnogobrojni kardiozaštitni efekti uzimanja vodeno-alkoholnog ekstrakta češnjaka koji sadrži sigurne, stabilne, bioraspoložive i djelotvorne tvari kao što je S-alilcistein, a koji su potvrđeni u kliničkim studijima, dani su u slijedećoj tabeli. Strelica dolje (↓) označuje pad ili smanjenje, a strelica gore (↑) porast ili povećanje istraživanog parametra. Brojevi u zagradi se odnose na znanstvene radove u kojima su ti rezultati objavljeni.

Anemija (eritrociti, hemoglobin) [1]↓ u 61% bolesnika
Krvni tlak [2,3]↓ 6-9%
Bol u prsima [4]↓ u 90% bolesnika
Hladnoca udova [4.5]u 40-100% bolesnika
Oksidacija kolesterola [6,12,14,19]↓ 38%
Cirkulacija (ruke/noge) [5,7]↑ u 67% bolesnika
Vrtoglavica [5]↓ u 50-85% bolesnika
Funkcija endothelija [17,18]↑ u 44-66% bolesnika
Glavobolja [5]↓ u 50-80% bolesnika
Homocysteine [17]↓ u 27% bolesnika
Palpitacija srca [1]↓ u 45-75% bolesnika
LDL kolesterol [2,8,9,10]↓ 5-12%
Oksidativni stress kod pusenja [20]↓ u 29-37% bolesnika
Agergacija trombocita [6,9.15]↓ 10-25%
Adhezija trombocita [6,9]↓ 30-58%
Sigurnost kod uzimanja warfarina [21]potvrdjeno
Sickle Cell Anemia [11,13,15]↓ gustih eritrocita za 30%
Ukupan serumski kolesterol [2,8,9,10,12,16]↓ 6-31+%
Trigliceridi [8]↓ 10-19%

 

Literatura za gornju tabelu

1. Hasegawa Y, et al. 1983. Japanese J. New Remedies Clinic 32:365-76.

2. Steiner M, et al. 1996 Am J Clin Nutr. 64:866-70.

3. Ried K, et al. Eur. J. Clin. Nutr. (2013) 67, 64–70.

4. Kawashima H, et al. 1985. Treatment and New Medicine, Japan. 22:3012-24.

5. Kikuchi T, et al. 1994. Japanese J New Remedies Clin. 43(1):146-58.

6. Steiner M, et al. 1998. J Cardiovascular Pharmacol. 31:904-8.

7. Okuhara T. 1994. Japanese Pharmacol Therapeut. 22(8):3695-3701.

8. Lau B, et al. 1987. Nutr Res. 7:139-49.

9. Steiner M, et al. 1994. J Am Coll Nutr. 13(5):524.

10. Yeh Y, et al. 1995. J Am Coll Nutr. 14(5):545.

11. Ohnishi ST, Ohnishi T, et al. 2000. Nutrition. 16:330-8.

12. Munday J, et al. 1999. Atherosclerosis. 143:399-04.

13. Takasu J, et al. 2002. BMC Blood Disorders. 2:3.

14. Lau. BHS, 2001. J. Nutr. 131:985S-8S

15. Rahman K, Billington D. 2000. J. Nutr. 130:2662-5.

16. Yeh Y, et al. 1997. In Food Factors for Cancer Prevention, Ohigashi, et al. eds. Springer Tokyo, pp. 226-230, 1997

17. Williams, et al. 2005. Phytother. Res. 19(4):314-9.

18. Weiss N, et al. 2006. J Nutr. 136(3S):750S-4S.

19. Lau B, et al.2001. J. Nutr. 131:168-71.

20. Dillon SA, et al. 2002. J. Nutr. 132:168-71.

21. Macan H, et al. 2006. J. Nutr. 136(3S):793S-5S.

 

Literatura

1. Freeman, F. & Kodera, Y. (1995) Garlic chemistry: stability of S-(2-propenyl)- 2-propene-1sulfinothioate (allicin) in blood, solvents, and simulated physio-logical fluids. J. Agric. Food Chem. 43: 2332–2338.

