Инулин: свойства, источники и применение¶

Инулин — это природный полисахарид (полифруктозан) растительного происхождения, относящийся к классу фруктанов. Молекула инулина представляет собой цепочку из остатков фруктозы (от 2 до 60 и более), соединённых β(2→1)-гликозидными связями, которая обычно завершается одной молекулой глюкозы. Вещество не переваривается ферментами верхних отделов желудочно-кишечного тракта человека и относится к растворимым пищевым волокнам, а также выполняет функцию запасного углевода в растениях.

¶Химическое строение и свойства

С точки зрения химии инулин — это смесь олигомеров и полимеров фруктозы с разной длиной цепи. Короткоцепочечные фракции (с числом остатков фруктозы до 10) называют олигофруктозой, более длинные — собственно инулином. Молекулярная масса варьируется в широких пределах — от нескольких сотен до нескольких тысяч дальтон.

Основные физические свойства:

• хорошо растворяется в горячей воде, ограниченно — в холодной;
• не обладает выраженным сладким вкусом (сладость составляет около 10 % от сладости сахарозы);
• при гидролизе кислотами или ферментами (инулазами) распадается на фруктозу и глюкозу;
• устойчив к действию пищеварительных ферментов человека — амилаз и мальтаз.

Именно устойчивость к расщеплению в тонком кишечнике определяет физиологическое действие инулина: он достигает толстой кишки в неизменённом виде.

¶Источники в природе

Инулин синтезируется многими растениями как запасной углевод, особенно представителями семейства Астровых (сложноцветных) и некоторых злаков. Наибольшие концентрации обнаруживаются в клубнях и корнях.

Промышленное сырьё для получения инулина — главным образом корень цикория и клубни топинамбура. Из них вещество извлекают методом экстракции с последующей очисткой.

¶Метаболизм и действие в организме

Поскольку инулин не расщепляется в тонком кишечнике, он поступает в толстую кишку, где служит субстратом для ферментации кишечной микрофлорой. Бактерии, в частности бифидобактерии и лактобациллы, расщепляют его с образованием короткоцепочечных жирных кислот (уксусной, пропионовой, масляной) и газов.

Инулин относится к пребиотикам — веществам, которые избирательно стимулируют рост и активность полезной микрофлоры. Среди его физиологических эффектов:

• поддержание состава кишечного микробиома;
• увеличение объёма кишечного содержимого и мягкое стимулирование перистальтики;
• замедление всасывания глюкозы, что способствует более плавному изменению уровня сахара в крови;
• влияние на липидный обмен и усвоение кальция и магния.

¶Применение

¶Пищевая промышленность

Инулин используется как функциональный пищевой ингредиент. Его добавляют в молочные продукты, хлебобулочные изделия, кондитерские и мясные продукты для:

• снижения калорийности за счёт частичной замены жиров и сахара;
• улучшения текстуры и стабильности продуктов;
• обогащения изделий пищевыми волокнами.

Как пищевая добавка инулин зарегистрирован под обозначением E 407a (в составе обработанных водорослей) и входит в состав многочисленных пребиотических комплексов.

¶Медицина и диетология

Инулин применяется в диетическом питании, в том числе при сахарном диабете 2-го типа и при нарушениях пищеварения. Препараты на его основе выпускаются как биологически активные добавки. В клинической практике используются также производные инулина — например, инулиновые растворы для измерения скорости клубочковой фильтрации почек (клиренс инулина считается эталонным методом оценки функции почек).

¶Аналитическое значение

Способность инулина выводиться почками без реабсорбции делает его «золотым стандартом» для определения скорости клубочковой фильтрации — ключевого показателя работы почек.

¶Полезные свойства и ограничения

К положительным эффектам умеренного употребления инулина относят поддержку микрофлоры, улучшение работы кишечника, снижение гликемической нагрузки и повышение усвоения минералов. Вместе с тем избыточное потребление (обычно свыше 15–20 г в сутки) может вызывать вздутие, метеоризм и дискомфорт в животе, особенно у людей с повышенной чувствительностью или синдромом раздражённого кишечника. Людям с аллергией на растения семейства Астровых следует соблюдать осторожность при употреблении продуктов, богатых инулином, например топинамбура.

¶Сравнение с другими фруктанами

Помимо инулина, к фруктанам относят леван и некоторые олигосахариды. Леван построен из остатков фруктозы, соединённых β(2→6)-связями, и встречается в злаках и бактериях. Инулин отличается типом связи и преимущественным нахождением в двудольных растениях. Олигофруктоза и инулин часто рассматриваются вместе как «инулиновые» пребиотики.

¶История изучения

Инулин был впервые выделен из корня девясила (Inula helenium) в начале XIX века, от латинского названия которого и получил своё имя. Немецкий химик Валентин Розе в 1804 году описал вещество, а его строение и свойства уточнялись на протяжении XIX–XX веков по мере развития органической химии и биохимии. Позднее были открыты ферменты инулазы и изучена роль инулина как запасного углевода растений.

¶Значение

Инулин занимает важное место на стыке нескольких областей: пищевой промышленности, диетологии, медицины и агрономии. Как возобновляемое растительное сырьё он представляет интерес для производства функциональных продуктов питания и пребиотиков, а как эталонный маркер почечной фильтрации — для клинической диагностики. Растущий интерес к здоровому питанию и кишечному микробиому поддерживает спрос на инулин и продукты, его содержащие.