stringtranslate.com

Фруктоолигосахарид

Структура фруктоолигосахарида

Фруктоолигосахариды ( ФОС ), также иногда называемые олигофруктозой или олигофруктаном , являются олигосахаридными фруктанами , используемыми в качестве альтернативного подсластителя . Уровень сладости ФОС составляет от 30 до 50 процентов сахара в сиропах , приготовленных в коммерческих целях . [ ненадежный источник? ] [1] Он встречается в природе, и его коммерческое использование началось в 1980-х годах в ответ на спрос на более здоровую и низкокалорийную пищу.

Химия

В коммерческих целях производятся два различных класса смесей фруктоолигосахаридов (ФОС), основанные на процессах деградации инулина или трансфруктозилирования.

FOS может быть получен путем деградации инулина или полифруктозы, полимера остатков D -фруктозы, связанных связями β(2→1) с терминальной α(1→2) связанной D -глюкозой. Степень полимеризации инулина составляет от 10 до 60. Инулин может быть расщеплён ферментативно или химически до смеси олигосахаридов с общей структурой Glu–Fru n (сокращенно GF n ) и Fru m (F m ), где n и m находятся в диапазоне от 1 до 7. Этот процесс также происходит в некоторой степени в природе, и эти олигосахариды могут быть обнаружены во многих растениях, особенно в топинамбуре , цикории и голубой агаве . Основными компонентами коммерческих продуктов являются кестоза (GF 2 ), нистоза (GF 3 ), фруктозилнистоза (GF 4 ), бифуркоза (GF 3 ), инулобиоза (F 2 ), инулотриоза (F 3 ) и инулотетраоза (F 4 ).

Второй класс FOS получают путем трансфруктозилирования β-фруктозидазы Aspergillus niger или Aspergillus [2] на сахарозе . Полученная смесь имеет общую формулу GF n , где n варьируется от 1 до 5. В отличие от FOS, полученных из инулина, здесь не только есть β(1→2) связывание, но и другие связи встречаются, однако в ограниченном количестве. [3]

Из-за конфигурации своих гликозидных связей фруктоолигосахариды устойчивы к гидролизу слюнными и кишечными пищеварительными ферментами . В толстой кишке они ферментируются анаэробными бактериями . Другими словами, они имеют более низкую калорийность , в то же время внося вклад в долю пищевых волокон в рационе. Фруктоолигосахариды более растворимы , чем инулины, и поэтому иногда используются в качестве добавки к йогурту и другим ( молочным ) продуктам. Фруктоолигосахариды используются специально в сочетании с высокоинтенсивными искусственными подсластителями, чей профиль сладости и послевкусие они улучшают.

Источники пищи

FOS извлекается из растения голубой агавы , а также из фруктов и овощей, таких как бананы , лук , корень цикория , чеснок , спаржа , хикама и лук-порей . Некоторые зерна и злаки, такие как пшеница и ячмень , также содержат FOS. [4] Было обнаружено, что топинамбур и его родственник якон вместе с растением голубой агавы имеют самые высокие концентрации FOS среди культивируемых растений . [ 5 ]

Польза для здоровья

FOS был популярным подсластителем в Японии и Корее в течение многих лет, [6] даже до 1990 года, когда японское правительство создало «Комитет по изучению функциональных продуктов питания» из 22 экспертов, чтобы начать регулировать «специальные пищевые продукты или функциональные продукты », которые содержат категории обогащенных продуктов (например, обогащенную витаминами пшеничную муку), [7] [ ненадежный источник? ] и теперь становится все более популярным в западных культурах из-за его пребиотического эффекта. FOS служит субстратом для микрофлоры в толстом кишечнике, улучшая общее здоровье желудочно-кишечного тракта . Он также был предложен в качестве добавки для лечения дрожжевых инфекций. [8]

Несколько исследований показали, что FOS и инулин способствуют усвоению кальция как в кишечнике животных, так и человека. [9] [10] Кишечная микрофлора в нижнем отделе кишечника может ферментировать FOS, что приводит к снижению pH. Кальций более растворим в кислоте, и, следовательно, больше его выходит из пищи и доступно для перемещения из кишечника в кровоток.

