Кати Р. Нинес, инулин и олигофруктоза: какви са те ?, The Journal of Nutrition, том 129, брой 7, юли 1999 г., страници 1402S – 1406S, https://doi.org/10.1093/jn/129.7.1402S

какви

Резюме

Инулинът е термин, прилаган към хетерогенна смес от фруктозни полимери, която е широко разпространена в природата като въглехидрати за съхранение в растенията. Олигофруктозата е подгрупа на инулин, състояща се от полимери със степен на полимеризация (DP) ≤10. Инулинът и олигофруктозата не се усвояват в горната част на стомашно-чревния тракт; следователно те имат намалена калорична стойност. Те стимулират растежа на чревните бифидобактерии. Те не водят до повишаване на серумната глюкоза или стимулират секрецията на инсулин. Предлагат се няколко търговски степени инулин, които имат неутрален, чист вкус и се използват за подобряване на усещането за уста, стабилност и приемливост на храни с ниско съдържание на мазнини. Олигофруктозата има сладък, приятен вкус и е силно разтворима. Може да се използва за обогатяване на храни с фибри, без да допринася за вредни органолептични ефекти, за подобряване на вкуса и сладостта на нискокалоричните храни и за подобряване на структурата на храните с намалено съдържание на мазнини. Инулинът и олигофруктозата притежават няколко функционални и хранителни свойства, които могат да се използват за формулиране на иновативни здравословни храни за днешния потребител.

Естествено явление

Инулинът и олигофруктозата са естествени хранителни съставки, които често се срещат в различен процент в диетичните храни. Те присъстват в> 36 000 растителни вида (Carpita et al. 1989). Всъщност е изчислено, че американците консумират средно 1–4 g инулин и олигофруктоза на ден, а европейците средно 3–10 g/ден (Van Loo et al. 1995). Инулинът и олигофруктозата присъстват като растителни въглехидрати в редица зеленчуци и растения, включително пшеница, лук, банани, чесън и цикория.

Суров материал

По-голямата част от инулина и олигофруктозата, които се предлагат днес на пазара на индустриални хранителни съставки, се синтезират от захароза или се извличат от корени от цикория. Коренът от цикория е най-известен с използването си като заместител на кафето (Pazola и Ciesbak 1979), а също и като корен на белгийското растение ендивия. Коренът на растението Cichorium intybus съдържа ~ 15–20% инулин и 5–10% олигофруктоза.

производство

Производственият процес на инулин е доста подобен на този на захар, извлечена от захарно цвекло. Корените обикновено се събират, нарязват и измиват. След това инулинът се извлича от корена с помощта на процес на дифузия с гореща вода, след което се пречиства и изсушава (Belval 1927). Полученият продукт има средна степен на полимеризация (DP) 2 от 10–12 и разпределение на молекулите с дължини на веригите от 2–60 единици. Готовият инулин на прах обикновено съдържа 6–10% захари, представени като глюкоза, фруктоза и захароза. Те са местни за корен от цикория; те не се добавят след екстракция.

Химическа структура

Инулинът не е просто една молекула; това е полидисперсен β (2—1) фруктан (Phelps 1965). Фруктозните единици в тази смес от линейни фруктозни полимери и олигомери са свързани с β (2—1) връзки. Молекула на глюкоза обикновено се намира в края на всяка фруктозна верига и е свързана с α (1-2) връзка, както в захарозата. Дължините на веригата на тези фруктани варират от 2 до 60 единици, със средно DP от ∼10 (DeLeenheer и Hoebregs 1994, IUB-IUPAC Съвместна комисия по биохимична номенклатура 1982, VanHaastrecht 1995). Уникалният аспект на структурата на инулина е неговите β (2—1) връзки. Тези връзки предотвратяват усвояването на инулина като типичен въглехидрат и са отговорни за намалената калоричност и ефектите на диетичните фибри. Олигофруктозата се определя от Съвместната комисия по биохимична номенклатура на IUB-IUPAC и AOAC като фруктозен олигозахарид, съдържащ 2–10 монозахаридни остатъка, свързани чрез гликозидни връзки (Hoebregs 1997, IUB-IUPAC Съвместна комисия по биохимична номенклатура 1982). Олигофруктозата, получена от цикория, съдържа както фруктозни вериги (Fm), така и фруктозни вериги с крайни глюкозни единици (GFn). Синтезираната олигофруктоза съдържа само фруктозни вериги с глюкозни крайни единици или молекули GFn. И двата вида олигофруктоза съдържат β (2—1) връзки между молекулите на фруктозата и и двете носят по същество едни и същи хранителни ползи (Roberfroid et al. 1998).

