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_ Mauro Serafini Ph.D. _ CRA Ricerca Alimenti e Nutrizione, Roma ALIMENTI “FUNZIONALI” DEL PASSATO: IMPORTANZA DELL’EVIDENZA SCIENTIFICA NELL’UOMO

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_  Mauro Serafini Ph.D. _  CRA Ricerca Alimenti e Nutrizione,

Roma

ALIMENTI “FUNZIONALI” DEL PASSATO: IMPORTANZA

DELL’EVIDENZA SCIENTIFICA NELL’UOMO

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Consumer Awareness

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Normal vessel

Sclerotic vessel

Lack of Adaptive response Differential gene expression Dysfunction of endothelial cell homeostasis Oxidative and inflammatory stress Fat accumulation

Stressors: Free Radicals, Cytokines, Fat, Sugars, Physical inactivity

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Oxid/Inflam stress

“Functional balance”

OXIDATIVE/INFLAMMATORY STRESS

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SUBJECTS

ü  Fifteen Healthy Overweight

ü  BMI 25-30 Kg/m2

ü Age 30-55 years

ü  Non-smokers

ü  No drug or vitamin supplements

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STUDY DESIGN

HFM p

Group A (n = 8)

Blood sampling (0, 0.5, 1, 2, 4, 6 and 8 h) Urine sampling (0-8, 8-12 and 12-24 h)

10 Days wash-out

Phases 2

HFM 2.4.5

Group B (n = 8)

2 Days wash-out

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ü Cheese (90g) ü  Bread (90g)

ü  Potatoes (212g) ü Sunflower oil (32g) ü  Whole eggs (108g)

Total Energy: 1351 kcal Fat : ~ 55 % E° Protein : ~ 29 % E Carbohydrates : ~ 15 % E°

STRESSOR MEAL

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FJ 63% Juice blend: Pineapple Blackcurrant Plum Extracts: Pineapple flavour Plum flavour

Compound mg/L Anthocyanins 32.0 Hydroxycinnamates 0.5 Flavan-3-ols 2.5 Flavonols 20.0 Total Flavonols 795

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*** ***

-10

0

10

20

30

0 1 2 3 4 5

Δ g

luco

se (m

g/dl

)

time (hours)

HFM-P

HFM-FJ

***

** ***

***

*** **

-10

10

30

50

70

0 1 2 3 4 5

Δ in

sulin

(mU

/l)

time (hours)

HFM-P

HFM-FJ

*** *** ***

** * ** *

-50

0

50

100

150

200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Δ T

G (m

g/dl

)

time (hours)

HFM-P

HFM-FJ

**

-10

-5

0

5

10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Δ T

C (m

g/dl

)

time (hours)

HFM-P

HFM-FJ

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*** ** *** ***

***

**

†† † ††† † †††

-10

0

10

20

30

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Δ T

NF-α

(pg/

ml)

time (hours)

HFM-P

HFM-FJ

** *** ***

***

† ††

*** *** ***

†† -0,5

0,0

0,5

1,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Δ IL

6 (p

g/m

l)

time (hours)

HFM-P

HFM-FJ

†† †

* ** ** ** *

-2,0 -1,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Δ IL

17 (p

g/m

l)

time (hours)

HFM-P

HFM-FJ

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Common C6-C3-C6 Flavonoid Structures

O

OO

OO

OO

OO

O

OH

O

O

OOH

Anthocyanin(berries, grapes, plums etc)

Flavanone(citrus fruit)

Flavan-3-ol (aka catechins)(F & V, red wine, chocolate, green tea)

Flavonol(F & V, red wine, tea)

Flavone(celery, parsley)

Isoflavone(soya)

A C

B12

34105

67

91'

2'3'

4'5'

6'

8

O+

OH

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Adapted from Spencer 2003. J. Nutr. 133: 3255S-3261S,

Dietary flavonoid

Stomach Oligomeric flavonoids

Monomeric units

Jejunum

Ileum

Colon

A-ring glucuronides O-methylated glucuronides O-methylated

aglycone

Flavonoid Phenolic acids

Gut microflora

Portal vein Liver

Further metabolism

O-methylated

Sulphates Glucuronides

Tissues

Kidney

Blood

Urine

Secretory structures (sweat, milk, saliva, tears)

Polyphenols in our diet are not always the most active in the body

Biological activity depends on

concentration (≅nanoMol/L) and structure of metabolites

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You eat berries?

