Probiotyczne Fruktany

      Fruktany - polisacharydy, do niedawna traktowane były jako substancje towarzyszące błonnikowi pokarmowemu (opisany w poprzednim wpisie). W 1998 roku nastąpił przełom w określaniu znaczenia fruktanów, które zostały uznane za rozpuszczalny składnik włókna (błonnika) pokarmowego. Opina badaczy z General Reference for Dietary Fibre and Complex Carbohydrates of AOAC International oraz ekspertów z Food Standard Agency wydana została na podstawie zlokalizowanych w cząstkach fruktanów wiązań cukrowych (w formie beta), które nie są rozkładane przez enzymy trawienne człowieka.

Jako polisacharydy, czyli wielocukry stanowią łańcuch złożony z cząstek fruktozy (jak sama nazwa wskazuje) i często zakończony innym cukrem prostym – glukozą. Długość tego łańcucha cukrów to tzw. stopień polimeryzacji (ang. Degree of Polymerization -DP) i na jego podstawie rozróżnia się fruktany:

• krótkołańcuchowe- tzw. fruktooligosacharydy (FOS),
• długołańcuchowe- DP>10- część inulin, lewany.

Inuliny można zaliczyć do obu grup, ze względu na różną długość występujących łańcuchów. Najczęściej zawierają 30-35 reszt fruktozy, ale można też spotkać zbudowane ze 150 jednostek tego cukru.

Gdzie szukać?

Fruktany znajdują się w zasięgu naszej ręki. Ok. 36000 roślin wyższych, mszaki, glony, niektóre grzyby i bakterie mają zdolność ich wytwarzania.

Fruktooligosacharydy w największych ilościach występują w ziarnach roślin zbożowych: pszenicy, jęczmienia i ich przetworach: otrębach i mące.

Inuliny o wyższym stopniu polimeryzacji występują w roślinach dwuliściennych.

Ogólnie fruktany można znaleźć w dużych ilościach w:

Warzywach – cykoria, szparagi, czosnek, por, cebula, karczoch, topinambur, skorzonera

Owoce- banany

Zbożach- pszenica, jęczmień, żyto

Głównym źródłem fruktanów jest korzeń cykorii, dlatego właśnie z niej izolowane są fruktany do celów przemysłowych- „produkcja żywności funkcjonalnej”. 100 g korzenia dostarcza ok. 42 g inuliny i 23 g oligofruktozy.

Na zawartość fruktanów w gotowym pożywieniu ma wpływ:

• skład recepturowy- przepis dania, produktu,
• warunki przechowywania surowców,
• rodzaj środowiska- kwaśne/zasadowe. Oligofruktoza i inulina mogą ulegać częściowej hydrolizie w środowisku silnie zakwaszonym.
• sposób przygotowania- temperatura, czas, rozdrobnienie. Na podstawie poniższej tabeli można odczytać następujące zależności:

– W wyniku suszenia (dehydratacji) zwiększa się stopień koncentracji fruktanów w produkcie.
– Na skutek gotowania w wodzie część fruktanów przechodzi do wywaru. Następuje zmniejszenie ich zawartości w gotowym daniu.
– Procesy pieczenia lub pasteryzacji (bez udziału wody) nie powodują znaczących strat fruktanów w obrabianym produkcie.

Fruktany stanowią:

• Dla rośliny – materiał zapasowy.
• Dla bakterii-pozakomórkowy łącznik ze środowiskiem, w którym bytują.
• Dla człowieka- koncentrat biologicznie czynnych składników.
• Dla producenta żywności- składnik, korzystnie wpływający na wygląd, strukturę, konsystencję i inne cechy organoleptyczne produktu.

Fruktany, a dieta

Z dietetycznego, żywieniowego punktu widzenia zarówno inuliny jak i FOS to prebiotyki, których spożywanie zaleca się łącznie z żywnością fermentowaną zawierającą bakterie probiotyczne (np. napoje mleczne, fermentowane z opisem „Bio”, produkty kiszone, chleb razowy na zakwasie).

Bakterie probiotyczne- probiotyki- z grec. pro bios – „dla życia” to głównie szczepy z rodz. Lactobacillus i Bifidobakterium.

