Inulina - Inulin

Não deve ser confundido com Insulina .
Inulina
Inulin strukturformel.png
Identificadores
ChEMBL
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard 100.029.701 Edite isso no Wikidata
UNII
Propriedades
C 6 n H 10 n + 2 O 5 n +1
Massa molar Polímero; depende de n
Farmacologia
V04CH01 ( OMS )
Perigos
NFPA 704 (diamante de fogo)
1
1
0
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Referências da Infobox

As inulinas são um grupo de polissacarídeos naturais produzidos por muitos tipos de plantas , industrialmente mais frequentemente extraídos da chicória . As inulinas pertencem a uma classe de fibras dietéticas conhecidas como frutanos . A inulina é usada por algumas plantas como meio de armazenamento de energia e é normalmente encontrada nas raízes ou rizomas . A maioria das plantas que sintetizam e armazenam inulina não armazenam outras formas de carboidratos, como o amido . Nos Estados Unidos em 2018, a Food and Drug Administration aprovou a inulina como um ingrediente de fibra alimentar usado para melhorar o valor nutricional de produtos alimentícios manufaturados. Usar a inulina para medir a função renal é o "padrão ouro" para comparação com outros meios de estimar a taxa de filtração glomerular .

Origem e história

A inulina é um carboidrato de armazenamento natural presente em mais de 36.000 espécies de plantas, incluindo agave , trigo , cebola , banana , alho , aspargo , alcachofra de Jerusalém e chicória. Para essas plantas, a inulina é usada como reserva de energia e para regular a resistência ao frio. Por ser solúvel em água, é osmoticamente ativo. Certas plantas podem alterar o potencial osmótico de suas células, alterando o grau de polimerização das moléculas de inulina por hidrólise. Ao alterar o potencial osmótico sem alterar a quantidade total de carboidratos, as plantas podem resistir ao frio e à seca durante os períodos de inverno.

A inulina foi descoberta em 1804 pelo cientista alemão Valentin Rose. Ele encontrou “uma substância peculiar” nas raízes de Inula helenium por extração com água fervente. Irvine usou métodos químicos como a metilação para estudar a estrutura molecular da inulina e projetou o método de isolamento para essa nova anidrofrutose. Durante estudos de túbulos renais na década de 1930, os pesquisadores procuraram por uma substância que pudesse servir como um biomarcador que não fosse reabsorvido ou secretado após a introdução nos túbulos. Richards introduziu a inulina por causa de seu alto peso molecular e sua resistência a enzimas. A inulina é usada para determinar a taxa de filtração glomerular dos rins .

Estrutura química e propriedades

A inulina é uma coleção heterogênea de polímeros de frutose . Consiste em porções glucosil de terminação de cadeia e uma porção frutosil repetitiva, que estão ligadas por ligações β (2,1). O grau de polimerização (DP) da inulina padrão varia de 2 a 60. Após a remoção das frações com DP inferior a 10 durante o processo de fabricação, o produto remanescente é a inulina de alto desempenho. Alguns artigos consideraram as frações com DP menor que 10 como frutooligossacarídeos de cadeia curta, e apenas chamaram as moléculas de cadeia longa de inulina.

Devido às ligações β (2,1), a inulina não é digerida por enzimas no sistema alimentar humano, contribuindo para suas propriedades funcionais: valor calórico reduzido, fibra alimentar e efeitos prebióticos . Sem cor e sem odor, tem pouco impacto nas características sensoriais dos produtos alimentícios. A oligofrutose possui 35% da doçura da sacarose e seu perfil adoçante é semelhante ao do açúcar. A inulina padrão é ligeiramente doce, enquanto a inulina de alto desempenho não é. Sua solubilidade é maior do que as fibras clássicas. Quando completamente misturada com o líquido, a inulina forma um gel e uma estrutura cremosa branca, que é semelhante à gordura. Sua rede tridimensional de gel, constituída por partículas insolúveis de inulina cristalina submicrônica, imobiliza grande quantidade de água, garantindo sua estabilidade física. Também pode melhorar a estabilidade de espumas e emulsões.

Usos

Colheita e extração

A raiz de chicória é a principal fonte de extração para a produção comercial de inulina. O processo de extracção de inulina é semelhante para a obtenção de açúcar a partir de beterraba de açúcar . Após a colheita, as raízes da chicória são fatiadas e lavadas, depois embebidas em solvente ; a inulina é então isolada, purificada e seca por pulverização. A inulina também pode ser sintetizada a partir da sacarose .

