Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Oats (Avena spp.) is a cereal crop mainly used in food and feed applications. Com-mon oats (Avena sativa) has gained attention because of health supporting proper-ties and potential in reducing the risk of chronic diseases, related to its bioactive compounds β-glucan, tocopherols, tocotrienols and avenanthramides. The interest for other species has increased as they may be valuable in food applications due to their contents. Content variations in common oats is well known, but fairly un-known in other species. Previous research showed interesting properties of one relative, Avena strigosa which was investigated in the present study. Variations in the contents of β-glucan, tocopherols, tocotrienols and avenanthramides as well as the molecular weight distribution of β-glucan were studied among thirteen variety samples. Samples from two varieties were subjected to false malting (i.e. exclusion of sprouting) to evaluate effects. There was a significant difference among the samples regarding all studied bioactive compounds (p=0.000). The β-glucan content ranged between 1.9 and 6.3 % (w/w) and the average molecular weight between 1.59×106 and 2.43×106 g/mol. Among studied E-vitamers α-tocotrienol was the highest and varied between 7.4 and 60.0 µg/g DM. Other E-vitamers (α-tocopherol, β-tocotrienol and β-tocopherol) varied between 5.1 and 15.9, 1.3 and 7.2, 0.8 and 3.6 µg/g DM respectively. The main avenanthramides 2c, 2p, 2f and 2fd ranged between 11 and 352, 19 and 211, 7 and 435, from below detection limits to 112 nmol/g DM respectively. The main hydroxycinnamic acid was caffeic acid which varied between 17 and 134 nmol/g DM. The β-glucan content, the average molecular weights of β-glucan, the contents of avenanthramides and hydroxycinnamic acids were affected by false malting, while the contents of E-vitamers were unchanged. Generally, malting lead to a decrease in the content and in the average molecular weight of β-glucan, but caused a pronounced increase in mainly the lately eluted avenanthramides, 2pd and 2fd, especially in samples from one of the two varieties. Even though this study found similarities when comparing A. strigosa and A. sativa certain features were different. The importance of these differences can only be evaluated in human studies which investigate the differences in bioactivity. Further studies are needed to fully evaluate the variation among varieties of A. strigosa and to get a realistic picture of its true potential as a novel oat food crop. Factors to consider should though be the contents of several bioactive compounds and also the responses after processing like malting since the responses may differ between samples. A. strigosa is well worth to investigate further according to the present results.

Havre (Avena spp.) är en spannmålsgröda som främst används som livsmedel och foder. Havre (Avena sativa) har uppmärksammats p.g.a. dess hälsobefrämjande egenskaper och potential att minska risken för kroniska sjukdomar relaterade till dess bioaktiva ämnen, speciellt β-glukaner, tokoferoler, tokotrienoler och avenantramider. Nyligen har även andra arter av havre uppmärksammats eftersom de möjligen kan vara värdefulla i livsmedel p.g.a. de höga halterna av hälsobefrämjande ämnen. Variation av de bioaktiva ämnena inom A. sativa är välkänt, medan variation inom andra havrearter är betydligt mindre studerat. Tidigare forskning visade intressanta egenskaper hos havrearten A. strigosa som undersöktes i denna studie. Variation av halterna av β-glukaner, tokoferoler, tokotrienoler och avenantramider samt β-glukanernas molekylviktsfördelning studerades i prover från tretton olika sorter. Prover från två sorter studerades även efter ”falsk groning” (dvs. groning som inhiberar utväxt av grodd) för att utvärdera effekterna. Studien visade en signifikant skillnad mellan proverna avseende de bioaktiva ämnena (p=0.000). β-Glukanhalten varierade mellan 1.9 och 6.3 % och medelmolekylvikten hos β-glukan mellan 1.59 och 2.43×106 g/mol. Bland de undersökta E-vitamererna var halten av α-tokotrienol högst och varierade mellan 7.4 och 60.0 µg/g TS. Andra E-vitamerer (α-tokoferol, β-tokotrienol och β-tokoferol) varierade mellan 5.1 och 15.9, 1.3 och 7.2 samt 0.8 och 3.6 µg/g TS. De dominerande avenantramiderna (2c, 2p, 2f och 2fd) varierade mellan 11 och 352 nmol/g TS, 19 och 211, 7 och 435 samt från under detektionsgränsen till 112 nmol/g TS. Den mest förekommande kanelsyran var kaffesyra som varierade mellan 17 och 134 nmol/g TS. β-Glukanhalten, medelmo-lekylvikten av β-glukaner, halterna av avenantramider och kanelsyror påverkades av falsk groning. Generellt sett, orsakade groningen en minskning av β-glukanhalten och medelmolekylvikten av β-glukan, medan halterna av E-vitamerer var oförändrade. Den falska groningen ledde däremot till en uttalad ökning av halterna av de sent eluerade avenantramiderna, 2pd och 2fd, främst i prover från en av de två sorterna. Även om denna studie fann likheter då A. strigosa jämfördes med A. sativa, så noterades även skillnader. Huruvida dessa skillnader är av betydelse eller ej kan bara fastställas genom humanstudier som utvärderar skillnader i bioaktivitet. Ytterligare studier behövs för att utvärdera sortvariationen inom A. strigosa så att en realistisk bild av dess potential att användas som en livsmedelsgröda kan tydliggöras. Att ta i beaktande är halterna av flera olika bioaktiva ämnen, men också effekterna av processer som groning eftersom både halterna och effekterna kan variera mellan olika prover. A. strigosa är väl värd att undersöka ytterligare enligt resultaten i denna studie.