Wszystko, czego dotąd nie wiedzieliście o witaminie D

Najnowsze informacje o wszystkim czego nie wiedziałeś w kwestii produkcji Witaminy D3
Autor:
Ewelina Dziedzic-Trojan
/
Dział Technologiczny

Czego się dowiesz po przeczytaniu tego artykułu

- Jakie są dozwolone formy chemiczne witaminy D w żywności

- Czy istnieje możliwość wyprodukowania wegańskiego suplementu diety z witaminą D3

- Jak wygląda proces wchłaniania witaminy D3 w organizmie

- Czy przyjmowanie dużej dawki witaminy D (bolus) ma sens

- Jaka jest przewaga nowoczesnych form liposomalnych nad tradycyjnymi

- Jakie formy suplementów diety z witaminą D3 są dostępne na rynku

- Na jakie czynniki zewnętrzne jest wrażliwa witamina D3

Witamina D jako substancja w żywności.

Rodzaje kapsułek

Witamina D zgodnie z obowiązującym prawem, może być stosowana w żywności w 2 dozwolonych formach: ergokalcyferolu (D2) i cholekalcyferolu (D3). Ergokalcyferol jest substancją charakterystyczną dla świata roślin i grzybów. Najpopularniejszym dostępnym na rynku źródłem cholekalcyferolu w surowcu wejściowym do produkcji preparatów z witaminą D3 jest lanolina owcza. Nie jest to  jednak surowiec odpowiedni dla wegan. Jest jednak opcja pozyskania cholekalcyferolu z morskich alg – taki surowiec jest wegański i droższy. Wegetarianie i weganie są szczególnie narażeni na deficyt witaminy D, ponieważ naturalne źródła cholekalcyferolu w żywności to przede wszystkim tłuste ryby i nabiał. Witamina D jest witaminą, którą organizm człowieka potrafi biosyntezować w skórze, jednak ma na to wpływ wiele czynników, m.in.: pora roku i dnia, zachmurzenie i zanieczyszczenia powietrza, szerokość geograficzna, stosowanie kremów z filtrem, powierzchnia ciała wystawiona na słońce, pigmentacja oraz starzenie się skóry. Skórna produkcja witaminy D często nie jest wystarczająca dla zaspokojenia dobowego zapotrzebowania przez większość dni w roku, szczególnie dla naszej szerokości geograficznej.

Obie te formy: ergokalcyferol i cholekalcyferol - to formy niezhydrolizowane o przyzwoitym wchłanianiu. Są one nieaktywne biologicznie i wymagają przemiany w organizmie do formy aktywnej.  Kilkukrotnie wyższe wchłanianie wykazują formy zhydrolizowane kalcytriolu: 25(OH)D, jednak nie są one dozwolone do wzbogacania żywności w EU (są to substancje lecznicze). Warto jednak tutaj wspomnieć, że w 2021 EFSA (European Food Safety Authority) wydała pozytywną opinię o bezpieczeństwie dla monohydratu kalcydiolu. Być może w przyszłość pojawi się więc trzecia dozwolona forma witaminy D po raz pierwszy w postaci zhydrolizowanej jako nowa żywność (1).

Proces wchłaniania w organizmie.

Witamina D należy do grupy witamin rozpuszczalnych w tłuszczach – zbudowana jest na szkielecie steroidowym, jest więc substancją lipofilną.  Proces trawienia witaminy D odbywa się częściowo już w żołądku (lipazy żołądkowe i kwasy wstępnie emulgują oraz przygotowują matrycę tłuszczową do kolejnych etapów). Stąd można przypuszczać, że zastosowanie otoczki dojelitowej preparatu razem z witaminą D może negatywnie wpłynąć na jego przyswajanie.

Następnie proces wchłaniania odbywa się w jelicie cienkim w jego proksymalnej części (dwunastnica) i jelicie czczym. Nie wydaje się zasadnym stosowanie formy o przedłużonym uwalnianiu, z powodu konieczności emulgacji, która odbywa się głownie na początkowym odcinku jelita cienkiego. Polega ona głownie na absorpcji poprzez tworzenie chylomikronów. W skrócie enzymy (kwasy żółciowe) wstępnie emulgują matrycę tłuszczową, następnie tworzone są micele (chylomikrony - liposomy) które służą jako lipoproteina transportująca substancje lipofilowe (w tym też cholesterol, trójglicerydy) z jelita cienkiego do krwi (będącej środowiskiem wodnym) i dalej do mięśni. Drugi rodzaj transportu odbywa się poprzez kanały białkowe. Stąd bierze się przewaga form liposomalnych, w których witaminy są już zamknięte w miceli transportowej i mogą być bez uprzedniej „obróbki” efektywnie wchłonięte.  Przy słabej pracy wątroby (tj. np. słabe wydzielanie enzymów trawiennych, usunięty woreczek żółciowy) będzie występowało słabe wchłanianie witaminy D z matrycy tłuszczowej (nie będzie etapu emulgacji). Niektóre badania pokazują, że u pacjentów z dysfunkcją wątroby czy trzustki lepiej wchłaniają się preparaty proszkowe (tabletki, saszetki) witaminy D.

