อินนูลิน: โครงสร้างคุณสมบัติอาหารข้อห้าม - ชีววิทยา - 2026

inulins (β - (2,1) ย่อย fructan, oligosaccharides ฟรุกโตส) เป็นสารประกอบคาร์โบไฮเดรต 2-60 หน่วยฟรุกโตสซึ่งมีการสังเคราะห์จากพืชหลายครอบครัว "สังคม" และจุลินทรีย์บาง เนื่องจากไม่ได้สร้างการตอบสนองของระดับน้ำตาลในเลือดเพิ่มขึ้นจึงถือว่า "เหมาะสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวาน"

Inulins เป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่ประมาณปี 1804 เมื่อ Valentine Rose แยกคนแรกออกจากรากของ "elecampana" หรือ "helenium" (Inula helenium) จากนั้นในปีพ. ศ. 2360 Thomas ได้บัญญัติคำว่า "inulins" เพื่ออ้างถึงสิ่งเหล่านี้ โมเลกุล

โครงสร้างพื้นฐานของอินนูลิน (ที่มา: NEUROtiker ผ่าน Wikimedia Commons)

มักพบในพืชที่ "สำคัญทางการค้า" เช่นเอนไดฟ์กล้วยหอมกระเทียมข้าวบาร์เลย์ข้าวไรย์ข้าวสาลีเป็นต้นดังนั้นจึงเป็นสารประกอบทั่วไปในการเตรียมอาหารที่มนุษย์บริโภคมาช้านาน เป็นเวลาหลายปี.

การผลิตทางอุตสาหกรรมเริ่มขึ้นในยุโรปในช่วงต้นทศวรรษ 1900 และเริ่มต้นจากรากฐานที่สิ้นสุดที่ผลิตในฮอลแลนด์และเบลเยียม

พวกเขามักใช้แทนไขมันและน้ำตาล (มีความหวานมากกว่าหรือน้อยกว่า 10% ของน้ำตาลทั่วไป) ใช้เป็นสารให้ความคงตัวและเป็นสารเพิ่มความข้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเตรียมที่ขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์นมในเบเกอรี่ และในการเตรียมเนื้อสัตว์

ผู้เขียนหลายคนคิดว่าพวกเขาเป็น "ไฟเบอร์" ชนิดหนึ่งที่ละลายน้ำได้จากผักที่มีประโยชน์หลายประการต่อสุขภาพของมนุษย์เมื่อรวมอยู่ในอาหารหรือเมื่อรับประทานโดยตรงเพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์

โครงสร้าง

อินูลินเป็นคาร์โบไฮเดรตดังนั้นจึงประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนออกซิเจนและไฮโดรเจนเป็นหลักซึ่งประกอบโครงสร้างวงจรที่รวมตัวกันเป็นโซ่โดยเชื่อมต่อกัน

โดยทั่วไปจะเป็นส่วนผสมของ "polydisperse" ของโซ่ฟรุกโตสโอลิโกแซ็กคาไรด์ (C6H12O6 ซึ่งเป็นไอโซเมอร์ของกลูโคส) ซึ่งมีความยาวแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับแหล่งที่ได้รับและเงื่อนไขของการผลิต

โดยทั่วไปอินูลินประกอบด้วยโซ่ "สั้น" ของกากฟรุกโตส (มากถึง 10 หน่วย) ที่เชื่อมโยงผ่านพันธะฟรุกโตฟูราโนซิลβ- (2 → 1) ซึ่งเป็นสาเหตุที่บางครั้งคำว่า "โอลิโกฟรุคโตส" ถูกใช้เพื่ออธิบายว่าเป็นของพวกมัน ความยาวเฉลี่ยประมาณ 4 ส่วนที่เหลือสำหรับชิ้นที่สั้นกว่าและสูงสุด 20 สำหรับชิ้นที่ยาวกว่า

โครงสร้างตัวแทนของโมเลกุลฟรุกแทน (ที่มา: ผู้ใช้: Ayacop ผ่าน Wikimedia Commons)

อย่างไรก็ตามยังมีอินนูลินสายโซ่ที่ยาวมากซึ่งอาจประกอบด้วยสารตกค้างมากกว่า 50 ฟรุกโตส น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของอินนูลินอยู่ที่ประมาณ 6000 Da และพืชใช้เป็นพลังงานสำรอง

