© Borgis - Medycyna Rodzinna 2/2016, s. 86-90
Bartosz Kulczyński, Anna Gramza-Michałowska
Właściwości prozdrowotne fruktanów typu inuliny
Health benefits of inulin-type fructans
Katedra Technologii Żywienia Człowieka, Wydziału Nauk o Żywności i Żywieniu, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
Summary
Inulin-type fructans are a group of compounds that occur in different parts of plants. They include mainly: inulin, oligofructose and oligosaccharides. In the food industry, they are obtained especially from Jerusalem artichokes and chicory. They are also present in garlic, leek, onions and asparagus. Inulin-type fructans are resistant to digestion in the human digestive tract and they are fermented in a colon. They can alter the composition of intestinal microflora and stimulate growth of beneficial bacteria and also inhibit the growth of potentially pathogenic bacteria. They have antihyperlipidemic activity which is particularly important for people with cardiovascular disease. Results of many studies show that fructans have a positive effect on mineral absorption. Inulin, which belongs to this group, is low caloric value starch and fat substitute. Studies have shown that the addition of inulin improves thickening and stabilizing properties to different foods. It can be used to produce cakes, meat dishes, as well as dairy products, including desserts, yoghurts and cheeses. Due to its properties it seems to be a good nutritional component for overweight and obese people.
Charakterystyka ogólna
Fruktany to grupa związków, głównie pochodzenia roślinnego, należących do polisacharydów. Związki te stanowią zapasowe cukry roślin, jednakże syntetyzowane są również przez niektóre mikroorganizmy. Cechą charakterystyczną w budowie fruktanów jest występowanie na końcu łańcucha cząsteczki glukozy, połączonej z resztami fruktozy (1). W obrębie tej grupy rozróżnić można dwa główne rodzaje fruktanów: typu inuliny oraz typu lewanu. Fruktany typu inuliny zbudowane są z reszt fruktozylowych, połączonych wiązaniami β-2-1-glikozydowymi, natomiast fruktany typu lewanu w łańcuchu głównym posiadają wiązania β-2-6-glikozydowe (2). Wśród fruktanów typu inuliny wymienia się: inulinę, oligofruktozę, a także fruktooligosacharydy (3). Fruktany typu inuliny charakteryzują się różnym stopniem polimeryzacji, co kształtuje ich odmienne właściwości. Stopień ten określa liczbę powtarzalnych jednostek fruktozy w łańcuchu oligomeru lub polimeru. Dane literaturowe podają, że stopień polimeryzacji inuliny wynosi 2-60, zaś oligofruktozy 2-10 (3, 4). Związki te wchodzą w skład frakcji rozpuszczalnej błonnika pokarmowego. Wykazują one działanie prebiotyczne – są odporne na działanie enzymów trawiennych w przewodzie pokarmowym człowieka i ulegając fermentacji pod wpływem mikroflory jelitowej, wpływają korzystnie na skład i/lub aktywność drobnoustrojów obecnych w organizmie (4, 5). Fruktany wykorzystywane są jako istotny element dietoprofilaktyki i dietoterapii wielu chorób cywilizacyjnych (5). Inulina, będąca najlepiej poznanym fruktanem, jest popularnym preparatem dietetycznym, powszechnie dostępnym na rynku artykułów spożywczych. Pozyskuje się ją głównie z korzeni cykorii lub słonecznika bulwiastego. Występuje w postaci proszku, cechującego się niską, w porównaniu do węglowodanów strawnych, kalorycznością (ok. 1,5 kcal/g) oraz niewielką słodkością. Poza swoimi licznymi właściwościami prozdrowotnymi, znajduje szerokie zastosowanie w technologii potraw, będąc dobrym zamiennikiem tłuszczu oraz skrobi. Wykorzystywana jest także często jako środek stabilizujący i zagęszczający. Inulina oraz oligofruktoza są sklasyfikowane prawnie w Unii Europejskiej jako żywność lub składniki żywności, natomiast w Stanach Zjednoczonych zostały one zapisane na liście bezpiecznych dodatków do żywności (ang. generally recognised as safe – GRAS). Stosuje się je w produkcji m.in. wypieków, potraw z mięsa czy produktów mlecznych (jogurty, sery, kremy, dipy, desery). Średnie dzienne spożycie inuliny oraz oligofruktozy szacuje się na poziomie 1-4 g w USA oraz 3-11 g w Europie. Jest ono niższe niż kilkaset lat wcześniej, gdy spożycie roślin bulwiastych było bardzo wysokie (6, 7). Dla przykładu, bogaty we fruktany topinambur był głównym źródłem węglowodanów w diecie Europy Zachodniej aż do XVIII wieku, kiedy to został zastąpiony ubogimi w te związki ziemniakami. Natomiast w Australii roślina z gatunku Microseris lanceolata (ang. murnong, yam daisy) była ważnym źródłem pożywienia wśród Aborygenów. Spożywana powszechnie w dużych ilościach, dostarczała dziennie nawet 200-300 g fruktanów (8).