Fruktany po spożyciu nie zostają rozłożone oraz wchłonięte w żołądku lub jelicie cienkim. W postaci niestrawionej przechodzą do jelita grubego, gdzie bytujące tam bakterie wydzielają enzymy, które częściowo hydrolizują. W wyniku fermentacji, czyli beztlenowego rozkładu dostarczonych węglowodanów (cukrów) powstają:

• gazy: CO2, H2, CH4. Są wykorzystywane lub wchłaniane przez bakterie, następnie wydzielane z oddechem lub wydalane w stolcu. Wpływają na stymulację perystaltyki jelit szczególnie ważną przy problemach z zaparciami.
• woda H2O zwiększa objetość mas kałowych i wpływa na ich rozluźnienie
• krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA- ang. Short Chain Fatty Acids): octowy, propionowy, masłowy. Powodują obniżenie pH jelit. Transportowane przez krew do różnych organów mogą oddziaływać na metabolizm glukozy i tłuszczu, a tym samym korzystnie wpływać na poziom glukozy, cholesterolu we krwi oraz na procesy regulacji funkcjonowania enzymów wątrobowych.
• kwasy organiczne: mlekowy. Wpływa pozytywnie na zachowanie integralności błony śluzowej jelita grubego „uszczelnienie”. Łącznie z SCFA, wykazują działanie ochronne na komórki nabłonka okrężnicy, przeciwdziałając zmianom nowotworowym. Wywierają korzystny wpływ na ich metabolizm, proliferację i różnicowanie się.

Prebiotyki to składniki włókna pokarmowego, które stanowią pożywkę dla bakterii korzystnie wpływających na organizm człowieka. Dlatego nie wszystkie niestrawne polisacharydy są prebiotykami, mimo, że stanowią substrat dla bakterii znajdujących się w jelicie grubym.

Wynika to z faktu, ze jelito grube zasiedlają bakterie pożyteczne, ale również szczepy szkodliwe dla gospodarza. Stymulacja rozwoju bakterii probiotycznych (poprzez prebiotyki) w stosunku do innych bakterii korzystnie zmienia skład mikroflory jelitowej. W ten sposób następuje selektywny rozwój bakterii Lactobacillus i Bifidobacterium oraz redukukcja szczepów szkodliwych Bacteroides, Clostridia, Fusobacteria. Spożycie fruktanów wywołuje także efekty miejscowe takie jak zwiększenie absorpcji substancji mineralnych: wapnia, magnezu, żelaza.

Spożycie fruktanów

Dzienna dawka inuliny i oligofruktozy nie jest do końca sprecyzowana. Można jednak sugerować się zaleceniami spożycia błonnika pokarmowego, którego dobrze tolerowana ilość wynosi dla dorosłego człowieka 20g/ dzień. Badania potwierdziły również, że już 4 g FOS wywierają działanie prebiotyczne. Z kolei Tomomatsu w 1994 r wykazał, że stosowanie FOS w ilości 3-10 g/dobę lub inuliny w dawce 8 g/dobę łagodzi problemy z zaparciami.

Efektem niekorzystnym przy nadmiernym ich spożyciu może być biegunka i problemy żołądkowe.

Działanie antykancerogenne

Spożycie fruktanów zalecane jest szczególnie przy dietach bogatych w produkty pochodzenia zwierzęcego, gdzie zwiększona jest podaż białka i cholesterolu. Niektóre produkty rozkładu białek i metabolity cholesterolu mają działanie kancerogenne.

SCFA powstające w wyniku fermentacji fruktanów z udziałem bakterii probiotycznych powodują zakwaszenie treści jelitowej i w ten sposób ograniczają bakteryjny rozkład niektórych składników do związków rakotwórczych. SCFA nasilają rozpad komórek nabłonka jelita zmienionych nowotworowo.

Woda i inne składniki włókna zwiększają objętość mas kałowych, powodują ich rozluźnienie przez co rozcieńczają zawartość możliwych kancerogenów. Ich kontakt z błona śluzowa jelita jest wówczas ograniczony.