В рандомизированном контролируемом исследовании с участием 36 пар близнецов в возрасте 60 лет и старше участникам давали либо пребиотик (3,375 мг инулина и 3,488 мг FOS), либо плацебо ежедневно в течение 12 недель вместе с силовыми упражнениями и добавками аминокислот с разветвленной цепью (BCAA). Исследование, проведенное дистанционно, показало, что добавка пребиотика привела к изменениям в микробиоме кишечника , в частности, к увеличению численности Bifidobacterium . Хотя не было значительной разницы во времени подъема стула между группами пребиотика и плацебо, пребиотик действительно улучшил когнитивные функции . Исследование предполагает, что простые вмешательства в микробиом кишечника могут улучшить когнитивные функции у пожилых людей. [11]

FOS можно считать небольшим пищевым волокном с (как и все типы волокон) низкой калорийностью. Ферментация FOS приводит к образованию газов и короткоцепочечных жирных кислот. Последние обеспечивают организм некоторой энергией.

Побочные эффекты

Все пребиотики инулинового типа, включая FOS, как правило, считаются стимулирующими рост видов Bifidobacteria . Bifidobacteria считаются полезными бактериями. Этот эффект не был одинаково обнаружен во всех исследованиях, как для бифидобактерий, так и для других кишечных организмов. [12] [ ненадежный источник? ] FOS также ферментируются многочисленными видами бактерий в кишечнике, включая Klebsiella , E. coli [13] и многими видами Clostridium , которые могут быть патогенными в кишечнике. Эти виды в основном отвечают за образование газа (водорода и углекислого газа), которое возникает после приема FOS [ необходима ссылка ] . Исследования показали, что до 20 граммов в день хорошо переносятся. [14]

Регулирование

Регулирование FDA США

FOS классифицируется как общепризнанный безопасный (GRAS). [15]

Регламент FSANZ Новой Зеландии

Управление по безопасности пищевых продуктов предупредило родителей младенцев, что крупный европейский бренд детской смеси, производимой в Новой Зеландии, не соответствует местным нормам (поскольку содержит фруктоолигосахариды (ФОС)), и настоятельно призвало их прекратить его использование. [16]

Регулирование ЕС

Использование FOS было одобрено в Европейском Союзе; разрешено добавление FOS в ограниченных количествах в детскую смесь (для детей до 6 месяцев) и последующие смеси (для детей от 6 до 12 месяцев). Продукты для детского питания и последующих смесей, содержащие FOS, продаются в ЕС с 1999 года. [16]

