Inulina - Inulin

No confundir con insulina .
Inulina
Inulin strukturformel.png
Identificadores
CHEMBL
ChemSpider
DrugBank
Tarjeta de información ECHA 100.029.701 Edita esto en Wikidata
UNII
Propiedades
C 6 n H 10 n +2 O 5 n +1
Masa molar Polímero; depende de n
Farmacología
V04CH01 ( OMS )
Peligros
NFPA 704 (diamante de fuego)
1
1
0
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒norte verificar  ( ¿qué es   ?) chequeY☒norte
Referencias de Infobox

Las inulinas son un grupo de polisacáridos naturales producidos por muchos tipos de plantas , que se extraen industrialmente con mayor frecuencia de la achicoria . Las inulinas pertenecen a una clase de fibras dietéticas conocidas como fructanos . Algunas plantas utilizan la inulina como medio de almacenamiento de energía y normalmente se encuentra en las raíces o los rizomas . La mayoría de las plantas que sintetizan y almacenan inulina no almacenan otras formas de carbohidratos como el almidón . En los Estados Unidos en 2018, la Administración de Alimentos y Medicamentos aprobó la inulina como un ingrediente de fibra dietética que se usa para mejorar el valor nutricional de los productos alimenticios manufacturados. El uso de inulina para medir la función renal es el "estándar de oro" para la comparación con otros medios para estimar la tasa de filtración glomerular .

Origen e historia

La inulina es un carbohidrato de almacenamiento natural presente en más de 36,000 especies de plantas, que incluyen agave , trigo , cebolla , plátanos , ajo , espárragos , alcachofa de Jerusalén y achicoria. Para estas plantas, la inulina se utiliza como reserva de energía y para regular la resistencia al frío. Debido a que es soluble en agua, es osmóticamente activo. Algunas plantas pueden cambiar el potencial osmótico de sus células cambiando el grado de polimerización de las moléculas de inulina por hidrólisis. Al cambiar el potencial osmótico sin cambiar la cantidad total de carbohidratos, las plantas pueden resistir el frío y la sequía durante los períodos invernales.

La inulina fue descubierta en 1804 por el científico alemán Valentin Rose. Encontró "una sustancia peculiar" de las raíces de Inula helenium mediante extracción con agua hirviendo. Irvine utilizó métodos químicos como la metilación para estudiar la estructura molecular de la inulina y diseñó el método de aislamiento para esta nueva anhidrofructosa. Durante los estudios de los túbulos renales en la década de 1930, los investigadores buscaron una sustancia que pudiera servir como un biomarcador que no se reabsorba ni se secreta después de la introducción en los túbulos. Richards introdujo la inulina debido a su alto peso molecular y su resistencia a las enzimas. La inulina se usa para determinar la tasa de filtración glomerular de los riñones .

Estructura y propiedades químicas

La inulina es una colección heterogénea de polímeros de fructosa . Consiste en restos glucosilo que terminan la cadena y un resto fructosilo repetitivo, que están unidos por enlaces β (2,1). El grado de polimerización (DP) de la inulina estándar varía de 2 a 60. Después de eliminar las fracciones con DP inferior a 10 durante el proceso de fabricación, el producto restante es inulina de alto rendimiento. Algunos artículos consideraron las fracciones con DP inferior a 10 como fructooligosacáridos de cadena corta, y solo llamaron inulina a las moléculas de cadena más larga.

Debido a los enlaces β (2,1), la inulina no es digerida por enzimas en el sistema alimentario humano, lo que contribuye a sus propiedades funcionales: valor calórico reducido, fibra dietética y efectos prebióticos . Sin color ni olor, tiene poco impacto en las características sensoriales de los productos alimenticios. La oligofructosa tiene un 35% del dulzor de la sacarosa y su perfil endulzante es similar al del azúcar. La inulina estándar es ligeramente dulce, mientras que la inulina de alto rendimiento no lo es. Su solubilidad es superior a la de las fibras clásicas. Cuando se mezcla completamente con el líquido, la inulina forma un gel y una estructura cremosa blanca, que es similar a la grasa. Su red de gel tridimensional, compuesta por partículas de inulina cristalinas submicrónicas insolubles, inmoviliza gran cantidad de agua, asegurando su estabilidad física. También puede mejorar la estabilidad de espumas y emulsiones.

Usos

Cosecha y extracción

La raíz de achicoria es la principal fuente de extracción para la producción comercial de inulina. El proceso de extracción de la inulina es similar a la obtención de azúcar de la remolacha azucarera . Después de la cosecha, las raíces de achicoria se cortan en rodajas y se lavan, luego se sumergen en un solvente ; luego, la inulina se aísla, se purifica y se seca por pulverización. La inulina también se puede sintetizar a partir de sacarosa .

