Ouăle și sănătatea

Ouăle sunt o parte importantă a dietei umane datorită conținutului ridicat de proteine și alte substanțe nutritive. În ultimele decenii, evaluarea ouălor ca parte a dietei umane a fost dominată de dezbaterile privind conținutul de colesterol. Valoarea nutritivă a unui produs alimentar este însă un concept complicat deoarece nu poate fi bazat doar pe descrierea compoziției produsului în sine. O substanță cu rol nutritiv este parte componentă a unui produs alimentar, cu efecte nutriționale și fiziologice (Seuss-Baum et al., 2011).

Dr. ing. ANA-MARIA COVAŞĂ; Dr. ing. ANCA-MARIA GALIȘ
 
CALITATEA NUTRITIVĂ A OULUI DE CONSUM
Un concept foarte important din punct de vedere al calității nutritive este digestibilitatea, aceasta exprimând gradul în care moleculele organice majore (proteine, lipide, carbohidrați) sunt transformate de enzimele digestive. Pe lângă aceasta, un altul important, dar mai complicat, este cel al biodisponibilității, acesta putând fi definit ca:

  • - proporția dintr-o substanță nutritivă care a fost digerată, absorbită și metabolizată;
  • - proporția care poate fi măsurată în țesuturile țintă după absorbție;
  • - proporția capabilă să îndeplinească rolul biologic după absorbție;
  • - proporția furnizată fluxului sanguin.

Biodisponibilitatea depinde de anumiți factori fiziologici (funcțiile digestive, starea de sănătate, boli preexistente), precum și de compoziția produsului alimentar (impactul procesării asupra materiilor prime, prezența anumitor inhibitori). De exemplu, oul prezintă un conținut ridicat de fier, fiind considerat pentru multă vreme o sursă foarte bogată a acestui element. Însă studiile recente au stabilit că biodisponibilitatea acestuia din ou este scăzută datorită interacțiunii cu fosvitina (Seuss-Baum et al., 2011). În același timp, cobalamina (vitamina B12) este reținută în cantități semnificativ mai mari atunci când este consumată în gălbenușul oului, în comparație cu administrarea formei cristaline, ca supliment.
 

1. GĂLBENUȘUL
Gălbenușul reprezintă 36% din greutatea unui ou întreg, materia uscată fiind de aproximativ 50-52%, în funcție de vârsta găinii și de durata depozitării. Principalul component al gălbenușului este reprezentat de lipide, iar raportul lipide:proteine este de 2:1, lipidele din gălbenuș fiind în mod exclusiv prezente în asocieri de tipul lipoproteinelor. Gălbenușul este un sistem complex, structurat pe diferite niveluri care se compun din agregate (granule) în suspensie, într-un fluid de culoare galbenă, translucid (plasma) care conține lipoproteine și proteine. Aceste granule se constituie din complexe de formă circulară cu diametrul între 0,3 și 2 μm. În consecință, gălbenușul poate fi separat în două fracțiuni după diluție dublă cu 0,3 M NaCl și centrifugare la 10.000 g (30 min.), supernatantul de culoare portocalie închisă reprezentând fracțiunea plasmatică, în timp ce peletele translucide sunt granulele. Acestea reprezintă 22 % din materia uscată a gălbenușului, conținând 50 % din proteinele gălbenușului și 7 % din lipidele acestuia, fiind compuse din HDL (lipoproteine cu densitate ridicată) (70 %) și o proteină – fosvitina – (16 %), aflată în legătură cu punțile fosfocalcice dintre grupările fosfat ale resturilor fosfoseril. O parte din LDL (lipoproteinele cu densitate scăzută) sunt incluse în această structură granulară (Anton et al., 2011).
Acidifierea și alcalinizarea mediului determină distrugerea structurii granulelor și solubilizarea constituenților acestora, prin creșterea numărului de sarcini pozitive (NH3+) sau negative (COO-). Porțiunea plasmatică a gălbenușului conține 78 % din materia uscată a gălbenușului, fiind constituită din 85 % LDL și 15 % livetine și formând faza apoasă în care particulele se află în suspensie. Aceasta cuprinde 90 % din lipidele gălbenușului (din care 70 % trigliceride, 25 % fosfolipide și 5 % colesterol) (incluzând aproape toți carotenoizii) și 50 % din proteinele acestuia (Anton et al., 2011).
 

