Από πού προέρχεται η ινουλίνη

Η ινουλίνη είναι ένας τύπος διαιτητικών ινών που βρίσκεται φυσικά σε ορισμένα φυτά. Θεωρείται φρουκτάνη, που σημαίνει ότι αποτελείται από μόρια φρουκτόζης αλυσοδεμένα μεταξύ τους. 

Η ινουλίνη είναι μια άκαμπτη ουσία που βρίσκεται σε μια μεγάλη ποικιλία φρούτων, λαχανικών και σάλτσες, όπως σιτάρι, κρεμμύδια, μπανάνες, πράσα, αγκινάρες και σπαράγγια. Η ινουλίνη που χρησιμοποιείται σε συμπληρώματα συνήθως προέρχεται από το μούλιασμα των ριζών κιχωρίου σε ζεστό νερό.

Μαζική ινουλίνη έχει γίνει δημοφιλές τα τελευταία χρόνια ως πρεβιοτικό συμπλήρωμα λόγω των ευεργετικών του επιδράσεων στα βακτήρια του εντέρου και στη γενική υγεία. Αλλά από πού ακριβώς προέρχεται η ινουλίνη;

Πώς προέρχεται η ινουλίνη;

Η ινουλίνη προέρχεται από διάφορες φυτικές πηγές, συνηθέστερα από τη ρίζα κιχωρίου. Η ινουλίνη βρίσκεται σε περισσότερα από 36,000 φυτά παγκοσμίως, συμπεριλαμβανομένων των πράσα, τα κρεμμύδια, το σκόρδο, τα σπαράγγια, το σιτάρι, οι μπανάνες και οι ρίζες κιχωρίου. Ωστόσο, η ρίζα κιχωρίου περιέχει την υψηλότερη συγκέντρωση, περίπου 20% ινουλίνη κατά βάρος.

Η ινουλίνη αποθηκεύεται στις ρίζες, τους μίσχους και τα φύλλα αυτών των φυτών ως ενεργειακό απόθεμα. Συντίθεται από τη σακχαρόζη από το ένζυμο συνθάση της ινουλίνης. Τα φυτά παράγουν μόρια ινουλίνης ποικίλου μήκους αλυσίδας ανάλογα με το φυτικό είδος. Η ινουλίνη κιχωρίου περιέχει μεγαλύτερες αλυσίδες, πάνω από 60 μονάδες φρουκτόζης. Οι ινουλίνες βραχύτερης αλυσίδας βρίσκονται σε φυτά όπως τα κρεμμύδια και τα πράσα.

Για την εξαγωγή και τον καθαρισμό της ινουλίνης από τα φυτά, οι ρίζες ή οι κόνδυλοι πλένονται πρώτα, κόβονται σε φέτες και βυθίζονται σε ζεστό νερό. Αυτό αφαιρεί την ινουλίνη, η οποία στη συνέχεια καθαρίζεται μέσω διήθησης, καθίζησης και ξήρανσης με ψεκασμό. Το τελικό προϊόν είναι μια λευκή σκόνη που αποτελείται από ινουλίνη κιχωρίου που περιέχει υψηλή συγκέντρωση διαιτητικών ινών.

Πώς παράγεται η ινουλίνη;

Εκτός από την εξαγωγή από φυτά, ινουλίνη χονδρικής μπορεί επίσης να παραχθεί συνθετικά για εμπορική χρήση. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει στους κατασκευαστές να ελέγχουν το μοριακό βάρος και το μήκος της αλυσίδας των μορίων ινουλίνης.

Η βιομηχανική παραγωγή των ινουλίνη ξεκινά με σακχαρόζη που προέρχεται από φυτά όπως ζαχαρότευτλα ή ζαχαροκάλαμο. Η σακχαρόζη διασπάται σε μόρια φρουκτόζης και γλυκόζης χρησιμοποιώντας ένζυμα. Αυτά τα απλά σάκχαρα στη συνέχεια συνδέονται ενζυματικά μεταξύ τους για να σχηματίσουν αλυσίδες πολυμερούς ινουλίνης, γνωστές και ως φρουκτάνες.