Alimentos procesados

La inulina recibió el estado de no objeción como generalmente reconocido como seguro (GRAS) de la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. (FDA) , incluida la inulina de cadena larga como GRAS. A principios del siglo XXI, el uso de inulina en alimentos procesados ​​se debió en parte a sus características adaptables para la fabricación. Está aprobado por la FDA como ingrediente para mejorar el valor de fibra dietética de los alimentos manufacturados. Su sabor varía de suave a sutilmente dulce (alrededor del 10% de la dulzura del azúcar / sacarosa). Puede usarse para reemplazar el azúcar, la grasa y la harina. Esto es ventajoso porque la inulina contiene del 25 al 35% de la energía alimentaria de los carbohidratos (almidón, azúcar). Además de ser un ingrediente versátil, la inulina proporciona ventajas nutricionales al aumentar la absorción de calcio y posiblemente la absorción de magnesio , al tiempo que promueve el crecimiento de bacterias intestinales . Se informa que la inulina de achicoria aumenta la absorción de calcio en mujeres jóvenes con menor absorción de calcio y en hombres jóvenes. En términos de nutrición, se considera una forma de fibra soluble y, a veces, se clasifica como prebiótico. Por el contrario, también se considera un FODMAP , una clase de carbohidratos que se fermentan rápidamente en el colon produciendo gas. Si bien los FODMAP pueden causar ciertas molestias digestivas en algunas personas, producen alteraciones potencialmente favorables en la flora intestinal que contribuyen a mantener la salud del colon.

Debido a la capacidad limitada del cuerpo para procesar fructanos, la inulina tiene un impacto mínimo creciente sobre el azúcar en la sangre y puede potencialmente tener uso en el manejo de enfermedades relacionadas con el azúcar en la sangre, como el síndrome metabólico .

Médico

La inulina y su análogo sinistrina se utilizan para ayudar a medir la función renal al determinar la tasa de filtración glomerular (TFG), que es el volumen de líquido filtrado desde los capilares glomerulares renales (riñón) hacia la cápsula de Bowman por unidad de tiempo.

La inulina mejora el crecimiento y las actividades de las bacterias o inhibe el crecimiento o las actividades de ciertas bacterias patógenas.

La investigación lo ha relacionado con varios beneficios para la salud, como ayudar a controlar la diabetes, ayudar a perder peso y mejorar la salud digestiva.

Una revisión sistemática de 2017 de los resultados de los ensayos clínicos mostró que la suplementación dietética con inulina redujo los biomarcadores del síndrome metabólico.

Dieta y efectos secundarios

Los efectos secundarios de la dieta de fibra dietética de inulina, que pueden ocurrir en personas sensibles, son:

  • Molestias intestinales, que incluyen flatulencia, distensión abdominal, ruidos de estómago, eructos y calambres.
  • Diarrea
  • Reacción alérgica anafiláctica (rara): la inulina se usa para las pruebas de TFG y, en algunos casos aislados, ha provocado una reacción alérgica, posiblemente relacionada con una respuesta alérgica a los alimentos.

Uso industrial

La inulina no hidrolizada también se puede convertir directamente en etanol en un proceso simultáneo de sacarificación y fermentación, que puede tener el potencial de convertir cultivos con alto contenido de inulina en etanol como combustible.

Bioquímica

Las inulinas son polímeros compuestos principalmente de unidades de fructosa ( fructanos ) y, por lo general, tienen una glucosa terminal . Las unidades de fructosa en las inulinas están unidas por un enlace glucosídico β (2 → 1) . La molécula es casi exclusivamente lineal, con solo un pequeño porcentaje de ramificación. En general, las inulinas vegetales contienen entre 2 y 70 unidades de fructosa o, a veces, hasta 200, pero las moléculas con menos de 10 unidades se denominan fructooligosacáridos, siendo la más simple la 1- kestosa , que tiene dos unidades de fructosa y una unidad de glucosa. La inulina bacteriana está más ramificada (más del 15% de ramificación) y contiene del orden de decenas o cientos de subunidades.

Las inulinas se nombran de la siguiente manera, donde n es el número de residuos de fructosa y py es la abreviatura de piranosyl :

  • Las inulinas con una glucosa terminal se conocen como alfa -D-glucopiranosil- [beta-D-fructofuranosil] (n-1) -D-fructofuranósidos, abreviado como GpyFn .
  • Las inulinas sin glucosa son beta -D-fructopiranosil- [D-fructofuranosil] (n-1) -D-fructofuranósidos, abreviado como FpyFn .

La hidrólisis de inulinas puede producir fructooligosacáridos, que son oligómeros con un grado de polimerización (DP) de 10 o menos.