2. ALBUȘUL
Albușul reprezintă aproximativ 60 % din greutatea totală a oului, fiind compus dintr-o soluție proteică apoasă, cu un conținut redus de minerale și carbohidrați. Proteinele reprezintă mai mult de 90 % din materia uscată a albușului, o mare parte din acestea fiind de tip globular, fie acide, fie neutre, cu excepția avidinei și lizozimului, care sunt alcaline. Toate acestea se prezintă sub formă glicozilată, cu excepția cistatinei și formei predominante a lizozimului. O parte din acestea sunt termosensibile și/sau sensibile la denaturarea de suprafață (Anton et al., 2011).
În cantitate predominantă în albuș se află ovalbumina, din ai cărei aminoacizi mai mult de 50 % sunt hidrofobi. Aceasta cuprinde grupări tiol libere, fiind capabilă să determine o serie de rearanjări cauzate de variații ale condițiilor de depozitare, de pH sau denaturare de suprafață. Ovotransferina este a doua proteină predominantă din albuș, fiind constituită din doi lobi, fiecare dintre aceștia conținând situri specifice de legare a fierului (ocazional și a cuprului, zincului și aluminiului). Este proteina cu termosensibilitatea cea mai ridicată, dar complexarea cu fier și aluminiu crește semnificativ stabilitatea termică.
O altă proteină importantă din albuș, ovomucoidul, se regăsește sub formă puternic glicozilată. La pH 7, temperatura sa de denaturare se situează în jurul valorii de 77oC, această proteină fiind mult mai rezistentă termic la pH acid.
Ovomucina este, de asemenea, o proteină aflată în stare glicozilată, care interacționează electrostatic cu alte proteine din albuș. În ouăle proaspete (pH 7,5), grupările carboxil ale acizilor sialici ai ovomucinei interacționează în mod special cu reziduurile de lizină ale lizozimului ε-NH3+, pentru formarea unui complex lizozim-ovomucoid, responsabil pentru structura si­mi­lară unui gel a albușului (Anton et al., 2011).
Lizozimul este o proteină bazică de tip globular, cu structură rigidă, stabilizată prin patru punți disulfidice.
Fracțiunea glucidică a albușului conține glucoză liberă și carbohidrați aflați în interacțiune cu proteinele. Fracțiunea minerală este compusă predominant din Na+, K+, Cl-, în stare liberă, în timp ce P și S sunt elemente care constituie proteinele. Albușul mai conține și CO2, în echilibru cu bicarbonatul, care joacă un rol important în stabilizarea pH-ului (Anton et al., 2011).
 

3. COAJA
Coaja este formată dintr-o matrice organică, care include membranele și câteva componente suplimentare înconjurate de un strat de carbonat de calciu (95 %), reprezentând 4 % din greutatea totală a oului. Membrana externă are o grosime de 50 μm și este localizată între membrana internă (în contact direct cu albușul) și partea calcifiată a cojii (70 μm). Stratul exterior este denumit cuticulă, un strat organic de 10 μm, care conține majoritatea pigmenților cojii și un film subțire de cristale de hidroxiapatită în partea interioară. Toate cele patru straturi acționează ca o barieră fizică împotriva microorganismelor din exterior.
Matricea cojii cuprinde un amestec de proteine (70 %) și polizaharide (11 %). Până în acest moment au fost identificate trei grupuri de proteine: proteine din albuș (ovalbumina, lizozimul, ovotransferina), proteine ubicvitare (osteopontina și clusterina) și proteine specifice (ovocleidina-17 și o-116, ovocalixina-32, -36, -25 și -21) (Anton et al., 2011).
 