Ελέγχοντας την ενζυμική αντίδραση, οι κατασκευαστές μπορούν να παράγουν φρουκτάνες ινουλίνης συγκεκριμένων μηκών αλυσίδων, που κυμαίνονται από 2 έως περισσότερες από 60 μονάδες φρουκτόζης. Η ινουλίνη βραχείας αλυσίδας είναι πιο γλυκιά και πιο διαλυτή ενώ η ινουλίνη μακράς αλυσίδας έχει περισσότερα οφέλη από πρεβιοτικές ίνες. Η συνθετική ινουλίνη μπορεί να γίνει σκόνη ή συμπυκνωμένο υγρό.

Η ικανότητα λεπτομερούς ελέγχου της μοριακής δομής της ινουλίνης κατά τη βιομηχανική παραγωγή επιτρέπει στις εταιρείες τροφίμων και συμπληρωμάτων να προσαρμόζουν την ινουλίνη για συγκεκριμένες χρήσεις στα προϊόντα τους.

Είναι φυσική η ινουλίνη;

Το αν η ινουλίνη θεωρείται φυσική ή όχι εξαρτάται από την πηγή της. Η ινουλίνη που εκχυλίζεται και καθαρίζεται απευθείας από φυτικά υλικά, όπως η ρίζα κιχωρίου, θεωρείται ως φυσική διαιτητική ίνα. Ο FDA αναγνωρίζει την ινουλίνη που προέρχεται από φυσικές φυτικές πηγές ως GRAS (γενικά αναγνωρίζεται ως ασφαλής).

Από την άλλη, συντίθεται βιομηχανικά χύμα σκόνη ινουλίνης που παρασκευάζεται από σακχαρόζη που έχει υποστεί επεξεργασία με ένζυμα δεν εμφανίζεται φυσικά στα φυτά. Απαιτεί ανθρώπινη χειραγώγηση για να παραχθεί. Ως εκ τούτου, ορισμένοι υποστηρίζουν ότι αυτή η διαδικασία παραγωγής καθιστά το τελικό προϊόν λιγότερο φυσικό από την ινουλίνη φυτικής προέλευσης.

Ωστόσο, ακόμη και η συνθετική ινουλίνη ξεκινά από φυσικά συστατικά όπως η σακχαρόζη. Είναι μοριακά πανομοιότυπο με την ινουλίνη που βρίσκεται στα φυτά. Έτσι, ενώ η μέθοδος παραγωγής διαφέρει, τα ίδια τα τελικά μόρια ινουλίνης είναι λειτουργικά ίδια με τη φυσική ινουλίνη.

Αυτό οδήγησε ορισμένες υγειονομικές αρχές, όπως αυτές στην ΕΕ, να θεωρούν φυσικές ουσίες τόσο τη φυτικής προέλευσης όσο και τη συνθετική ινουλίνη. Αλλά η συζήτηση για το τι αποτελεί φυσικό συστατικό συνεχίζεται.

Ποιες είναι οι καλύτερες φυσικές πηγές ινουλίνης;

Οι καλύτερες φυσικές πηγές ινουλίνης είναι τα φυτά που περιέχουν υψηλότερες συγκεντρώσεις στις ρίζες ή στους κονδύλους τους. Μερικά παραδείγματα περιλαμβάνουν:

• Ρίζα κιχωρίου: Περιέχει έως και 20% ινουλίνη κατά βάρος. Το κιχώριο θεωρείται η πλουσιότερη πηγή και χρησιμοποιείται συνήθως για την εκχύλιση ινουλίνης.

• Αγκινάρα Ιερουσαλήμ: Περιέχει 10-20% ινουλίνη στους κόνδυλους. Συχνά χρησιμοποιείται ως λαχανικό, αλλά μπορεί επίσης να εκχυλίσει ινουλίνη.

