ІНУЛІН: СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, ПРОДУКТИ ХАРЧУВАННЯ, ПРОТИПОКАЗАННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025

У інулін (& beta ; - (2,1) фруктан, олігосахариди фруктози) є вуглеводними сполуками від 2 до 60 одиниць фруктози , які синтезують з допомогою декількох сімейств рослин «верхніх» і деяких мікроорганізмів. Оскільки вони не викликають збільшення глікемічної відповіді, вони вважаються "придатними для діабетиків".

Інуліни відомі приблизно з 1804 року, коли Валентина Роза виділила перших із коріння "елекампана" або "геленія" (Inula helenium), а потім, у 1817 році, Томас ввів термін "інулін" для позначення цих молекули.

Основна структура інуліну (Джерело: NEUROtiker через Wikimedia Commons)

Вони часто зустрічаються в таких «комерційно важливих» рослинах, як ендівій, банан, цибуля, часник, ячмінь, жито, пшениця, серед інших, тому вони є звичайними сполуками в харчових продуктах, що споживаються людиною протягом тривалого часу. багато років.

Промислове виробництво розпочалося в Європі на початку 1900-х років і почалося з ендівістичного коріння, виробленого в Голландії та Бельгії.

Їх регулярно використовують як заміну жирів і цукру (вони мають більш-менш 10% потужності підсолоджування звичайного цукру), їх використовують як стабілізатори та як загущувачі, особливо в тих препаратах, що базуються на молочних продуктах, у хлібобулочних виробах і в м'ясних заготовках.

Багато авторів вважають їх типом розчинної «клітковини» з овочів, яка має численні переваги для здоров’я людини, коли вона включається в їжу або коли вона приймається безпосередньо в лікарських цілях.

Будова

Інуліни - це вуглеводи, тому вони по суті складаються з атомів вуглецю, кисню та водню, які складають циклічні структури, що утворюють ланцюги, з'єднуючись один з одним послідовно.

Як правило, це "полідисперсна" суміш ланцюгів олігосахаридів фруктози (C6H12O6, ізомер глюкози), довжина якої змінюється в залежності від джерела, з якого вони отримані, та умов виробництва.

Зазвичай інуліни складаються з "коротких" ланцюгів залишків фруктози (до 10 одиниць), пов'язаних через зв'язки фруктофуранозилу β- (2 → 1), тому термін "олігофруктоза" іноді використовується для їх опису, будучи їх середня довжина близько 4 залишків для коротших та до 20 для довших.

Представницька структура молекул фруктана (Джерело: Користувач: Ayacop через Wikimedia Commons)

Однак є також дуже довгі ланцюгові інуліни, які можуть складатися з понад 50 залишків фруктози. Середня молекулярна маса інулінів становить близько 6000 Да, і рослини використовують його як запас енергії.

Незалежно від довжини ланцюга у них багато ілюлінів мають кінцевий залишок глюкози (він утворює сахарозу), хоча це не є визначальною характеристикою для цих типів сполук.

Бактеріальні інуліни

Інуліни, які були виявлені в мікроорганізмах, таких як бактерії, демонструють високий ступінь полімеризації, що означає, що були отримані фруктани зі значно довшими ланцюгами, ніж ті, що знаходяться в рослинних організмах.

Крім того, ці вуглеводи в бактеріях мають на 15% більше гілок у своїй основній структурі, саме тому, як кажуть, вони структурно кажучи «складніші».

Властивості

Групи

Інуліни входять до групи вуглеводів, відомих як "група ферментованих моно-, ді-, олігосахаридів та поліолів" (FODMAP, від англ. Fermentable Oligo-, Di-, Monosaccharides and Polyols), які при перетравлюванні опосередковують дохід води в товстій кишці.

Розчинність

Розчинність інулінів значною мірою залежить від їх довжини ланцюга або "ступеня полімеризації", оскільки ті, у кого довші ланцюги, складніше "розчинятися".

Стабільність

Вони є дуже стійкими молекулами при високих температурах, до 140 ° С; але вони досить чутливі до кислотного гідролізу, тобто при рН нижчому за 4. Найпоширеніша комерційна презентація складається з чисто-білого порошку, частинки якого досить «прозорі» або «напівпрозорі» і зазвичай мають нейтральний смак.

В'язкість

Багато авторів стверджують, що розчини, що містять багато ілюлінів, не є в'язкими, проте, коли вони змішуються з іншими молекулами, вони можуть конкурувати з іншими полісахаридами, зв'язуючись з молекулами води, що спричиняє зміну їх "реологічної поведінки" (у розчині ).

Таким чином, було показано, що коли їх концентрація в суміші перевищує 15%, інуліни можуть утворювати своєрідний «гель» або «крем», сила якого змінюється залежно від концентрації, температури та довжини ланцюга. залишків фруктози (ті, що мають більшу довжину, утворюють більш міцні гелі).

При застосуванні спільно з загусниками (ксантаном, гуаровою камедью або пектинами) інуліни функціонують як "гомогенізатори". Крім того, ці речовини можуть надати "жироподібних" характеристик кулінарним соусам та соусам на основі ясен та знежирених жирів.

Гігроскопічний

Вони є дуже гігроскопічними молекулами, тобто легко гідратрують, через що вони також діють як зволожуючі речовини.

Переваги прийому інуліну

Оскільки ці вуглеводи забезпечують людський організм лише 25 або 35% енергії, вони вважаються "придатними для діабетиків", оскільки вони не впливають суттєво на підвищення рівня цукру в крові (глікемія).