Dla zdrowych osób, w sytuacji spożywania preparatów z witaminą D nie z posiłkiem, nie będzie stymulacji wątroby do wydzielania enzymów – analogicznie przy zażywaniu witaminy D z posiłkiem pozbawionym tłuszczy, nie będzie symulacji wątroby do wydzielania enzymów trawiących tłuszcze, będzie też słabsze wchłanianie. Wszystkie leki wpływające na wchłanianie tłuszczy będą miały negatywne działanie na wchłanianie witamin rozpuszczalnych w tłuszczach. Uważa się, że forma cholekalcyferolu (D3) jest lepiej przyswajalna niż ergokalcyferolu (D2), ale dane są niejednoznaczne. Obie formy są wchłaniane troszkę innymi kanałami. Połączenie D3 z D2 w jednej kapsułce mogłoby mieć sens, bo wyczerpywałoby wszystkie potencjalne drogi transportujące z jelita do krwi (2).

Kapsułki miękkie

Stabilność w preparatach

Cholekalcyferol i ergokalcyferol są substancjami lipofilowymi (tłuszczowymi). Im wyższa lipofilność nośnika, tym występuje lepsze wchłanianie. To ważny parametr fizykochemiczny wpływający na aktywność biologiczną. Działanie farmakologiczne znacznej ilości substancji koreluje z ich lipofilowością i pozwala przewidzieć wchłanianie, dystrybucję, metabolizm i wydalanie, czyli zachowywanie się substancji w organizmie. Witamina D w kapsułce miękkiej nanośniku tłuszczowym będzie miała najlepszą wchłanialność. Gorzej wypadają tabletki, proszki (z laktozą), roztwory etanolowe, na końcu zaś roztwory wodne.

Im więcej nośnika tłuszczowego, tym lepsze wchłanianie witaminy D3.

pH wpływa na stabilność witaminy D. W środowisku kwasowym (poniżej 4) jest niestabilna. Czyste świeże oleje mają lekko zasadowe pH, z czasem oleje wrażliwe (wielonienasycone, schnące) mogą jełczeć – powoduje to spadek pH i degradację witaminy. Dlatego tak ważna jest praca na olejach wysokiej jakości. Kapsułki miękkie, dzięki szczelnemu szwowi zapewniają idealne środowisko dla stabilności oleju i rozpuszczonych w nim witamin. Wykonanie takich kapsułek jest możliwe tylko na najwyższej klasy kapsułkarkach automatycznych i przy wieloletnim doświadczeniu pracujących przy nich operatorach.
Nieco gorzej wypada stabilność w preparatach z kroplami, gdzie każde dozowanie preparatu powoduje ruchy oleju jak i również powietrza w środku, stwarzając warunki do utleniania się preparatu. Dodanie antyoksydantów (tokoferoli, BHT) oraz większe naddatki technologiczne kompensują te straty.


W naszym zakładzie posiadamy nowoczesną linię blistrująca i wysokiej jakości folie PVC/PVDC, o minimalnym OTR (Oxygen transmission rate – współczynniku przenikalności tlenu), dzięki temu spakowane preparaty spełniają kryterium dawki przez cały okres ważności. Warto też dodać, że nie tylko grubość i rodzaj folii PVC ma znaczenie, lecz również projekt i kształt gniazda blistra.


Światło (UV) powoduje degradację witaminy D. W celu eliminacji tego efektu można stosować barwienie otoczki całej lub tylko jednej jej połowy dla interesującego efektu estetycznego (popularnie stosowane barwniki to: kakao, karmel naturalny, żółcienie). Można wykorzystać białą lub oranżową folię PVC/PVDC. Zazwyczaj jednak zastosowanie odpowiedniego naddatku jak i również zapakowanie w kartonik/butelkę chroniący przed światłem wystarcza, by wyeliminować wpływ promieni UV na witaminę D. Tlenki żelaza z otoczki mogą migrować, a obecność metali (Cu, Fe) powoduje degradacje witaminy D. Stosuje się antyoksydanty lub chelaty (EDTA) w celu niwelacji tego efektu. Krytyczne wydaje się zatem oznaczanie poziomu tych metali w nośniku (oleju) i stosowanie możliwie oczyszczonych olejów.


