Inulina (INU) este un termen generic care acoperă toți fructanii liniari β - 2.1 și cicoarea. INU, de exemplu, este un amestec complex de fructani β liniari cu un grad de polimerizare (DP) variind de la 2 la 60 (DP mediu: 12).

Termeni asociați:

  • Lactoză
  • Oligozaharide
  • Galactoza
  • Glucoză
  • Fermentaţie
  • Prebioticele
  • Fructani
  • Gluconați
  • Rafinoza
  • Zaharoza

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Inulină

30.1 Introducere

Inulina este bine cunoscută de mult timp. În 1804 Rose a izolat o substanță din Inula helenium (elecampan) care a fost numită ulterior (în 1811) inulină de Thomas (vezi Suzuki, 1993). Acești carbohidrați sunt sintetizați în cel puțin zece familii de plante superioare. Ele pot fi găsite în multe plante importante din punct de vedere economic, cum ar fi cicoarea, anghinarea de Ierusalim, ceapa, usturoiul, orzul, secara și grâul. Datele compilate în Tabelul 30.1 arată că inulinele sunt un ingredient intrinsec al multor dintre produsele noastre alimentare obișnuite și, ca atare, aceste ingrediente au fost consumate mai mult decât ne putem aminti. Culturile care conțin inulină au fost și sunt consumate nu numai din culturile menționate în tabelul 30.1, care aparțin unei diete de tip occidental, ci și în alte țări, cum ar fi tuberculii yacon din America de Sud și Japonia, și murnong de către aborigenii australieni. Anghinarea de Ierusalim a fost consumată în Europa în secolul al XVI-lea și la începutul secolului al XX-lea, inulina era deja cunoscută ca un carbohidrat potrivit pentru diabetici, deoarece nu a dat naștere unui răspuns glicemic.

Tabelul 30.1. Conținutul de inulină din diferite culturi

Sursă Conținut de insulină (% din greutatea proaspătă) Gama de DP
Banana (Musa cavendishii)0,3–0,72–5
Orzul (Hordeum vulgare)0,5-1,5Nu există date
Cicoare (Cichorium intybus)15–202–60
Usturoi (Allium sativum)9-162-50
Anghinare (Cynara scolymus)2-32–250
Anghinare din Ierusalim (Helianthus tuberosus)3-102-50
Praz (Allium ampeloprasum)16–20Nu există date
Ceapă (Allium cepa)1-82-12
Grâu (Triticum aestivum)1–42-8

Pe baza datelor lui van Loo și colab. (1995) și Sensus (nepublicat). DP: gradul de polimerizare (vezi Fig. 30.1)

Inulina este formată din 2–60 unități de fructoză cu o moleculă terminală de glucoză (Fig. 30.1). Inulina este denumirea generică care acoperă toți β- (2,1) fructani. În majoritatea cazurilor, inulinele sunt un amestec polidisperse de lanțuri de fructan cu o distribuție a lungimii lanțului (DP: grad de polimerizare) dependentă de sursă (Tabelul 30.1) și momentul recoltării. Termenul oligofructoză sau fructo-oligozaharide este utilizat pentru β- (2,1) fructani cu un DP până la aproximativ 10 și o DP medie de aproximativ 4. Tema acestui capitol este în principal inulina (cu lanț lung) cu o medie DP de cel puțin 20.

inulina

FIG. 30.1. Structura chimică de bază a inulinei GFn cu reziduu terminal de glucoză (G: glucoză; F: fructoză; DP = n + 2; cu n = 1-60 pentru inulina din cicoare).

Advax Adjuvant

Fabricarea Delta Inulin

Inulina din pâine și alte produse pe bază de cereale

17.4.3 Hidroliza prin drojdie

Hidroliza inulinei a fost măsurată utilizând un model simplu de sistem format dintr-o suspensie de Saccharomyces cerevisiae și diferite tipuri de inulină în apă. S-a descris că invertaza S. cerevisiae scindează inulina cu DP scăzută (Hensing și colab., 1993) și s-a demonstrat în studiile noastre că hidroliza a crescut odată cu scăderea lungimii lanțului. După 3 ore de incubație, aproape 90% din inulina cu lanț scurt s-a pierdut, în timp ce pentru inulina cu lanț lung hidroliza a fost de doar 5-10% în aceste condiții in vitro (vezi Fig. 17.5). Datele raportate de Mitterdorfer și colab. (2001), care au investigat creșterea drojdiei pe diverși fructani, confirmă aceste constatări deoarece S. cerevisiae a arătat o creștere mai bună pe oligofructoză decât pe inulină nativă. Praznik și colab. (2002) au comparat pierderea de inulină din anghinarea de Ierusalim și a inulinei adăugate ca ingredient în timpul fabricării pâinii. De asemenea, au descoperit că această pierdere a fost mai mare odată cu scăderea lungimii lanțului de inulină.

FIG. 17.5. Relația dintre lungimea lanțului de inulină și hidroliza prin drojdie.

Problema hidrolizei inulinei poate fi compensată direct prin creșterea conținutului de inulină. Ca alternativă, se pot utiliza tulpini de drojdie cu activitate de invertază mai mică sau deloc, o abordare aleasă de Hara și colab. (1986); cu toate acestea, utilizarea unor tipuri speciale de drojdie face acest traseu mai puțin atractiv.