• Κόνδυλοι Ντάλια: Περιεκτικότητα σε ινουλίνη έως 18%. Ένα ανθοφόρο φυτό που σχετίζεται με το κιχώριο και χρησιμοποιείται για την εκχύλιση ινουλίνης.

• Ρίζα πικραλίδας: Έως 40% οργανική σκόνη ινουλίνης χύμα κατά βάρος όταν στεγνώσει. Η πικραλίδα είναι ένα βρώσιμο φυτό που χρησιμοποιείται συχνά ως φυτικό συμπλήρωμα.

• Ρίζα κολλιτσίδας: Περιέχει 10-15% ινουλίνη. Ένα άλλο βρώσιμο λαχανικό ρίζας που διπλασιάζει ως πηγή ινουλίνης.

• Χόρτα κιχωρίου: Περίπου 3-10% ινουλίνη στα φύλλα και τους μίσχους. Μπορεί να παρέχει ινουλίνη όταν καταναλώνεται ως λαχανικό.

• Πράσα: Περιέχουν 2-10% ινουλίνη, συγκεντρωμένη κυρίως στον βολβό. Κοινό λαχανικό παγκοσμίως.

• Σπαράγγια: Εκτιμώμενη περιεκτικότητα 2-3% σε ινουλίνη, που βρίσκεται σε όλο το φυτό.

Η τακτική κατανάλωση αυτών των τροφών πλούσιων σε ινουλίνη μπορεί να προσφέρει οφέλη σε πρεβιοτικές ίνες. Αλλά συμπληρώματα ινουλίνης χρησιμοποιήστε εκχυλίσματα υψηλής καθαρότητας από ρίζες όπως το κιχώριο για μέγιστη περιεκτικότητα σε ινουλίνη.

Ποια είναι η χημική δομή της ινουλίνης;

Δομικά, ινουλίνη αποτελείται από γραμμικές αλυσίδες μορίων φρουκτόζης που συνδέονται με βήτα 2-1 γλυκοσιδικούς δεσμούς. Κάθε αλυσίδα ινουλίνης περιέχει ένα τερματικό μόριο γλυκόζης συνδεδεμένο με την αλυσίδα φρουκτόζης, γνωστό ως κεστόζη.

Ο αριθμός των μονάδων φρουκτόζης (ονομάζεται επίσης βαθμός πολυμερισμού) μπορεί να κυμαίνεται από 2 έως 60, με μέσο όρο 10 έως 12. Οι ινουλίνες μεγαλύτερης αλυσίδας έχουν υψηλότερα μοριακά βάρη. Για παράδειγμα, ένα μήκος αλυσίδας 60 φρουκτόζων θα είχε μοριακό βάρος περίπου 5,000 Da.

Η βήτα διαμόρφωση των γλυκοσιδικών δεσμών και η γραμμική, μη διακλαδισμένη δομή επιτρέπουν στην ινουλίνη να σχηματίζει μικροκρυσταλλικά συσσωματώματα. Αυτό επηρεάζει τις ιδιότητες διαλυτότητάς του. Η ινουλίνη είναι διαλυτή στο ζεστό νερό αλλά αδιάλυτη στο κρύο νερό.

Το μήκος της αλυσίδας επηρεάζει επίσης λειτουργικές ιδιότητες όπως το ιξώδες. Ινουλίνες μακράς αλυσίδας σχηματίζουν πιο παχύρρευστα διαλύματα. Στα τρόφιμα, οι ινουλίνες βραχύτερης αλυσίδας χρησιμοποιούνται για την παροχή σακχάρων για την αίσθηση του στόματος, ενώ οι μεγαλύτερες αλυσίδες παρέχουν περισσότερες φυτικές ίνες.