Najpopularniejszym i najbardziej zgodnym nośnikiem dla witamin rozpuszczalnych w tłuszczach jest MCT. Krótko i średnio łańcuchowe kwasy tłuszczowe bardzo dobrze się wchłaniają i są dość stabilne w przechowywaniu. Roślinne oleje rafinowane są bardziej odporne na utlenianie niż oleje tłoczone na zimno (nierafinowane) (3).

Tabletki

Dawka, dawka i jeszcze raz systematyczność.

Rekomendowane dziennie spożycie dla osób dorosłych to zaledwie 5 µg czyli 200 IU! WHO już zaleca dziennie stosowanie 2 000 IU witaminy D. Maksymalne dawki dla witaminy D w Polsce to  2 000 IU (50 µg) dla suplementów diety przeznaczonych dla zdrowej populacji osób dorosłych do 75 roku życia oraz 4 000IU (100 µg) dla suplementów diety przeznaczonych wyłącznie dla osób zdrowych powyżej 75 roku życia (z wiekiem spada wchłanianie witaminy D). Panel naukowy EFSA ustanowił najwyższy tolerowany poziom spożycia na 100 µg na dzień dla osób dorosłych. Witaminę D jest bardzo trudno przedawkować, jest jedną z najbardziej bezpiecznych witamin. Znane są przypadki administrowania 20 000 IU – 250 000 IU dziennie, bez obserwowalnych działań niepożądanych. Mimo to, zalecana jest przede wszystkim systematyczność w stosowaniu preparatów o zalecanej przez specjalistów dawce 2 000 - 4 000 IU dziennie. Stosowanie witaminy D w formie tzw. bolus, zapewnia optymalny poziom witaminy D tylko przez klika dni (4), (5).
Surowce witaminy D dostępne na rynku są w postaci olejowej oraz zdyspergowanej – proszkowej. Mogą z powodzeniem być dodawane do każdej możliwej postaci farmaceutycznej: tabletek, kapsułek miękkich, kropli, saszetek, a wymagana ilość takiego surowca to zaledwie kilka mg by uzyskać 100% rekomendowanej dawki witaminy D. Dzięki temu z łatwością można fortyfikować witaminą D praktycznie każdy istniejący preparat.

Bibliografia:

1. Safety of calcidiol monohydrate produced by chemical synthesis as a novel food pursuant to Regulation (EU) 2015/2283  https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2021.6660

2. Factors influencing the absorption of vitamin D in GIT: an overview https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5643801/

3. Comprehensive Stability Study of Vitamin D3 in Aqueous Solutions and Liquid Commercial Products https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8147103/

4. Vitamin D Toxicity– A Clinical Perspective https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6158375/

5. The effect of a single, large bolus of vitamin D in healthy adults over the winter and following year: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4318716/

Hello and welcome!

Ukończyłam Farmację na Uniwersytecie Medycznym we Wrocławiu. Od 2014 roku jestem związana z branżą suplementów diety. Swoją wiedzą i zaangażowaniem wspieram Dział Rozwoju Biznesu we wprowadzaniu nowych produktów na rynek.
Learn more about me
Special offer #1
katalog
"Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua. Ut enim ad minim veniam, quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat.
katalog
"Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua. Ut enim ad minim veniam, quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat.
Special offer #2
katalog
"Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua. Ut enim ad minim veniam, quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat.
katalog
"Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua. Ut enim ad minim veniam, quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat.
Autor:
Ewelina Dziedzic-Trojan
/
Dział Technologiczny

Najnowsze posty

Dział Jakości
background
Produkcja suplementów diety wolna od TiO2

Powszechnie stosowany barwnik do żywności został wycofany z użytku. Jakie są tego konsekwencje?

Autor:
Marta Krych
Dział Jakości
background
Dopuszczalne poziomy zanieczyszczeń w środkach spożywczych

Aktywność Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA – ang. European Food Safety Authority) w obszarze podejmowanych działań związanych z bezpieczeństwem żywności jest nieustannie wysoka.

Autor:
Hanna Michalak