W poniższej części artykułu przedstawiono potencjał prozdrowotny fruktanów typu inuliny, wraz z uwzględnieniem źródeł ich występowania.
Źródła występowania fruktanów typu inuliny
Fruktany obecne są w wielu gatunkach roślin należących do różnych rodzin, m.in. do: liliowatych (Liliaceae), amarylkowatych (Amaryllidaceae), wiechlinowatych (Gramineae) oraz astrowatych (Compositae). Pomimo wysokiej zawartości tych związków w nadziemnych częściach roślin wiechlinowatych, zboża i trawy do nich należące nie są wykorzystywane do ekstrakcji i przemysłowego przetwarzania tych związków. Natomiast w Liliaceae, Amaryllidaceae i Compositae, gdzie fruktany (zazwyczaj inulina) najczęściej magazynowane są w takich częściach roślin jak cebulki, bulwy, korzenie bulwiaste, w stosunkowo łatwy sposób można wydobyć i przetworzyć wybrane związki do końcowego produktu, jakim jest oczyszczony preparat (6). Inulina została po raz pierwszy wyizolowana z omanu wielkiego (Inula helenium) przez niemieckiego naukowca Valentina Rosego w 1804 roku (9). Obecnie, w przemysłowej produkcji inuliny wykorzystuje się głównie dwa gatunki należące do astrowatych: topinambur (Helianthus tuberosus) oraz cykorię (Cichorium intybus) (6). Wybrane źródła inuliny oraz oligofruktozy zostały przedstawione w tabeli 1 (9). Na skalę przemysłową fruktooligosacharydy można otrzymać dwoma sposobami: w wyniku częściowej hydrolizy enzymatycznej inuliny (z zastosowaniem endoinulinazy) oraz w przebiegu enzymatycznej syntezy z sacharozy, wykorzystując enzymy pochodzenia mikrobiologicznego, których źródłem są przede wszystkim pleśnie z rodzajów Aureobasidium (A. pullulans), Aspergillus (A. niger, A. japonicus, A. oryzae, A. foetidus, A. sydowi, A. phoenicis), a także Fusarium (F. oxysporum) i Penicillium (10).