Ці крохмалеподібні речовини призначаються перорально пацієнтам з дуже високим рівнем холестерину та тригліцеридів у крові, але вони також популярні для:

- сприяють зниженню ваги у пацієнтів з ожирінням

- знімають запори, особливо у дітей та людей похилого віку

- полегшити діарею та інші основні стани, такі як діабет

- лікування целіакії (сприяє засвоєнню вітамінів і мінералів)

Медичне використання цих речовин дуже поширене і дози відповідають 12-40 г на день протягом 4 тижнів для лікування запорів; 10 г на день протягом 8 днів для лікування діабету; 14 г на добу для лікування високого рівня холестерину та тригліцеридів у крові; і 10 - 30 г на день протягом 6-8 тижнів для лікування ожиріння.

Крім того, хоча і не доведено повністю, інуліни виявились корисними для підтримки здоров'я серця, всмоктування мінеральних речовин та здоров'я кісток, запобігаючи раку товстої кишки та деяких запальних захворювань кишечника.

Механізм дії

Багато авторів припускають, що інуліни не всмоктуються в шлунку, а «направляються» безпосередньо в кишечник (задній або товстий кишечник), де вони функціонують як їжа для деяких симбіотичних бактерій шлунково-кишкової системи людини, тому вони допомагають їм рости і розмножуватися.

Це пов’язано з тим, що зв'язки, які приєднуються до фруктозних одиниць у цих вуглеводних полімерах, не можуть гідролізуватися шлунковими або кишковими ферментами, тому ці сполуки вважаються "пробіотиками", оскільки вони безпосередньо живлять кишкову флору.

Пробіотик - це будь-який інгредієнт, який дозволяє здійснювати конкретні зміни як у складі, так і / або в активності шлунково-кишкової мікрофлори, що надає користь для здоров'я господаря, який їх переносить.

Бактерії, здатні харчуватися інулінами, - це ті, які безпосередньо пов'язані з функціями кишечника та загальним станом здоров’я.

Вони здатні перетворювати інуліни, як і інші "пробіотичні" речовини, в жирові кислоти короткого ланцюга (ацетат, пропіонат і бутират), лактат і деякі гази, які разом можуть живити клітини ободової кишки.

Крім того, вважається, що ці вуглеводи дестабілізують механізми синтезу деяких жирів в організмі, що безпосередньо впливає на їх зниження (лікування ожиріння).

Продукти, багаті інуліном

Інуліни були описані як природні компоненти більш ніж 3000 різних сортів овочів. Крім того, вони широко використовуються в харчовій промисловості як дієтична добавка, а також як добавка для поліпшення фізичних та харчових властивостей багатьох препаратів.

Як обговорювалося вище, найпоширенішими джерелами інулінів є:

- коріння ескаролу

- топінамбур, топінамбур або патака

- бульби жоржин

- якон

- спаржа

- цибуля

- банани

- часник

- цибуля-порей

- пшениця та інші злаки, такі як ячмінь

- стевія, серед інших.

Фотографія корінних коренів (Джерело: Див. Сторінку автора через Wikimedia Commons)

Інші джерела

Інуліни можна також знайти як харчові добавки в капсулах або порошках, а також у комерційних препаратах, таких як протеїнові батончики, крупи, йогурти тощо.

Вони, як правило, зустрічаються як натуральні екстракти ескаролу:

- як "олігофруктоза" (де видаляються довгі ланцюгові інуліни),

- як "HP" або високоефективні inulins (від англ. High-performance; з яких усуваються коротші ланцюгові інуліни) та

- такі як "FOS" або фрукто-олігосахариди (які виробляються із столового цукру).

Протипоказання

Огляди літератури свідчать про те, що при пероральному споживанні інуліну споживання інуліну є відносно безпечним.

Однак при споживанні більше 30 грамів на день основні побічні ефекти спостерігаються на шлунково-кишковому рівні, оскільки можуть спостерігатися вироблення газу, здуття живота, діарея, запори або спазми в животі.

Під час споживання з їжею інулін безпечний для вагітних або годуючих жінок, хоча не було проведено достатньо досліджень, щоб визначити, чи може їх вживання лікарських засобів чинити несприятливий вплив на матір або немовля, тому рекомендується уникати цього.

Так само інулін можна спокійно вживати дітьми, підлітками, дорослими та людьми похилого віку, або як складова частина їжі, або як короткочасна лікарська добавка.

Список літератури

1. Cui, SW, Wu, Y., & Ding, H. (2013). Асортимент дієтичних інгредієнтів волокон та порівняння їх технічної функціональності. Продукти, багаті клітковиною і цільнозерновими продуктами: поліпшення якості, 96-119.
2. Франк, А. (2002). Технологічна функціональність інуліну та олігофруктози. Британський журнал Nutrition, 87 (S2), S287-S291.
3. Niness, KR (1999). Інулін та олігофруктоза: що вони ?. Журнал харчування, 129 (7), 1402S-1406S.
4. Roberfroid, MB (2005). Представляємо фруктани інулінового типу. Британський журнал харчування, 93 (S1), S13-S25.
5. Shoaib, M., Shehzad, A., Omar, M., Rakha, A., Raza, H., Sharif, HR,… & Niazi, S. (2016). Інулін: Властивості, користь для здоров'я та харчові продукти. Вуглеводні полімери, 147, 444-454.
6. Тіфенбахер, КФ (2018). Технологія вафель та вафлі II: рецепти, розробка продукту та ноу-хау. Академічна преса.
7. Watzl, B., Girrbach, S., & Roller, M. (2005). Інулін, олігофруктоза та імуномодуляція. Британський журнал харчування, 93 (S1), S49-S55.