Fibre dietetice

Steve W. Cui, Keisha T. Roberts, în Modern Biopolymer Science, 2009

13.3.2.2 Proprietăți chimice, funcționale și aplicarea inulinelor

13.3.2.2.1 Proprietăți chimice

Inulinele sunt compuse în principal din unități de fructoză, de obicei cu o glucoză terminală. Din punct de vedere chimic, inulina este cunoscută sub numele de alfa-D-glucopiranozil- [β-D-fructofuranozil] (n-1) -D-fructofuranozide și este abreviată ca GpyFn. În moleculele de inulină, legăturile D-fructofuranozil β- (1 → 2) sunt legăturile glicozidice principale (Roberfroid, 2000). Minuscula n se referă la numărul de reziduuri de fructoză din lanțul de inulină; py este abrevierea pentru piranoil. Lungimea lanțului inulinelor plantei ar putea varia de la 2 la 170 de unități de fructoză. Inulina este sintetizată în mod natural din zaharoză prin adăugarea unei unități fructozil. Cea mai mică inulină este 1-kestoză, care este compusă din două reziduuri de fructoză și un glucoză. Formula structurală de bază a inulinei este dată în Figura 13.18 .

FIGURI 13.18. Formula structurală de bază a inulinei.

GpyFn sunt atât un amestec de oligomeri cât și polimeri care se caracterizează cel mai bine prin gradul mediu și maxim de polimerizare (respectiv DPav și DPmax). DP-ul inulinei și prezența ramurilor sunt proprietăți importante care influențează proprietățile sale funcționale. DPmaxul inulinei vegetale este mult mai mic (DP maxim Stephane și colab., 2004).

Evoluții în biologia transgenică și ingineria genetică a trăsăturilor utile

30.4.3.2 Inulină

Inulina este un amestec de polimeri liniari de fructoză cu lungime diferită a lanțului și o moleculă de glucoză la fiecare capăt C2. Inulina aparține grupului fructan al polizaharidelor și servește ca depozit de carbohidrați în multe specii de plante. Compuși precum inulina reduc densitatea energetică a alimentelor și sunt folosiți pentru a îmbogăți alimentele cu fibre dietetice sau pentru a înlocui zahărul și grăsimile. Hellwege și colab. (2000) au dezvoltat tuberculi transgenici de cartof care sintetizează întreaga gamă de molecule de inulină care apar în mod natural în anghinarea globului (Cynara scolymus). Inuline cu greutate moleculară mare au fost produse prin exprimarea zaharozei: zaharozei 1-fructozil transferază și a genelor fructan: fructan 1-fructozilhidrolazei din anghinarea globului. Inulina a reprezentat 5% din greutatea uscată (DW) a tuberculului transgenic.

Alimente Prebiotice și Sinbiotice

1.2 Fructani

Inulina este un carbohidrat compus dintr-un reziduu de glucoză și 2-60 reziduuri de fructoză legate prin legături β- (2,1) glicozidice. Gradul de polimerizare (DP) se referă la numărul de reziduuri și este adesea utilizat pentru a caracteriza inulina disponibilă în comerț; DP mediu al inulinei native este egal sau mai mare decât 9. Piața oferă, de asemenea, formulări care conțin oligofructoză, care nu conține reziduuri de glucoză, și fracțiuni care conțin inulină cu lanț scurt (de exemplu, un amestec de kestoză, nistoză, fructozilnistoză etc. ) și inulină cu lanț lung. Aceasta din urmă este uneori numită inulină de înaltă performanță sau înalt polimerizată (HP). Ambele nume sunt rezonabile deoarece această inulină este obținută în câțiva pași de purificare, timp în care fracțiunile cu lanț scurt sunt îndepărtate din inulina nativă (Franck, 2002). DP-ul inulinei finale este de cel puțin 23 în fracția HP, mult mai mare decât DP-ul inulinei native. Caracteristicile de bază ale inulinelor disponibile în comerț sunt prezentate în Tabelul 6.1 .

Tabelul 6.1. Caracteristicile pulberilor de inulină disponibile în comerț (De Graaf și Mayer, 2014; Glibowski, 2013).

Oligofructoză Inulină cu lanț scurt Inulină nativă Inulină cu lanț lung
Denumire alternativă, prescurtareDEFructooligozaharide, FOS sau SC-Performanță ridicată, HP sau LC
DP mediu479-1123
Solubilitate la 20 ° C (%)> 75> 75 Glibowski, 2013).

Producția industrială de inulină nativă seamănă cu obținerea zahărului din sfecla de zahăr. Doar administrarea de inulină OF sau cu lanț lung necesită prelucrare tehnologică suplimentară (Franck, 2002). Forma comercială a inulinei este o pulbere albă sau albă cremoasă, a cărei solubilitate în apă depinde de DP și de structura cristalografică. Inulina nativă și OF se dizolvă bine; cu toate acestea, gustul dulce și proprietățile de îngroșare slăbite ale acestor preparate înseamnă că sunt aplicate pe diferite tipuri de produse decât inulina HP. Solubilitatea inulinei cu lanț lung este slabă, mai ales la temperaturi scăzute; cu toate acestea, la temperaturi peste 60 ° C, toate tipurile de inulină se dizolvă. A devenit posibilă achiziționarea de inulină HP cu solubilitate îmbunătățită la temperaturi scăzute, iar aceasta este disponibilă atât sub formă de pulbere, cât și într-un sirop gata de utilizare (Glibowski și Pikus, 2011).

Piața mondială este în prezent dominată de producători din Țările de Jos și Belgia, dar din cauza creșterii pieței a început o anumită producție în Statele Unite și China. Vânzările globale anuale de inulină au fost estimate la 100.000 de tone. În funcție de tip și producător, prețul inulinei este de câțiva euro pe kilogram (Glibowski, 2013).

Figura 6.1. Gel (20%) format din inulină cu lanț lung la pH 7.