Tab. 1. Zawartość inuliny i oligofruktozy w wybranych surowcach roślinnych (9)
| Źródło żywności | Inulina (g/100 g) | Oligofruktoza (g/100 g) |
| Cykoria | 35,7-47,6 | 19,6-26,2 |
| Słonecznik bulwiasty | 16,0-20,0 | 12,0-15,0 |
| Mniszek lekarski | 12,0-15,0 | 9,6-12,0 |
| Czosnek | 9,0-16,0 | 3,6-6,4 |
| Por | 3,0-10,0 | 2,4-8,0 |
| Cebula | 1,1-7,5 | 1,1-7,5 |
| Szparagi | 2,0-3,0 | 2,0-3,0 |
| Pszenica | 1,0-4,0 | 1,0-4,0 |
| Jęczmień | 0,5-1,5 | 0,5-1,0 |
| Banan | 0,3-0,7 | 0,3-0,7 |
Potencjał prozdrowotny fruktanów
Działanie prebiotyczne
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Karimi R, Azizi MH, Ghasemlou M et al.: Application of inulin in cheese as prebiotic, fat replacer and texturizer: a review. Carbohydr Polym 2015; 119: 85-100. 2. Karwowska R, Marszałkowski G: Fruktany. Wiad Bot 1992; 36: 29-33. 3. Jędrzejczak-Krzepkowska M, Bielecki S: Bifidobakterie i stymulujące ich wzrost fruktany typu inuliny. Postepy Biochem 2011; 4: 392-400. 4. Kelly G: Inulin-type prebiotics – a review: part 1. Altern Med Rev 2008; 4: 315-329. 5. Roberfroid MB: Inulin-type fructans: functional food ingredients. J Nutr 2007; 137: 2493-2502. 6. Kaur N, Gupta AK: Applications of inulin and oligofructose in health and nutrition. J Biosci 2002; 27: 703-714. 7. Bosscher D: Fructan prebiotics derived from inulin. [In:] Charalampopoulos D, Rastall RA (eds.): Prebiotics and probiotics science and technology. Springer, New York 2009: 163-204. 8. Raschka L: Mechanisms underlying the effects of inulin-type fructans on the intestinal calcium absorption. The Technical University of Munich (TUM). Praca dyplomowa 2005: 1-83. 9. Franck A: Inulin. [In:] Stephen AM, Phillips GO, Wiliams PA (eds.): Food polysaccharides and their applications. 2nd ed. CRC Press, Boca Raton 2006: 335-352. 10. Kubik C, Piasecka K, Anyszka A et al.: Polifruktany i fruktooligosacharydy (FOS) – występowanie, otrzymywanie, zastosowanie. Biotechnologia 2006; 2: 103-116. 11. Schaafsma G, Slavin JL: Significance of inulin fructans in the human diet. Compr Rev Food Sci F 2015; 14: 37-47. 12. Langlands SJ, Hopkins MJ, Coleman N et al.: Prebiotic carbohydrates modify the mucosa associated microflora of the human large bowel. Gut 2004; 53: 1610-1616. 13. Gibson GR, Beatty ER, Wang X et al.: Selective stimulation of bifidobacteria in the human colon by oligofructose and inulin. Gastroenterology 1995; 108: 975-982. 14. Saavedra J, Tschernia A, Moore N et al.: Gastro-intestinal function in infants consuming a weaning food supplemented with oligofructose, a prebiotic. J Pediatr Gastroenterol Nutr 1999; 29: 513. 15. Lewis S, Burmeister S, Brazier J: Effect of the prebiotic oligofructose on relapse of Clostridium difficile-associated diarrhea: a randomized, controlled study. Clin Gastroenterol Hepatol 2005; 3: 442-448. 16. Bouhnik Y, Achour L, Paineau D et al.: Four-week short chain fructo-oligosaccharides ingestion leads to increasing fecal bifidobacteria and cholesterol excretion in healthy elderly volunteers. Nutr J 2007; 6: 42. 17. Menne E, Guggenbuhl N, Roberfroid M: Fn-type chicory inulin hydrolysate has a prebiotic effect in humans. J Nutr 2000; 130: 1197-1199. 18. Nemcova R, Bomba A, Gancarcikova S et al.: Study of the effect of Lactobacillus paracasei and fructooligosaccharides on the faecal microflora in weanling piglets. Berl Munch Tierarztl Wochenschr 1999; 112: 225-228. 19. Letexier D, Diraison F, Beylot M: Addition of inulin to a moderately high-carbohydrate diet reduces hepatic lipogenesis and plasma triacylglycerol concentrations in humans. Am J Clin Nutr 2003; 77: 559-564. 