โดยไม่คำนึงถึงความยาวของโซ่อินูลินจำนวนมากมีกากน้ำตาลกลูโคสที่ปลายทาง (รูปแบบซูโครส) แม้ว่าจะไม่ใช่ลักษณะที่กำหนดสำหรับสารประกอบประเภทนี้

อินนูลินของแบคทีเรีย

อินนูลินที่ถูกระบุในจุลินทรีย์เช่นแบคทีเรียมีระดับโพลิเมอไรเซชันสูงซึ่งหมายความว่าได้รับฟรุกแทนส์ที่มีโซ่ยาวกว่าที่พบในสิ่งมีชีวิตในพืช

นอกจากนี้คาร์โบไฮเดรตในแบคทีเรียเหล่านี้ยังมีกิ่งก้านสาขามากกว่า 15% ในโครงสร้างหลักซึ่งเป็นสาเหตุที่กล่าวกันว่ามีโครงสร้างที่ "ซับซ้อน" กว่าเล็กน้อย

คุณสมบัติ

กลุ่ม

อินนูลินเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มคาร์โบไฮเดรตที่เรียกว่า“ กลุ่มของโมโน - ได - โอลิโกแซ็กคาไรด์และโพลีออลที่หมักได้” (FODMAP จากภาษาอังกฤษ Fermentable Oligo-, Di-, Monosaccharides และ Polyols) ซึ่งเมื่อย่อยสลายรายได้จะเป็นสื่อกลาง ของน้ำในลำไส้ใหญ่

การละลาย

ความสามารถในการละลายของอินูลินนั้นขึ้นอยู่กับความยาวของโซ่หรือ "ระดับของพอลิเมอไรเซชัน" เป็นส่วนใหญ่เนื่องจากโซ่ที่ยาวกว่านั้น "ละลายยาก" มากกว่า

ความมั่นคง

เป็นโมเลกุลที่เสถียรมากที่อุณหภูมิสูงถึง 140 ° C; แต่ค่อนข้างไวต่อการไฮโดรไลซิสของกรดกล่าวคือที่ pH ต่ำกว่า 4 การนำเสนอเชิงพาณิชย์ที่พบบ่อยที่สุดประกอบด้วยผงสีขาวที่มีอนุภาคค่อนข้าง "ใส" หรือ "โปร่งแสง" และโดยปกติจะมีรสชาติเป็นกลาง

ความเหนียว

ผู้เขียนหลายคนระบุว่าสารละลายที่มีอยู่ในอินูลินไม่หนืดอย่างไรก็ตามเมื่อผสมกับโมเลกุลอื่นก็สามารถแข่งขันกับโพลีแซ็กคาไรด์อื่น ๆ เพื่อจับกับโมเลกุลของน้ำซึ่งทำให้ "พฤติกรรมการไหล" เปลี่ยนไป (ในสารละลาย )

ดังนั้นจึงแสดงให้เห็นว่าเมื่อความเข้มข้นในส่วนผสมเกิน 15% อินูลินสามารถสร้าง "เจล" หรือ "ครีม" ได้ซึ่งความแรงจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความเข้มข้นอุณหภูมิและความยาวของโซ่ ของกากฟรุกโตส (พวกเจลที่มีความยาวมากกว่า)

เมื่อใช้ร่วมกับสารเพิ่มความข้น (แซนแทนกัมกัมหรือเพคติน) อินูลินจะทำหน้าที่เป็น "โฮโมจีไนเซอร์" นอกจากนี้สารเหล่านี้สามารถให้ลักษณะ "คล้ายไขมัน" กับซอสปรุงอาหารและน้ำสลัดที่มีส่วนผสมของหมากฝรั่งและปราศจากไขมัน

สารดูดความชื้น

พวกมันเป็นโมเลกุลที่ดูดความชื้นได้ดีนั่นคือพวกมันให้ความชุ่มชื้นได้ง่ายซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้พวกมันทำหน้าที่เป็นสารทำให้เปียก

ประโยชน์การบริโภคอินนูลิน

เนื่องจากคาร์โบไฮเดรตเหล่านี้ให้พลังงานแก่ร่างกายมนุษย์เพียง 25 หรือ 35% จึงถือว่า "เหมาะสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวาน" เนื่องจากไม่มีผลต่อการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำตาลในเลือด (ระดับน้ำตาลในเลือด) อย่างมีนัยสำคัญ

สารคล้ายแป้งเหล่านี้กำหนดทางปากสำหรับผู้ป่วยที่มีระดับคอเลสเตอรอลและไตรกลีเซอไรด์ในเลือดสูงมาก แต่ก็เป็นที่นิยมสำหรับ:

- มีส่วนช่วยในการลดน้ำหนักในผู้ป่วยโรคอ้วน

- บรรเทาอาการท้องผูกโดยเฉพาะในเด็กและผู้สูงอายุ

- บรรเทาอาการท้องร่วงและอาการสำคัญอื่น ๆ เช่นเบาหวาน

- รักษาโรค celiac (มีส่วนช่วยในการดูดซึมวิตามินและแร่ธาตุ)

การใช้ยาของสารเหล่านี้เป็นเรื่องปกติมากและปริมาณสอดคล้องกับ 12-40 กรัมต่อวันนานถึง 4 สัปดาห์ในการรักษาอาการท้องผูก 10g ต่อวันเป็นเวลา 8 วันในการรักษาโรคเบาหวาน 14 กรัมต่อวันสำหรับการรักษาระดับคอเลสเตอรอลและไตรกลีเซอไรด์ในเลือดสูง และ 10 ถึง 30 กรัมต่อวันเป็นเวลา 6-8 สัปดาห์เพื่อรักษาโรคอ้วน

นอกจากนี้แม้ว่าจะไม่ได้รับการพิสูจน์อย่างเต็มที่ แต่อินนูลินยังแสดงให้เห็นว่ามีประโยชน์ในการรักษาสุขภาพของหัวใจการดูดซึมแร่ธาตุและสุขภาพของกระดูกป้องกันมะเร็งลำไส้และโรคลำไส้อักเสบบางชนิด

กลไกการออกฤทธิ์

ผู้เขียนหลายคนเสนอว่าอินนูลินไม่ถูกดูดซึมในกระเพาะอาหาร แต่จะถูก "ส่ง" ไปยังลำไส้โดยตรง (ลำไส้ส่วนหลังหรือลำไส้ใหญ่) ซึ่งทำหน้าที่เป็นอาหารของแบคทีเรียทางชีวภาพบางชนิดในระบบทางเดินอาหารของมนุษย์ดังนั้น ช่วยให้พวกมันเติบโตและสืบพันธุ์

เนื่องจากพันธะที่เชื่อมต่อกับหน่วยฟรุกโตสในโพลีเมอร์คาร์โบไฮเดรตเหล่านี้ไม่สามารถไฮโดรไลซ์โดยเอนไซม์ในกระเพาะอาหารหรือในลำไส้ซึ่งเป็นสาเหตุที่สารประกอบเหล่านี้ถูกพิจารณาว่าเป็น "โปรไบโอติก" เนื่องจากพวกมันไปเลี้ยงพืชในลำไส้โดยตรง

โปรไบโอติกเป็นส่วนประกอบใด ๆ ที่อนุญาตให้มีการเปลี่ยนแปลงที่เฉพาะเจาะจงทั้งในองค์ประกอบและ / หรือในการทำงานของจุลินทรีย์ในระบบทางเดินอาหารที่ให้ประโยชน์ต่อสุขภาพของโฮสต์ที่อาศัยอยู่

แบคทีเรียที่สามารถกินอินูลินได้คือแบคทีเรียที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการทำงานของลำไส้และสุขภาพโดยทั่วไป

สิ่งเหล่านี้สามารถเปลี่ยนอินูลินเช่นเดียวกับสาร "โปรไบโอติก" อื่น ๆ ให้เป็นกรดไขมันสายสั้น (อะซิเตตโพรพิโอเนตและบิวทิเรต) แลคเตทและก๊าซบางชนิดซึ่งสามารถหล่อเลี้ยงเซลล์ของ ปลายลำไส้ใหญ่

นอกจากนี้ยังมีความคิดว่าคาร์โบไฮเดรตเหล่านี้ทำให้กลไกการสังเคราะห์ไขมันในร่างกายไม่เสถียรซึ่งมีผลโดยตรงต่อการลดลง (การรักษาโรคอ้วน)

อาหารที่อุดมด้วยอินนูลิน

Inulins ได้รับการอธิบายว่าเป็นส่วนประกอบตามธรรมชาติของผักกว่า 3,000 ชนิด นอกจากนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและยังเป็นสารเติมแต่งเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและทางโภชนาการของการเตรียมอาหารหลายอย่าง

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้นแหล่งที่มาของอินนูลินที่พบบ่อยที่สุดคือ:

- รากเอสคาโรล

- อาติโช๊คเยรูซาเล็มอาติโช๊คเยรูซาเล็มหรือปาตากา

- หัวของ dahlias

- ยาคอน

- หน่อไม้ฝรั่ง

- หัวหอม

- กล้วย

- กระเทียม

- กระเทียม

- ข้าวสาลีและธัญพืชอื่น ๆ เช่นข้าวบาร์เลย์

- หญ้าหวานและอื่น ๆ

ภาพถ่ายของรากที่สิ้นสุด (ที่มา: ดูหน้าสำหรับผู้เขียนผ่าน Wikimedia Commons)

แหล่งข้อมูลอื่น ๆ

อินูลินยังสามารถพบได้ในผลิตภัณฑ์เสริมอาหารในแคปซูลหรือผงและยังมีการเตรียมการเชิงพาณิชย์เช่นแท่งโปรตีนธัญพืชในโยเกิร์ตเป็นต้น

มักพบว่าเป็นสารสกัดจากเอสคาโรล:

- ในฐานะ“ โอลิโกฟรุคโตส” (ซึ่งจะเอาอินูลินโซ่ที่ยาวกว่าออก)

- ในฐานะ "HP" หรืออินนูลินประสิทธิภาพสูง (จากภาษาอังกฤษประสิทธิภาพสูงซึ่งจะกำจัดอินนูลินโซ่ที่สั้นกว่า) และ

- เช่น "FOS" หรือ fructo-oligosaccharides (ซึ่งผลิตจากน้ำตาลทราย)

ข้อห้าม

การทบทวนวรรณกรรมระบุว่าการบริโภคอินนูลินในช่องปากค่อนข้างปลอดภัยเมื่อใช้อย่างเหมาะสม

อย่างไรก็ตามด้วยการบริโภคมากกว่า 30 กรัมต่อวันผลข้างเคียงหลักจะสังเกตได้ในระดับระบบทางเดินอาหารเนื่องจากอาจมีการผลิตก๊าซท้องอืดท้องร่วงท้องผูกหรือตะคริวในช่องท้อง

เมื่อบริโภคร่วมกับอาหารอินนูลินปลอดภัยสำหรับสตรีมีครรภ์หรือให้นมบุตรแม้ว่าจะมีการศึกษาไม่เพียงพอเพื่อระบุว่าการบริโภคยาอาจมีผลเสียต่อแม่หรือทารกหรือไม่ดังนั้นจึงขอแนะนำ หลีกเลี่ยงมัน.

ในทำนองเดียวกันอินูลินสามารถบริโภคได้อย่างปลอดภัยโดยเด็กวัยรุ่นผู้ใหญ่และผู้สูงอายุไม่ว่าจะเป็นส่วนหนึ่งของอาหารหรือเป็นอาหารเสริมยาระยะสั้น

อ้างอิง

1. Cui, SW, Wu, Y. , & Ding, H. (2013). ส่วนผสมใยอาหารที่หลากหลายและการเปรียบเทียบการทำงานทางเทคนิค อาหารที่อุดมด้วยไฟเบอร์และโฮลเกรน: ปรับปรุงคุณภาพ 96-119
2. Franck, A. (2002). การทำงานทางเทคโนโลยีของอินนูลินและโอลิโกฟรุคโตส วารสารโภชนาการของอังกฤษ, 87 (S2), S287-S291
3. Niness, KR (1999). อินนูลินและโอลิโกฟรุคโตสคืออะไร?. วารสารโภชนาการ, 129 (7), 1402S-1406S.
4. Roberfroid, MB (2005). แนะนำฟรุกทันชนิดอินนูลิน วารสารโภชนาการอังกฤษ, 93 (S1), S13-S25
5. Shoaib, M. , Shehzad, A. , Omar, M. , Rakha, A. , Raza, H. , Sharif, HR, … & Niazi, S. (2016). อินนูลิน: คุณสมบัติประโยชน์ต่อสุขภาพและการประยุกต์ใช้อาหาร โพลีเมอร์คาร์โบไฮเดรต 147, 444-454
6. Tiefenbacher, KF (2018). เทคโนโลยีเวเฟอร์และวาฟเฟิล II: สูตรอาหารการพัฒนาผลิตภัณฑ์และความรู้ สำนักพิมพ์วิชาการ.
7. Watzl, B. , Girrbach, S. , & Roller, M. (2005). อินนูลินโอลิโกฟรุคโตสและภูมิคุ้มกัน วารสารโภชนาการของอังกฤษ 93 (S1), S49-S55