2. Iberl, B., Winkler, G., Muller, B. & Knobloch, K. (1990) Quantitative determination of allicin and alliin from garlic by HPLC. Planta Med. 56: 320–326.

3. Lawson, L D. & Hughes, B.G. (1992) Characterization of the formation of allicin and other thiosulfinates from garlic. Planta Med. 58: 345–350.

4. Yan, X., Wang, Z. & Barlow, P. (1993) Quantitative determination and profiling of total sulfur compounds in garlic health products using a simple GC procedure. Food Chem. 47: 289–194.

5. Block, E. (1985) Chemistry of garlic and onions. Sci. Am. 252: 94–99.

6. Weinberg, D.S. Manier, M.L., Richardson, M.D. & Haibach, F.G. (1993) Identification and quantification of organosulfur compliance markers in garlic extract. J. Agric. Food Chem. 41: 37–41.

7. Nagae, S., Ushijima, M., Hatono, S., Imai, J., Kasuga, S., Matsuura, H., Itakura, Y. & Higashi, Y. (1994) Pharmacokinetics of the garlic compound S-allyl cysteine. Planta Med. 60: 214–217

8. Amagase, H., Petesch, B.L., Matsuura, H., Kasuga S., & Itakura, Y. (2001) Intake of Garlic and Its Bioactive Components. J. Nutr. 131: 955S–962

9. Shashikanth, K.N., Basappa, S.C. & Murthy, V. (1985) Allicin concentration in the gut of rats and its influence on the microflora. J. Food Sci. Technol. 22: 110–112.

10., Kodera, Y. (1997) Dietary tolerance/absorption/metabolism of garlic. In: Nutraceuticals: Designer Foods III Garlic, Soy and Licorice (Lanchance, P., ed.), pp. 95–105. Food & Nutrition Press, Trumbell, CT.

11. Egen-Schwind, C., Eckard, R., Jekat, F.W. & Wirterhoff, H. (1992) Pharmacokinetics of vinyldithiins, transformation products of allicin. Planta Med. 58: 8–13.

12. Steiner, M. & Li, W. (2001) Aged garlic extract, a modulator of cardiovascular risk factors. J. Nutr. 131: 980S–984S.

13. Yeh, Y. & Yeh, S. (1994) Garlic reduces plasma lipids by inhibiting hepatic cholesterol and triacylglycerol synthesis. Lipids 29: 189–193.

14. Ide, N., Nelson, A.B. & Lau, B.H.S. (1997) Aged Garlic Extract and its constituents inhibit Cu+2induced oxidative modification of low density lipoprotein. Planta Med. 63: 263–264.

15. Imai, J., Ide, N., Nagae, S., Moriguchi, T., Matsuura, H. & Itakura, Y. (1994) Antioxidant and radical scavenging effects of aged garlic extract and its constituents. Planta Med. 60: 417–420.

16. Amagase, H. & Milner, J. (1993) Impact of various sources of garlic and their constituents on 7,12-dimethylbenz[a]anthracene binding to mammary cell DNA. Carcinogenesis 14: 1627–1631

17. Li, G., Qiao, C.H., Lin, R.I., Pinto, J., Osborne, M.P. & Tiwari, R.K. (1995) Anti-proliferative effects of garlic constituents in cultured human breast cancer cells. Oncol. Rep. 2: 787–791.

18. Nakagawa, S., Kasuga, S. & Matsuura, H. (1988) Prevention of liver damage by aged garlic extract and its components in mice. Phytother. Res. 1: 1-4.

19. Rahman, K., & Lowe G.M. (2006) Garlic and Cardiovascular Disease: A Critical Review. Journal of Nutrition. 136 Suppl 3:S736-740.

20. Rahman, K. (2006) Effects of garlic on platelet biochemistry and physiology. Mol. Nutrition Food Res. 2007, 51, 1335 – 1344.

21. Steiner, M., & Lin, R.S. (1998) Changes in platelet function and susceptibility of lipoproteins to oxidation associated with administration of aged garlic extract .J Cardiovasc Pharmacol. 31:904–8.

22. Budoff, M. (2006) Aged Garlic Extract Retards Progression of Coronary Artery Calcification. Journal of Nutrition 136 Suppl 3:S741-4.