Канадские правила

В настоящее время FOS не одобрен для использования в детских смесях. [17]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ [ ненадежный источник? ] Джозеф О'Нил (1 июня 2008 г.). «Использование инулина и олигофруктозы с высокоинтенсивными подсластителями». Архивировано из оригинала 29 июля 2012 г. Получено 14 июля 2012 г.
  2. ^ Лоренцони, Андре С.Г.; Айдос, Луиза Ф.; Кляйн, Мануэла П.; Родригес, Рафаэль К.; Герц, Плиньо Ф. (2014). «Синтез фруктоолигосахаридов с помощью высокостабильной иммобилизованной β-фруктофуранозидазы из Aspergillus aculeatus». Углеводные полимеры . 103 : 193–197. дои : 10.1016/j.carbpol.2013.12.038 . ПМИД  24528719.
  3. ^ Хартеминк, Р.: Пребиотические эффекты неперевариваемых олиго- и полисахаридов. Кандидатская диссертация, Университет Вагенингена, Нидерланды, 1999, 218 стр. ISBN 90-5808-051-X . 
  4. ^ Кэмпбелл, Дж. М. и др. (1997). «Избранный фруктоолигосахарид (1-кестоза, нистоза и 1 F -β-фруктофуранозилнистоза) в составе пищевых продуктов и кормов». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 45 (8): 3076–3082. doi :10.1021/jf970087g.
  5. ^ Севериан Думитриу (2005). Полисахариды: структурное разнообразие и функциональная универсальность. CRC Press. стр. 855. ISBN 978-0-8247-5480-8. Получено 13 июня 2012 г.
  6. ^ MEIOLIGO, подсластитель на основе фруктоолигосахарида, был представлен компанией Meiji в 1984 году. «Годовой отчет 2007» (PDF) (Отчет инвестора). стр. 21. Архивировано (PDF) из оригинала 27 ноября 2012 года.
  7. ^ О'Доннелл, Клаудия Д. (1994). "Япония продвигается вперед в регулировании функциональных продуктов питания". Готовые продукты . Архивировано из оригинала 29 июня 2012 г.
  8. ^ V. Rousseau, JP Lepargneur, C. Roques, M. Remaud-Simeon, F. Paul; Lepargneur; Roques; Remaud-Simeon; Paul (2005). «Пребиотические эффекты олигосахаридов на отдельные вагинальные лактобациллы и патогенные микроорганизмы». Anaerobe . 11 (3): 145–153. doi :10.1016/j.anaerobe.2004.12.002. PMID  16701545.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Zafar, TA; Weaver, CM; et al. (2004). «Неперевариваемые олигосахариды увеличивают усвоение кальция и подавляют резорбцию костей у овариэктомированных крыс». Journal of Nutrition . 134 (2): 399–402. doi : 10.1093/jn/134.2.399 . PMID  14747679. Архивировано из оригинала 14 февраля 2005 г.
  10. ^ van den Heuvel, E.; et al. (1999). «Олигофруктоза стимулирует усвоение кальция у подростков». American Journal of Clinical Nutrition . 69 (3): 544–548. doi : 10.1093/ajcn/69.3.544 . PMID  10075343.
  11. ^ Лохлейн, Мэри; Бойер, Рут CE; Молл, Янне Мари; Гарсия, Мария Пас; Уэйдж, Сэмюэл; Балеану, Андрей-Флорин; Несса, Айрун; Шиди, Элис; Акдаг, Гульсах; Харт, Дебора; Раффаэле, Джулия; Сид, Пол Т.; Мерфи, Кэролайн; Харридж, Стивен DR; Уэлч, Эйлса А.; Грейг, Кэролин; Уилан, Кевин; Стивс, Клэр Дж. (29 февраля 2024 г.). «Влияние модуляции микробиома кишечника на мышечную функцию и познание: рандомизированное контролируемое исследование PROMOTe». Nature Communications . 15 (1). doi :10.1038/s41467-024-46116-y. ISSN  2041-1723. PMC 10904794. PMID 38424099. Архивировано из  оригинала 14 марта 2024 г. 
  12. ^ Келли, Г. (декабрь 2008 г.). «Пребиотики типа инулина — обзор: часть 1». Altern Med Rev. 13 ( 4): 315–29. PMID  19152479.
  13. ^ Р. Хартеминк, К.М. Ван Лаэр, FM Ромбоутс; Ван Лаэр; Ромбоутс (1997). «Рост энтеробактерий на фруктоолигосахаридах». J Appl Микробиол . 83 (3): 367–374. дои : 10.1046/j.1365-2672.1997.00239.x . ПМИД  9351217.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  14. ^ Carabin, IG; Flamm, WG (1999). «Оценка безопасности инулина и олигофруктозы как пищевых волокон». Regulatory Toxicology and Pharmacology . 30 (3): 268–82. doi :10.1006/rtph.1999.1349. PMID  10620476.
  15. ↑ Уведомление GRAS No. GRN 000044 Архивировано 20 апреля 2007 г. на Wayback Machine
  16. ^ ab Инулин, FOS и GOS оценены в Австралии, Новой Зеландии
  17. ^ "Использование добавок в детских смесях во взрослой пище подверглось сомнению". The Press . 8 октября 2007 г. Архивировано из оригинала 4 февраля 2009 г. Получено 30 сентября 2011 г.