Ποιες τροφές περιέχουν ινουλίνη; 

Η ινουλίνη βρίσκεται φυσικά σε μια μεγάλη ποικιλία φρούτων, λαχανικών και βοτάνων. Μερικές από τις κορυφαίες διατροφικές πηγές ινουλίνης περιλαμβάνουν:

• Ρίζα πικραλίδας

• Αγκινάρα της Ιερουσαλήμ

• Πικραλίδα χόρτα

• Κρεμμύδια

• Σκόρδο

• Πράσα

• Σπαράγγι

• Μπανάνες

• Σιτάρι

• Βρώμη

• Κριθάρι

• σίκαλη

• μήλα

• Φύλλα κιχωρίου

• Κόνδυλοι Ντάλια

• κολλιτσίδα ρίζα

• Ρίζα ελεκαμπάνης

Άτομα με δυσανεξία σε ινουλίνη θα πρέπει να εξετάσει το ενδεχόμενο περιορισμού ή αποφυγής τροφών με υψηλή περιεκτικότητα σε ινουλίνη. Τα συμπτώματα της δυσανεξίας μπορεί να περιλαμβάνουν αέρια, φούσκωμα και πεπτικά προβλήματα. Όσοι έχουν δυσανεξία στην ινουλίνη μπορεί να θέλουν να περιορίσουν τροφές όπως:

• Ρίζα και φύλλα κιχωρίου

• Αγκινάρα της Ιερουσαλήμ

• Κρεμμύδια και πράσα

• Σπαράγγι

• Σκόρδο

• Προϊόντα σίτου

• Συμπληρώματα ινουλίνης

Μερικοί άνθρωποι χρησιμοποιούν φάρμακα όπως το Beano ή τον ενεργό άνθρακα για να βοηθήσουν την πέψη χύμα οργανική σκόνη ινουλίνης-πλούσιες τροφές. Η σταδιακή αύξηση της πρόσληψης φυτικών ινών επιτρέπει στο σώμα να αναπτύξει ανοχή. Συμβουλευτείτε έναν γιατρό για τη διαχείριση της δυσανεξίας στην ινουλίνη.

Πού παράγεται η ινουλίνη;

Οι κορυφαίοι παγκόσμιοι παραγωγοί ινουλίνης βρίσκονται σε μέρη όπου οι πρώτες ύλες όπως το κιχώριο και τα ζαχαρότευτλα καλλιεργούνται σε αφθονία:

• Γαλλία

• Germany

• Βέλγιο

• Ολλανδία

• Ιαπωνία

Η Γαλλία ηγείται παγκοσμίως ινουλίνη παραγωγής, υπεύθυνη για πάνω από το 70% του συνολικού μεριδίου αγοράς. Μεγάλοι Γάλλοι κατασκευαστές όπως η Cosucra Group, η Sensus BV και η Cargill Inc διαθέτουν εγκαταστάσεις επεξεργασίας ινουλίνης στη Γαλλία κοντά στις φάρμες κιχωρίου.

Άλλοι κορυφαίοι Ευρωπαίοι ινουλίνη μεταξύ των παραγωγών περιλαμβάνονται οι Beneo και Südzucker/BENEO στη Γερμανία και ο όμιλος Cosucra με έδρα το Βέλγιο. Αυτές οι πολυεθνικές εταιρείες συστατικών τροφίμων έχουν επεκταθεί στη Βόρεια Αμερική καθώς η ζήτηση αυξάνεται.

Η διαθεσιμότητα ρίζας κιχωρίου, το ευνοϊκό κλίμα και η τεχνολογική τεχνογνωσία συμβάλλουν στην κυριαρχία της Ευρώπης στην παραγωγή ινουλίνης για τις παγκόσμιες αγορές.

Από τι παράγεται η ινουλίνη;

Η ινουλίνη παράγεται φυσικά από μια σειρά οργανισμών εκτός από τα ανθοφόρα φυτά. Μερικά παραδείγματα ειδών που παράγουν ινουλίνη περιλαμβάνουν:

Βακτήρια: Πολλά βακτήρια στα έντερα των ανθρώπων και των ζώων μπορούν να συνθέσουν μόρια ινουλίνης. Αυτά περιλαμβάνουν ευεργετικά στελέχη bifidobacteria και γαλακτοβάκιλλων. Η παραγωγή ινουλίνης τους μπορεί να συμβάλει σε πρεβιοτικά αποτελέσματα.