Cálculo de la tasa de filtración glomerular

Las nefronas tratan la inulina de forma única, ya que se filtra completamente en el glomérulo, pero los túbulos no la secretan ni la reabsorben. Esta propiedad de la inulina permite que el aclaramiento de la inulina se use clínicamente como una medida altamente precisa de la tasa de filtración glomerular (TFG), la tasa de plasma de la arteriola aferente que se filtra a la cápsula de Bowman medida en ml / min.

Es informativo contrastar las propiedades de la inulina con las del ácido paraaminohipúrico (PAH). La HAP se filtra parcialmente del plasma en el glomérulo y no es reabsorbida por los túbulos, de manera idéntica a la inulina. La HAP se diferencia de la inulina en que la fracción de HAP que pasa por alto el glomérulo y entra en las células tubulares de la nefrona (a través de los capilares peritubulares ) se secreta por completo. Por tanto, el aclaramiento renal de PAH es útil en el cálculo del flujo plasmático renal (FPR), que empíricamente es (1 hematocrito ) multiplicado por el flujo sanguíneo renal . Es de destacar que el aclaramiento de PAH refleja solo el RPF en las partes del riñón que se ocupan de la formación de orina y, por lo tanto, subestima el RPF real en aproximadamente un 10%.

La medición de la TFG mediante inulina o sinistrina todavía se considera el estándar de oro . Sin embargo, ahora ha sido reemplazado en gran medida por otras medidas más simples que son aproximaciones de la TFG. Estas medidas, que implican el aclaramiento de sustratos como EDTA , iohexol , cistatina C , 125 I - iotalamato ( radioiotalamato de sodio), el radioisótopo de cromo 51 Cr (quelado con EDTA) y creatinina , han confirmado su utilidad en grandes cohortes de pacientes. con enfermedad renal crónica.

Tanto para la inulina como para la creatinina, los cálculos involucran concentraciones en la orina y en el suero. Sin embargo, a diferencia de la creatinina, la inulina no está presente de forma natural en el cuerpo. Esto es una ventaja de la inulina (porque se conocerá la cantidad infundida) y una desventaja (porque es necesaria una infusión).

Metabolismo in vivo

La inulina no es digerible por las enzimas humanas ptialina y amilasa , que están adaptadas para digerir el almidón. Como resultado, pasa intacto a través de gran parte del sistema digestivo . Solo en el colon las bacterias metabolizan la inulina, con la liberación de cantidades significativas de dióxido de carbono , hidrógeno y / o metano . Los alimentos que contienen inulina pueden ser bastante gaseosos , en particular para aquellos que no están acostumbrados a la inulina, y estos alimentos deben consumirse con moderación al principio.

La inulina es una fibra soluble, uno de los tres tipos de fibra dietética, incluido el almidón soluble , insoluble y resistente . La fibra soluble se disuelve en agua para formar un material gelatinoso. Algunas fibras solubles pueden ayudar a reducir los niveles de glucosa y colesterol en sangre.

Debido a que la digestión normal no descompone la inulina en monosacáridos , no eleva los niveles de azúcar en sangre y, por lo tanto, puede ser útil en el manejo de la diabetes. La inulina también estimula el crecimiento de bacterias en el intestino . La inulina pasa por el estómago y el duodeno sin ser digerida y está muy disponible para la flora bacteriana intestinal . Esto lo hace similar a los almidones resistentes y otros carbohidratos fermentables.

Algunas dietas tradicionales contienen más de 20 g por día de inulina o fructooligosacáridos. Se ha estimado que la dieta del cazador-recolector prehistórico en el desierto de Chihuahua incluye 135 g por día de fructanos de tipo inulina. Muchos alimentos naturalmente ricos en inulina o fructooligosacáridos, como la achicoria, el ajo y el puerro , se han considerado "estimulantes de la buena salud" durante siglos.

Debido a su resistencia a las enzimas digestivas, la inulina resiste la absorción durante su tránsito por el tracto gastrointestinal superior. Después de llegar al intestino grueso, las bacterias del colon convierten la inulina en un gel conocido como prebiótico, un ingrediente alimenticio que es muy nutritivo para la microflora intestinal . A partir de 2013, ninguna autoridad reguladora había permitido declaraciones de propiedades saludables en la comercialización de prebióticos como clase. Los efectos sobre la salud de la inulina se habían estudiado en pequeños ensayos clínicos, que demostraron que causa efectos adversos gastrointestinales como hinchazón y flatulencia, no afecta los niveles de triglicéridos o el desarrollo del hígado graso , puede ayudar a prevenir la diarrea del viajero y puede ayudar a aumentar la absorción de calcio en adolescentes. .

Fuentes naturales

Las plantas que contienen altas concentraciones de inulina incluyen:

Referencias