20. Mortensen A, Poulsen M, Frandsen H: Effect of a long-chained fructan Raftiline HP on blood lipids and spontaneous atherosclerosis in low density receptor knockout mice. Nutr Res 2002; 22: 473-480. 21. Correia-Sá I, de Sousa-Lopes H, Martins MJ et al.: Effects of raftilose on serum biochemistry and liver morphology in rats fed with normal or high-fat diet. Mol Nutr Food Res 2013; 57: 1468-1472. 22. Causey JL, Feirtag JM, Gallaher DD et al.: Effects of dietary inulin on serum lipids, blood glucose and the gastrointestinal environment in hypercholesterolemic men. Nutr Res 2000; 20: 191-201. 23. Han KH, Tsuchihira H, Nakamura Y et al.: Inulin-type fructans with different degrees of polymerization improve lipid metabolism but not glucose metabolism in rats fed a high-fat diet under energy restriction. Dig Dis Sci 2013; 58: 2177-2186. 24. Reis SA, Conceição LL, Rosa DD et al.: Mechanisms used by inulin-type fructans to improve the lipid profile. Nutr Hosp 2015; 31: 528-534. 25. van Dokkum W, Wezendonk B, Srikumar TS et al.: Effect of nondigestible oligosaccharides on large-bowel functions, blood lipid concentrations and glucose absorption in young healthy male subjects. Eur J Clin Nutr 1999; 63: 1-7. 26. Pedersen A, Sandström B, van Amelsvoort JM: The effect of ingestion of inulin on blood lipids and gastrointestinal symptoms in healthy females. Br J Nutr 1997; 78: 215-222. 27. Daubioul CA, Horsmans Y, Lambert P et al.: Effects of oligofructose on glucose and lipid metabolism in patients with nonalcoholic steatohepatitis: results of a pilot study. Eur J Clin Nutr 2005; 59: 723-726. 28. Sabater-Molina M, Larquè E, Torrella F et al.: Dietary fructooligosaccharides and potential benefits on health. J Physiol Biochem 2009; 65: 315-328. 29. Roberfroid MB, Cumps J, Devogelaer JP: Dietary chicory inulin increases whole-body bone mineral density in growing male rats. J Nutr 2002; 132: 3599-3602. 30. Holloway L, Moynihan S, Abrams SA et al.: Effects of oligofructose-enriched inulin on intestinal absorption of calcium and magnesium and bone turnover markers in postmenopausal women. Br J Nutr 2007; 97: 365-372. 31. Tahiri M, Tressol JC, Arnaud J et al.: Five-week intake of short-chain fructo-oligosaccharides increases intestinal absorption and status of magnesium in postmenopausal women. J Bone Miner Res 2001; 16: 2152-2160. 32. Ducros V, Arnaud J, Tahiri M et al.: Influence of short-chain fructo-oligosaccharides (sc-FOS) on absorption of Cu, Zn, and Se in healthy postmenopausal women. J Am Coll Nutr 2005; 24: 30-37. 33. van den Heuvel EG, Schaafsma G, Muys T et al.: Nondigestible oligosaccharides do not interfere with calcium and nonheme-iron absorption in young, healthy men. Am J Clin Nutr 1998; 67: 445-451. 34. Griffin IJ, Davila PM, Abrams SA: Non-digestible oligosaccharides and calcium absorption in girls with adequate calcium intakes. Br J Nutr 2002; 87: 187-191. 35. Yasuda K, Roneker KR, Miller DD: Supplemental dietary inulin affects the bioavailability of iron in corn and soybean meal to young pigs. J Nutr 2006; 136: 3033-3038. 36. Lopez HW, Coudray C, Levrat-Verny MA et al.: Fructooligosaccharides enhance mineral apparent absorption and counteract the deleterious effects of phytic acid on mineral homeostasis in rats. J Nutr Biochem 2000; 11: 500-508. 37. Coudray C, Feillet-Coudray C, Gueux E et al.: Dietary inulin intake and age can affect intestinal absorption of zinc and copper in rats. J Nutr 2006; 136: 117-122.