Μύκητες: Μερικοί μύκητες και ζυμομύκητες παράγουν μόρια φρουκτάνης παρόμοια με ινουλίνη ως υδατάνθρακες αποθήκευσης. Αυτά περιλαμβάνουν Aspergillus και Penicillium μύκητες.

Φύκια: Κάποια πράσινα μικροφύκια αρέσουν Stigeoclonium μπορεί να παράγει φρουκτάνες που μοιάζουν με ινουλίνη ενώ άλλοι παράγουν παρόμοιους θειικούς πολυσακχαρίτες.

Λειχήνες: Είδη λειχήνων Cladonia περιέχουν πολυσακχαρίτες που ονομάζονται λειχενίνες που έχουν δομές τύπου ινουλίνης.

Ενώ η ινουλίνη από αυτούς τους οργανισμούς διαφέρει ελαφρώς από τη φυτική ινουλίνη, καταδεικνύει την ευρεία φυσική εμφάνιση και χρησιμότητα της ινουλίνης μεταξύ των ταξινομικών κατηγοριών. Περαιτέρω έρευνα μπορεί να αποκαλύψει καινοτόμες μεθόδους παραγωγής ινουλίνης με βάση τη βιολογική χρήση μικροβίων ή φυκιών.

αναφορές:

Kclippinger, AJ, Wade, AG, & Low, RK (2018). Μια τυχαιοποιημένη, διπλά τυφλή, ελεγχόμενη με εικονικό φάρμακο αξιολόγηση της ασφάλειας του εκχυλίσματος ρίζας κιχωρίου σε υγιείς εθελοντές με ιστορικό υπερβολικής κατανάλωσης αερίου. Θρεπτικά συστατικά, 10(10), 1536. https://doi.org/10.3390/nu10101536

Lopez-Sanz, S., Saenz-Navajas, MP, Campana-Martin, L., Echavarri, JF, & Ferreira, V. (2021). Χημική δομή και φυσικές ιδιότητες φρουκτανών από σταφύλι (Vitis vinifera L.): Συγκριτική μελέτη ολιγο- και πολυσακχαριτών από μήλο και κιχώριο. Εφημερίδα της επιστήμης των τροφίμων, 86(10), 4565-4577. https://doi.org/10.1111/1750-3841.15883

Shoaib, M., Shehzad, A., Omar, M., Rakha, A., Raza, H., Sharif, HR, Shakeel, A., Ansari, A., & Niazi, S. (2016). Ινουλίνη: Ιδιότητες, οφέλη για την υγεία και εφαρμογές τροφίμων. Πολυμερή υδατανθράκων, 147, 444-454. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.04.020

ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΟΝ ΣΥΓΓΡΑΦΕΑ

Η Celine Xu είναι βοτανολόγος με πάνω από 15 χρόνια εμπειρία στην έρευνα και ανάπτυξη φυτικών εκχυλισμάτων για διατροφικές και φαρμακευτικές εφαρμογές. Διευθύνει μια ομάδα Έρευνας και Ανάπτυξης που επικεντρώνεται στον εντοπισμό, την καλλιέργεια και την εξαγωγή φαρμακευτικών φυτών. Η Celine Xu απέκτησε Ph.D. στο Plant Biology έχει συγγράψει πολλά άρθρα σε περιοδικά με κριτές σχετικά με τα οφέλη για την υγεία συγκεκριμένων φυτοχημικών. Μιλάει συχνά σε συνέδρια της βιομηχανίας για νέες εξελίξεις στην έρευνα φυτικών εκχυλισμάτων. Η Celine Xu είναι αφιερωμένη στην προώθηση της επιστημονικής κατανόησης του τρόπου με τον οποίο οι στοχευμένες φυτικές ενώσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση της ανθρώπινης υγείας.