Alimentos processados

A inulina recebeu o status de não objeção como geralmente reconhecido como seguro (GRAS) da Food and Drug Administration (FDA) dos EUA , incluindo a inulina de cadeia longa como GRAS. No início do século 21, o uso de inulina em alimentos processados ​​se deveu em parte às suas características adaptáveis ​​à fabricação. É aprovado pelo FDA como ingrediente para aumentar o valor da fibra alimentar dos alimentos industrializados. Seu sabor varia de suave a sutilmente doce (cerca de 10% da doçura do açúcar / sacarose). Ele pode ser usado para substituir açúcar, gordura e farinha. Isso é vantajoso porque a inulina contém 25–35% da energia alimentar dos carboidratos (amido, açúcar). Além de ser um ingrediente versátil, a inulina oferece vantagens nutricionais ao aumentar a absorção de cálcio e possivelmente a absorção de magnésio , ao mesmo tempo que promove o crescimento de bactérias intestinais . A inulina de chicória aumenta a absorção de cálcio em mulheres jovens com menor absorção de cálcio e em homens jovens. Em termos de nutrição, é considerada uma forma de fibra solúvel e às vezes é categorizada como um prebiótico. Por outro lado, também é considerado um FODMAP , uma classe de carboidratos que são rapidamente fermentados no gás que produz o cólon . Embora os FODMAPs possam causar certo desconforto digestivo em algumas pessoas, eles produzem alterações potencialmente favoráveis ​​na flora intestinal que contribuem para a manutenção da saúde do cólon.

Devido à capacidade limitada do corpo de processar os frutanos, a inulina tem um impacto crescente mínimo sobre o açúcar no sangue e pode ser potencialmente usada no controle de doenças relacionadas ao açúcar no sangue, como a síndrome metabólica .

Médico

A inulina e seu análogo sinistrina são usados ​​para ajudar a medir a função renal, determinando a taxa de filtração glomerular (TFG), que é o volume de fluido filtrado dos capilares glomerulares renais (rins) para a cápsula de Bowman por unidade de tempo.

A inulina aumenta o crescimento e as atividades das bactérias ou inibe o crescimento ou as atividades de certas bactérias patogênicas.

Pesquisas o relacionaram a vários benefícios à saúde, como ajudar a controlar o diabetes, ajudar na perda de peso e melhorar a saúde digestiva.

Uma revisão sistemática de 2017 dos resultados de ensaios clínicos mostrou que a suplementação dietética com inulina reduziu os biomarcadores da síndrome metabólica.

Dieta e efeitos colaterais

Os efeitos colaterais da dieta de fibra dietética de inulina, que podem ocorrer em pessoas sensíveis, são:

  • Desconforto intestinal, incluindo flatulência, inchaço, ruídos estomacais, arrotos e cólicas
  • Diarréia
  • Reação alérgica anafilática (rara) - a inulina é usada para teste de TFG e, em alguns casos isolados, resultou em uma reação alérgica, possivelmente ligada a uma resposta alérgica alimentar.

Uso industrial

A inulina não hidrolisada também pode ser convertida diretamente em etanol em um processo simultâneo de sacarificação e fermentação, que pode ter potencial para converter safras com alto teor de inulina em etanol para combustível.

Bioquímica

As inulinas são polímeros compostos principalmente de unidades de frutose ( frutanos ) e, normalmente, possuem uma glicose terminal . As unidades de frutose nas inulinas são unidas por uma ligação glicosídica β (2 → 1) . A molécula é quase exclusivamente linear, com apenas algumas ramificações por cento. Em geral, as inulinas vegetais contêm entre 2 e 70 unidades de frutose ou às vezes até 200, mas as moléculas com menos de 10 unidades são chamadas de frutooligossacarídeos , sendo o mais simples 1- kestose , que possui duas unidades de frutose e uma unidade de glicose. A inulina bacteriana é mais altamente ramificada (mais de 15% de ramificação) e contém cerca de dezenas ou centenas de subunidades.

As inulinas são nomeadas da seguinte maneira, em que n é o número de resíduos de frutose e py é a abreviatura de piranosil :

  • As inulinas com uma glicose terminal são conhecidas como alfa -D-glucopiranosil- [beta-D-frutofuranosil] (n-1) -D-frutofuranosídeos, abreviado como GpyFn .
  • As inulinas sem glicose são beta -D-frutopiranosil- [D-frutofuranosil] (n-1) -D-frutofuranosídeos, abreviado como FpyFn .

A hidrólise de inulinas pode render fruto-oligossacarídeos, que são oligômeros com um grau de polimerização (DP) de 10 ou menos.

