Biofortyfikacja jodem – sposób na zdrowszą żywność

Biofortyfikacja oznacza jedną z metod hodowli roślin oraz produkcji, której zadaniem jest wzbogacenie wartości odżywczej produktu, poprzez uzupełnienie go o biodostępne składniki pokarmowe jak: cynk, żelazo, wapń, miedź, jod, selen czy magnez, które występują w naturalnej diecie człowieka w niewielkiej ilości. Inaczej mówiąc, jest to żywność, która posiada dodatkowy, pozytywny wpływ na zdrowie, większy niż wynikający z naturalnych wartości odżywczych.

Jod jest pierwiastkiem potrzebnym do prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka. Ogólne zapotrzebowanie na ten pierwiastek zależy od płci, wieku, a także prowadzonego trybu życia. Minimalna dzienna dawka dla człowieka dorosłego wynosi 50-70 µg (1 µg na 1 kg masy ciała). Natomiast zapotrzebowanie optymalne jest równe 150 µg. W praktyce człowiek spożywa dziennie ok. 0,03 mg jodu.

Jod spełnia główną rolę w syntezie hormonu tarczycy – tyroksyny i trójjodotyronin niezbędnych do prawidłowego metabolizmu. Przy niedoborze może dojść do zaburzeń metabolicznych oraz fizjologicznych. Choroby tarczycy będące wynikiem braku jodu występują u ok. 8 mln mieszkańców naszego kraju, w tym u ok. 3,5 mln. dzieci w wieku 6-13 lat. Na terenie Polski rejonami ubogimi w jod jest Pogórze Karpackie i Pogórze Sudeckie.

Problemy zdrowotne, które są spowodowane niedoborem tego pierwiastka określone zostały jako IDD - Iodine Deficiency Disorders. U dzieci brak jodu powoduje zmniejszenie zdolności uczenia się oraz spowalnia wzrostu. Natomiast utrzymujący się przez dłuższy okres czasu niedobór jodu u dorosłych przyczynia się do powiększenia tarczycy, permanentnego zmęczenia, zmiany nastrojów, bólów głowy, obrzęku powiek i twarzy oraz łamliwości włosów i paznokci. Jod wywołuje również istotny wpływ na pracę serca. Jego brak przyczynia się do powstania nadciśnienia, a także innych zaburzeń kardiologicznych. Osoby cierpiące na deficyt tego pierwiastka mają skłonności do tycia oraz innych zaburzeń metabolicznych. Szczególnie należy zapobiegać niedoborowi tego pierwiastka w okresie ciąży. Do pozostałych, ale równie istotnych funkcji jodu w organizmie człowieka należą: ochrona przed białaczką, odtruwanie organizmu, zapobieganie rozwojowi Heliobacter pylori w żołądku, działanie antyalergiczne, regulacja rozwoju komórek podczas rozwoju płodu oraz karmienia piersią, niszczenie bakterii, wirusów i grzybów.

Głównym źródłem jodu w diecie są produkty pochodzenia morskiego (ryby, wodorosty), nabiał i jaja oraz woda pitna i sól kuchenna, która jest w Polsce od 1996 roku obowiązkowo jodowana. Jednakże badania naukowe udowodniły szkodliwość nadmiernej ilości soli w pożywieniu i lekarze proponują ograniczyć jej ilość. Z kolei owoce i warzywa są ubogim źródłem jodu (tabela 1).

Jedną z alternatywnych metod wprowadzenia jodu do diety jest biofortyfikacja roślin. Jest to alternatywna droga w stosunku do jodowania soli kuchennej. Rośliny uprawne mogą pobierać ten pierwiastek z roztworu glebowego poprzez korzenie lub bezpośrednio z powietrza np. przez liście. Ważne, że pierwiastek ten nie należy do mikroskładników pokarmowych roślin, więc stworzenie odpowiednich, agrotechnicznych metod biofortyfikacji może być źródłem jodu.

Rośliny mogą być wzbogacane w jod poprzez nawożenie doglebowe lub nalistne. Doglebowe nawożenie jodem zalicza się do tak zwanych agrostrategii biofortyfikacji. Skuteczność takiej metody może być ograniczona miedzy innymi poprzez silną sorpcję jodu w glebie, przemiany powodowane przez glebowe kwasy humusowe prowadzące do ulotnienia jodu z gleby do atmosfery. Dodatkowymi ograniczeniami może być proces metylacji jodu, polegający na uwolnieniu tego pierwiastka w formie CH₃I z rośliny do atmosfery.

Innym sposobem aplikacji jest nawożenie nalistne wodnym roztworem jodu. W tym celu może być wykorzystany jodek potasu w odpowiedniej dawce, tak aby nie uszkodzić roślin. Nie wszystkie gatunki roślin uprawnych są tolerancyjne na zwiększoną dawkę jodu, co może doprowadzić do wcześniejszego zamierania roślin a tym samym do obniżenia plonu. Do roślin tolerujących biofortyfikację jodem należy sałata, pomidor i bakłażan, ziemniak, marchew oraz ziarno zbóż, między innymi ryż i owies.

Biofortyfikacja roślin w ważne dla zdrowia ludzkiego składniki to bieżąca problematyka wielu badań naukowych. Ze względu na ciągle aktualny problem, związany z niedoborem jodu w organizmie człowieka i powiązanymi z tym negatywnymi skutkami zdrowotnymi, proces biofortyfikacji może stać się w niedalekiej przyszłości obiecującym źródłem wzbogacenia diety w ten właśnie mikroelement.

^Źródło:

^{Kuchnarowicz H., Nadolna I., Przygoda B., Iwanow K. 1998. Tabele wartości odżywczej produktów spożywczych Wyd. IŻŻ, Warszawa. Kurosad A., Nicpoń J., Kubiak K., Jankowski M., Kungl K. 2005. Występowanie, obieg i obszary niedoboru jodu oraz główne jego źródła w żywieniu człowieka i zwierząt. Avd Clin Exp Med., 14, 5, 1019-1025. Puła J., Witkowicz R., Pisulewska E., Smoleń S., Lepiarczyk A. 2015. Biofortyfikacja owsa w jod. Mat. konf. nauk. „Zrównoważone technologie produkcji roślinnej – człowiek – środowisko”, 99. Ryś R., Wir-Kornaś E., Pyska H., Kuchta M. 1995. The effect of different types and levels of iodine additives in feed on iodine deposition in eggs. Rocz. Nauk Zootech., 25, 187-190. Smoleń S., Sady W., Rożek S., Ledwożyw I., Strzetelski P. 2009. Wpływa nawożenia jodem i azotem na efektywność biofortyfikacji w jod oraz na jakość biologiczną marchwi. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 40, 313-320. Smoleń S., Sady W., Wierzbicka J. 2011. Wpływ nawożenia KI i KIO3 na efektywność pobierania jodu oraz zawartość składników pokarmowych w liściach i owocach roślin pomidora uprawianych w systemie hydroponicznym CKP. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 48, 32-37. Strzelecki P., Brzóska F., Brzeziński W. 2005. Iodine kontent of greek fodder and cereal crops in Poland. Ann. Anim. Sci. 5(1), 1711-1780. Szponar Z., Nauman J., Gembicki M. 1999. Principles, amin golas and metod of the nationwide program: Investigation on iodine deficiency and model of iodine profilaxis in Poland. Endokrynol Pol, 44, 235-240.}