PROPRIETĂȚI BIOLOGICE ALE OUĂLOR 
 

1. ACTIVITATE ANTIBACTERIANĂ
Pe lângă bariera fizică reprezentată de coajă și de membranele acesteia, există și anumite componente chimice cu rol de protecție. O parte dintre acești compuși au fost intens studiați și sunt utilizați în unele cazuri ca și conservanți, în timp ce alții au fost utilizați pentru cercetare avansată în domeniul medicinei, în vederea tratării anumitor afecțiuni.
Printre proteinele din albuș, se numără lizozimul și ovotransferina, două dintre cele mai studiate proteine în acest scop. Lizozimul din albuș catalizează hidroliza legăturilor glicozidice β-(1-4) dintre acidul N-acetilmuramic și N-acetilglucozamina din peptidoglicanul bacterian, o componentă structurală a peretelui celular al bacteriilor Gram-pozitive. Peptidoglicanul poate fi degradat de către lizozim în medii cu presiune osmotică redusă sau în situațiile în care rata la care are loc sinteza și procesul de polimerizare pentru formare de noi molecule de peptidoglican este mai redusă în comparație cu reacția de degradare a lizozimului, prin intermediul catalizei (Anton et al., 2011).
În plus, moartea celulară are loc prin acțiunea litică a lizozimului, ceea ce nu se poate aplica și în cazul bacteriilor Gram-negative, acestea posedând o membrană externă suplimentară. Lizozimul este eficient în cazul afecțiunilor orale, împotriva Streptococcus mutans și în cazul infecțiilor cu bacterii care cauzează parodontita. Lizozimul este, de asemenea, utilizat ca și conservant, manifestând activitate intensă împotriva bacteriilor mezofile și a celor sporogene termofile, precum Bacillus stearothermophilus, Clostridium thermosaccharolyticum și Clostridium tyrobutyricum. Este utilizat în compoziția brânzeturilor pentru prevenirea contaminării, datorită lipsei acțiunii inhibitoare asupra culturilor starter și a celor secundare, necesare maturării brânzeturilor. Acesta previne multiplicarea bacteriilor în cazul produselor alimentare supuse refrigerării: Listeria monocytogenes, Clostridium botulinum, Clostridium jejuni și Yersinia enterocolitica, iar în asociere cu imunoterapia, lizozimul este eficient în cazul sinuzitelor virale și a bronșitei. Acțiunea antivirală a lizozimului a fost parțial explicată prin rolul său de precipitare a particulelor virale și prin acțiunea de imunizare a gazdei (Anton et al., 2011).
Ovotransferina are rol inhibitor asupra bacteriilor Gram-negative, prin privarea acestora de fierul necesar multiplicării. Fierul participă la procesele biologice majore, unele specii bacteriene posedând rezerve intracelulare care pot fi mai apoi utilizate pentru a permite creșterea atunci când există restricții externe de fier. Aceasta face parte din familia transferinelor, proteine de transport care leagă moleculele metalice, cu o preferință in vivo pentru fier, și răspândite în diferitele fluide fiziologice. S-a sugerat că activitatea antimicrobiană a ovotransferinei este datorată interacțiunii pe care forma cationică a acestei proteine o are cu membrana externă anionică a bacteriilor Gram-negative. Ipoteza a fost recent confirmată prin identificarea unui fragment peptidic cationic denumit OTAP-92, care posedă o jumătate structurală similară defensinelor insectelor, acesta fiind capabil să traverseze membrana bacteriană și să producă deteriorarea funcției biologice a membranei citoplasmatice. S-a demonstrat că ovotransferina are efect antibacterian atât asupra bacteriilor Gram-pozitive (Staphylococcus aureus) cât și asupra celor Gram-negative (Escherichia coli). Astfel, în scop practic, aceasta a fost propusă pentru încorporarea în produsele nutritive pentru copii, și pentru tratamentul diareei acute a acestora, iar recent s-a demonstrat faptul că prezența ovotransferinei determină stimularea (prin inhibarea AMPc β-lactamazei) unor antibiotice eficiente împotriva bacteriilor din familia β-lactamice, fiind factorul cheie pentru asocierile medicamentoase capabile să distrugă rezistența bacteriilor la cefalosporine (Anton et al., 2011). β-lactamazele AMPc sunt enzime bacteriene capabile să hidrolizeze cefalosporinele și cefampicina cu spectru larg de generația a treia, determinând astfel rezistență la aceste clase de antibiotic.
 

2. ACTIVITATE ANTIHIPERTENSIVĂ
Ouăle sunt recunoscute ca sursă de componente cu rol de scădere a tensiunii arteriale.
În acest scop, există o serie de peptide derivate din proteine alimentare, utilizate fie în prevenirea, fie în tratamentul hipertensiunii. Dintre acestea, o mare parte acționează ca inhibitori ai enzimei de conversie a angiotensinei (ACE), o exopeptidază care degradează legăturile dipeptidice din porțiunea C terminală a diferitelor oligopeptide și cu rol de hidrolizare a angiotensinei I pentru obținerea de angiotensină II, care acționează ca vasoconstrictor. Dintre proteinele din componența oului, există două peptide derivate din ovalbumină cu efect antihipertensiv. Prima, denumită generic ovochinină, a fost purificată prin digestia peptidică a ovalbuminei, fiind un agonist al bradichininei B1, cu rol în scăderea tensiunii arteriale sistolice la șoarecii hipertensivi, la administrare în emulsie de gălbenuș de ou (Anton et al., 2011). Ulterior hidrolizei cu pepsină, s-a constatat punctul de inhibare maximă, exprimat ca IC50, sau concentrația necesară pentru inhibarea a 50 % din activitatea enzimatică, pepsina demonstrând, de asemenea, o activitate puternic proteolitică asupra ovalbuminei. A doua peptidă, denumită ovochinina 2-7, a fost obținută prin digestie cu chemotripsină, iar administrarea sa orală determină reducerea tensiunii arteriale într-o manieră dependentă de doză, studiile de specialitate arătând că vasodilatarea datorată acestei peptide este mediată de oxidul nitros (Anton et al., 2011).
 