Функционални свойства

Разликите в дължината на веригата между инулин и олигофруктоза се дължат на техните ясно различни функционални характеристики. Поради по-голямата си дължина на веригата, инулинът е по-малко разтворим от олигофруктозата и има способността да образува инулинови микрокристали, когато се стриже във вода или мляко. Тези кристали не се възприемат дискретно в устата, но те си взаимодействат, образувайки гладка кремообразна текстура и осигурявайки усещане за уста като мазнина. Инулинът се използва успешно за заместване на мазнини в мазани, тестени изделия, пълнежи, млечни продукти, замразени десерти и дресинги.

Олигофруктозата е съставена от олигомери с по-къса верига и притежава функционални качества, подобни на захарта или глюкозния сироп. Той всъщност е по-разтворим от захарозата и осигурява 30-50% от сладостта на трапезната захар. Олигофруктозата допринася за млечните продукти, а влажността - за меките печени изделия, понижава точката на замръзване в замразените десерти, осигурява хрупкавост на бисквитки с ниско съдържание на мазнини и действа като свързващо вещество в хранителните или мюсли барове, по същия начин като захарта добавени предимства от по-малко калории, обогатяване на фибри и други хранителни свойства. Олигофруктозата често се използва в комбинация с подсладители с висока интензивност, за да замести захарта, да осигури добре балансиран профил на сладост и да маскира послевкуса на аспартам или ацесулфам k (Wiedmann and Jager 1997).

Хранителни свойства

Може би най-интересните и вълнуващи аспекти на инулина и олигофруктозата са техните хранителни свойства.

Калорична стойност.

Диетични фибри.

Друг важен хранителен атрибут на инулина и олигофруктозата е тяхното действие като диетични фибри. Диетичните фибри могат да бъдат определени по два начина: чрез аналитичен и физиологичен подход.

Аналитичното определение на диетичните фибри, използвано от AOAC, е „остатъци от растителни клетки, устойчиви на хидролиза от хранителните ензими на човека“ (Trowel and Burkitt 1986). Инулинът и олигофруктозата със сигурност попадат в това определение и сега се измерват аналитично с помощта на наскоро одобрения метод на AOAC Fructan 977.08 (Hoebregs 1997). Въпреки че няма официален списък на физиологичните функции, които фибрите трябва да притежават, за да отговарят на определението за фибри, общоприетите физиологични ефекти на фибрите включват ефект върху чревната функция и подобряването на параметрите на липидите в кръвта. Диетичните фибри също обикновено имат намалена калорична стойност.

Инулинът и олигофруктозата влияят върху чревната функция, като увеличават честотата на изпражненията, особено при пациенти с запек (Gibson et al. 1995, Hidaka et al. 1986, Menne et al. 1997, Shimoyama et al. 1984), увеличавайки теглото на изпражненията (Gibson et al. 1995, Oku and Tokunaga 1984) до 2 g на грам инулин или олигофруктоза, погълнати и намаляващи фекалните pH (Gibson and Roberfroid 1995, Menne et al. 1997), което е свързано с потискане на производството на гнилостни вещества в дебелото черво . Освен това те съобщават за намаляване на серумните триглицериди и нивата на холестерола в кръвта при пациенти с хиперхолестеролемия (Brighenti et al. 1995, Fiordaliso et al. 1995, Hata et al. 1983, Hidaka et al. 1986, Kok et al. 1996, Mitsuoka et al. 1986, Sanno 1986, Yamashita et al. 1984).

От аналитична и физиологична гледна точка и инулинът, и олигофруктозата трябва да бъдат класифицирани като влакна (Graham and Aman 1986, Knudsen et al. 1995, Lee and Prosky 1995, Nilsson et al. 1988, Roberfroid 1993).

Стимулиране на Bifidus.

Промените в разпределението на фекалната микрофлора при хората осигуряват диета без и с допълнителен инулин. Източник: Gibson et al. (1995).