Cálculo da taxa de filtração glomerular

A inulina é tratada exclusivamente pelos néfrons , pois é completamente filtrada no glomérulo, mas não é secretada nem reabsorvida pelos túbulos. Esta propriedade da inulina permite que a depuração da inulina seja usada clinicamente como uma medida altamente precisa da taxa de filtração glomerular (TFG) - a taxa de plasma da arteríola aferente que é filtrada para a cápsula de Bowman medida em ml / min.

É informativo comparar as propriedades da inulina com as do ácido para-aminohipúrico (PAH). O PAH é parcialmente filtrado do plasma no glomérulo e não é reabsorvido pelos túbulos, de maneira idêntica à inulina. O PAH é diferente da inulina porque a fração do PAH que desvia do glomérulo e entra nas células tubulares do néfron (via capilares peritubulares ) é completamente secretada. A depuração renal de HAP é, portanto, útil no cálculo do fluxo plasmático renal (RPF), que empiricamente é (1- hematócrito ) vezes o fluxo sanguíneo renal . Digno de nota, a depuração de PAH reflete apenas o FPR em partes do rim que lidam com a formação da urina e, portanto, subestima o FPR real em cerca de 10%.

A dosagem da TFG pela inulina ou sinistrina ainda é considerada o padrão ouro . No entanto, agora foi amplamente substituído por outras medidas mais simples que são aproximações da TFG. Essas medidas, que envolvem a eliminação de substratos como EDTA , iohexol , cistatina C , 125 I - iotalamato ( radioiothalamato de sódio), o radioisótopo de cromo 51 Cr (quelado com EDTA) e creatinina , tiveram sua utilidade confirmada em grandes coortes de pacientes com doença renal crônica.

Tanto para a inulina quanto para a creatinina, os cálculos envolvem as concentrações na urina e no soro. No entanto, ao contrário da creatinina, a inulina não está naturalmente presente no corpo. Esta é uma vantagem da inulina (porque a quantidade infundida será conhecida) e uma desvantagem (porque uma infusão é necessária).

Metabolismo in vivo

A inulina é indigestível pelas enzimas humanas ptialina e amilase , que são adaptadas para digerir o amido. Como resultado, ele passa por grande parte do sistema digestivo intacto. Apenas no cólon as bactérias metabolizam a inulina, com liberação de quantidades significativas de dióxido de carbono , hidrogênio e / ou metano . Os alimentos que contêm inulina podem ser bastante gasosos , em particular para aqueles que não estão acostumados com a inulina, e esses alimentos devem ser consumidos com moderação no início.

A inulina é uma fibra solúvel, um dos três tipos de fibra alimentar, incluindo amido solúvel , insolúvel e resistente . A fibra solúvel se dissolve em água para formar um material gelatinoso. Algumas fibras solúveis podem ajudar a reduzir os níveis de colesterol e glicose no sangue.

Como a digestão normal não decompõe a inulina em monossacarídeos , ela não eleva os níveis de açúcar no sangue e pode, portanto, ser útil no controle do diabetes. A inulina também estimula o crescimento de bactérias no intestino . A inulina passa pelo estômago e duodeno não digerida e está altamente disponível para a flora bacteriana intestinal . Isso o torna semelhante aos amidos resistentes e outros carboidratos fermentáveis.

Algumas dietas tradicionais contêm mais de 20 g por dia de inulina ou frutooligossacarídeos. A dieta do caçador-coletor pré-histórico no deserto de Chihuahuan foi estimada em 135 g por dia de frutanos do tipo inulina. Muitos alimentos naturalmente ricos em inulina ou frutooligossacarídeos, como chicória, alho e alho - poró , foram vistos como "estimulantes da boa saúde" por séculos.

Devido à sua resistência às enzimas digestivas, a inulina resiste à absorção durante seu trânsito pelo trato gastrointestinal superior. Depois de atingir o intestino grosso, a inulina é convertida pelas bactérias do cólon em um gel conhecido como prebiótico, um ingrediente alimentar altamente nutritivo para a microflora intestinal . Em 2013, nenhuma autoridade reguladora permitia alegações de saúde na comercialização de prebióticos como uma classe. Os efeitos da inulina na saúde foram estudados em pequenos ensaios clínicos, que mostraram que ela causa efeitos adversos gastrointestinais, como inchaço e flatulência, não afeta os níveis de triglicerídeos ou o desenvolvimento de fígado gorduroso , pode ajudar a prevenir a diarreia do viajante e pode ajudar a aumentar a absorção de cálcio em adolescentes .

Fontes naturais

As plantas que contêm altas concentrações de inulina incluem:

Referências