Zastosowanie fruktanów

W krajach rozwiniętych Europy zachodniej i Ameryki, ze względu na niskie spożycie błonnika pokarmowego (w tym fruktanów) wzrasta zapotrzebowanie na „żywność funkcjonalną”. Producenci żywności, szczególnie w branży piekarskiej i cukierniczej wzbogacają swoje receptury tak, aby podnieść nie tylko smakowe, ale także prozdrowotne walory produktu.

Inulinę otrzymuje się w wyniku ekstrakcji korzenia cykorii gorąca wodą. Z kolei produkcja oligofruktozy (FOS) polega na częściowej hydrolizie (rozkładzie) inuliny. Mają one postać białego proszku, są dobrze rozpusczalne w wodzie. Można je mieszać z innymi składnikami. Charakteryzuja się neutralnym smakiem i zapachem. Inulina zastosowana w wysokich stężeniach wykazuje właściwości żelujące. Nadaje produktom kremową , gładką konsystencję. Właściwości oligofruktozy są porównywalne do właściwości sacharozy, dlatego w wyrobach piekarskich może być stosowana jako jej zamiennik. Nie krystalizuje, nie wytrąca się, nie powoduje odczucia piaskowatości w ustach.

W wyrobach piekarskich (np. chleb razowy na zakwasie) i cukierniczych (różnego rodzaju ciastka) fruktany, głównie inulina i oligofruktoza stosowane są jako:

• substytut tłuszczu w celu obniżenia wartości kalorycznej – niewielka wartość energetyczna inuliny:   1- 1,5 kcal/1g , niski indeks glikemiczny,
• substytut sacharozy w celu obniżenia słodyczy oraz wartości kalorycznej – jej słodycz stanowi 10% słodyczy sacharozy. Im większa ilość cząstek fruktozy w inulinie tym niższa jest jej słodycz,
• substancja żelująca,
• substancja teksturotwórcza,
• jest surowcem do otrzymywania syropu wysokofruktozowego.

Inne zastosowanie: desery mleczne, sery, pianki, lody, jogurty, majonezy, sosy (jako stabilizator emulsji), dodatek do ciast, budyniu, kisielu, zagęszczacz galaretek.

Biowski poleca:

 https://biowski.pl/pl/p/-INULINA-BLONNIK-cykorii-NATURALNY-500g-TARGROCH/231

https://biowski.pl/pl/p/INULINA-BIO-250g%2C-Naturalny-PREBIOTYK-BIO-PLANET/32

https://biowski.pl/pl/p/KAWA-Z-TOPINAMBURU-Z-DODATKIEM-KORZENIA-MNISZKA-BIO-200-g-DARY-NATURY/13

Literatura

1. Bartnikowska E. 2010. Co producent i konsument powinni wiedzieć o fruktanach. Przegląd Piekarski i Cukierniczy. 02/12, s. 12- 16
2. Buddington R.K., Kelly-Quagliana K., Buddington K.K & Kimura Y. 2002b. Non-digestible oligosaccharides and defense functions: lessons learned from animal models. British Journal of Nutrition. 87. Suppl. 2, s. 231–239
3. Leo M.L. 2012. Handbook of analysis of active compounds in functional foods. USA. ISBN 978-1-4398-1588-5, s. 561-582
4. Roberfroid M.B., Van Loo J., Gibson G.R.1998. The bifidogenic nature of chicory inulin and its hydrolysis products. Journal of nutrition 128, s. 11-19
5. Roberfroid M.B., Delzenne N.M.. 1998. Dietary fructants. Annual Review of Nutrition 18, s. 117-143
6. Robenfroid M.B., J. Slavin. 2000. Nondigestible oligosacharides. Critical Review in Food Science and Nutrition. 40, s. 461-480
7. Sucharzewska D. 2007. Właściwości i przydatność fruktanów do produkcji wyrobów ciastkarskich. Przegląd Piekarski i Cukierniczy. 07/12, s.59-61
8. Van Loo J. 2004b. Prebiotics promote good health. The basis, the potential and the emerging evidence. Journal of Clinical Gastroenterology 38, s. 70–75.
9. Van Loo J., Coussement P., de Leenheer L., Hoebregs H., Smits G. 1995. On the presence of inulin and oligofructose as natural ingredients in the western diet. Critical Review in Food Science and Nutrition. Nov.35 (6), s. 525-552