3. PROPRIETĂȚI ANTIOXIDANTE 
Două dintre proteinele oului au rol în legarea ionilor elementelor metalice: ovotransferina și fosvitina, prima existentă în albuș, a doua în gălbenuș. Capacitatea de a lega ionii elementelor metalice determină funcții biologice, mai precis antioxidante și antimicrobiene. Ovotransferina are rol în legarea fierului, în special a formei trivalente, fiind capabilă să lege doi atomi per moleculă. Ordinea de legare a ionilor de fier este dependentă de pH, la un pH de 6,0, ionii vor fi legați mai întâi de domeniul C, în timp ce la un pH de 8,5, legarea va avea loc cu prioritate de domeniul N. Rolul biologic al ovotransferinei este general acceptat ca fiind cel de legare a fierului, însă această proteină poate lega și ioni de aluminiu. Ca efect, capacitatea de legare a fierului este indirect corelată cu prevenirea oxidării lipidelor.
În ceea ce privește fosvitina, capacitatea acesteia de chelare a metalelor determină potențialul ei antioxidant. Aceasta conține 110 reziduuri de fosfoserină, responsabile de legarea fierului. Din cantitatea totală de fier a unui ou, 95 % este prezentă în gălbenuș, toată fiind legată de fosvitină. Aceasta conține 2-3 atomi de fier per moleculă în momentul izolării din oul de găină, însă capacitatea sa de legare este mult mai mare (de aproximativ 60 de atomi per moleculă) (Anton et al., 2011).
Din punct de vedere structural, ionii de fier sunt coordonați de ioni de oxigen în mod octaedric, aceștia din urmă aparținând grupurilor de fosfați legați de serină, dar și altor liganzi din proteine sau din solvent. Fosvitina inhibă oxidarea fosfolipidelor catalizate de către Cu2+ și de către Fe2+. Cu toate acestea, capacitatea antioxidantă a fosvitinei este absentă în prezența fierului hemic, cel mai probabil acesta neputând fi supus chelării deoarece face parte dintr-o structură de tip porfirină, care limitează interacțiunea fierului cu reziduurile fosfoseril din fosvitină. Studiile de specialitate au stabilit condițiile optime pentru fixarea fierului (115 μg/mg proteină): pH 6,5 și concentrație a NaCL de 0,15 M. Ca proces, pasteurizarea nu afectează capacitatea fosvitinei de legare a fierului sau proprietatea sa de antioxidant, mai mult, la o temperatură de 110oC timp de 20-40 minute, fierul legat nu este eliberat de către fosvitină (Anton et al., 2011).
 

4. APLICAȚII ÎN ANTICORPI
Activitatea anticorpilor din ou este datorată γ-livetinelor, denumite IgY, imunoglobuline ale gălbenușului. Acestea sunt sintetizate la nivel sanguin de către găinile ouătoare și sunt transferate în gălbenuș cu scopul de a imuniza embrionul. γ-livetina este o glicoproteină care conține lanțuri grele (60-70 kDa) și lanțuri ușoare (22 kDa), reprezentând 3 % din materia uscată a gălbenușului.
Tehnologia IgY este utilizată pentru producția de anticorpi monoclonali la găini. O găină va produce în general aproximativ 290 de ouă pe an, ceea ce reprezintă 5000 g de gălbenuș, iar nivelul IgY în gălbenuș este cuprins între 9 și 25 mg/ml, în consecință, o găină putând produce aproximativ 60 g IgY pe an. Din moment ce această metodă nu presupune sacrificarea, este considerată o metodă alternativă, respectând regulamentele U.E. privind protecția animalelor (Anton et al., 2011).
Producția de IgY a găinilor este de 30 de ori mai mare față de cea a iepurilor. Gălbenușul este o sursă potențială de anticorpi pentru om, datorită posibilității fabricării la scară largă. Mai mult, există posibilitatea producerii mai multor tipuri de IgY în cantități ridicate, prin imunizarea găinilor cu antigeni specifici: proteine, bacterii, viruși, paraziți, toxine. După recuperarea gălbenușului, IgY trebuie să fie extrase și izolate prin metode convenționale succesive (centrifugare cu săruri și cromatografie de afinitate și/sau de schimb de ioni). Concluzia este că producția de anticorpi de găină este o metodă alternativă foarte bună care poate înlocui cu succes producția de anticorpi de la mamifere, prin recoltarea ouălor și prin simplitatea și rapiditatea aplicării metodei de izolare a IgY din gălbenuș. Cantitatea de IgY disponibilă prin această metodă de producție poate deschide calea spre nenumărate aplicații în imunoterapie și imunoprofilaxie, pentru infecții virale și bacteriene în medicina veterinară și cea umană (Anton et al., 2011).