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You fancy a coffee?

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15.5

7.6 10.3 2.5 9.3

5.6

2.2

1.3 3.1 1.6 2.9 5.8

91.5

Serafini et al. Nutr & Cancer 2007

O!OH!

O!HO!A! C!

B!

OH!OH!

OH!

Redox ingredients

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18.200 µmol Trap (100 g)

3.930 µmol Trap (200 g)

1.150 µmol Trap (250 g)

+ 20%

+ 12%

NEAC in Vitro In vivo increase

690 µmol Trap (80 g)

No changes

183.2

19.6

4.6

8.6

Ingested

+ 50%

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1.1 %

0.2 %

0.5%

% of absorption in vivo

Cumaric acid 7300 µg/250 g

Caffeic acid 31700 µg/250 g

Quercetin 12700 µg/250 g

Vitamin C 26.7 mg/250 g

49 %

In Vitro values

From: Serafini et al. BJN 2003

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SUBJECTS

ü  Twelve healthy volunteers

(25-35 y, 7 W 5 M)

ü  Non smokers, normolipidemic

ü No drug or vitamin supplements

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STUDY DESIGN

CK (100 g)

Group A (n = 4)

CKM (200 g)

Group B (n = 4)

CK + M (100 g + 200 mL)

Group C (n = 4)

Blood sampling (0, 1, 2 and 4 h.)

7 Days wash-out

Phases 2 and 3

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EFFECTIVENESS  OF  PLANT-­‐DERIVED  FOOD  AND  BEVERAGES  ON  PLASMA  NON  ENZIMATIC  ANTIOXIDANT  SYSTEM:  STUDIES  SELECTION  &  RESULTS  

Lettieri-Barbato et al. BJN 2013

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TREATMENT Health status (No. of participants)

No. of interventions Results

Effect Size SMD

[95% CI]

Test for Overall Effect

P Value

Beverages (tea, fruit juices and red wine)

Healthy (n = 852) 23 ↔ 0.177 [-0.154 to 0.508] .296

Risk factors (n = 358) 12 ↑ 0.765 [0.310 to 1.220] .001

Food (dark chocolate, fruit,

vegetables and dietary pattern based on plant derived food)

Healthy (n = 650) 30 ↑ 0.502 [0.235 to 0.769] <.001

Risk factors (n = 168) 7 ↑↑ 1.253 [0.685 to 1.820] <.001

Overall

Healthy (n = 1450) 53 ↑ 0.367 [0.162 to 0.572] <.001

Risk factors (n = 526) 19 ↑↑↑ 0.937 [0.592 to 1.281] <.001

EFFECTIVENESS OF PLANT-DERIVED FOOD AND BEVERAGES ON PLASMA NON ENZIMATIC ANTIOXIDANT SYSTEM: RESULTS

Lettieri-Barbato et al. BJN 2013

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EC

METAB

RESV THEAF

ISOF

UROL

CYAN QUERC CAT

FLA

GEN

PHE EGCG CAFF

RIS

K

Hea

lth

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NEAC

ORAC

FRAP

Ex-Functional Food and Metabolic Stress Program Ex-INRAN, Rome. F. Nobili, I. Garaguso, F. Ioannone, A. Raguzzini, G. Catasta, E. Toti

Acknowledgments:

Funding: Coca-Cola; Ministry of Agriculture; BPW; Eridania; AIRC, EU

The road to understanding is long and tortuous…