イヌリンは何?

イヌリンis a fructan composed of D-fructofuranose molecules linked by β-(2-1) glycosidic bonds, and each inulin molecule has a glucose residue linked by an α-(1-2) glycosidic bond at the end of the molecule. のdegree of polymerization is usually from 2 to 60, and the average degree of polymerization is 10, of which the lower degree of polymerization (DP = 2-9) is called oligofructose [1, 2]. Inulin belongs to the reserve polysaccharides in plants, and the average molecular weight and degree of polymerization of inulin are affected by different plant sources, harvest seasons, climates, soils, and production and processing processes.

イヌリンは自然界に広く分布しており、一部の菌類や細菌に含まれているが、主な供給源は植物である。イヌリンが豊富に含まれている植物は、キク科、ユーストマ科、リンドウ科などの11科の双子葉植物とユリ科、グラミネア科などの単子葉植物など計3万6000種あまり。いくつかの一般的な植物におけるイヌリンの含有量を表1に示す。

表1一部の一般植物のイヌリン含有量*[6] 

現在、inulin is widely used in food, medicine and chemical industries. Inulin can not only be used as a fat substitute in the production of low-energy foods, but also has the physiological functions of dietary fiber and prebiotics, making it an excellent functional food base. According to the data [2], the per capita consumption of inulin in the United States is 1~4g/d, while in Europe it is 3~10g/d. In addition, inulin can be used in the production of 低エネルギー foods through enzymatic or enzymatic processes. In addition, after inulin is enzymatically or chemically modified, modified inulin can be effectively used as the main component of drug carriers [3], vaccine adjuvants [4], metal chelating agents [5], and descaling agents [6].

1 . イヌリンの簡単な紹介

植物から抽出されるイヌリンは、重合度の異なるオリゴフルクトースの混合物で、糖質は通常13程度である。2%-27。イヌリンの化学構造を図1に示す。

図1イヌリンの化学構造(n = 2 ~ 60) [7]

1 .1イヌリンの物理的および化学的性質

乾燥イヌリンは吸湿性が強く比重1.5 mmの白色非晶質粉末である。約数の和は1.35。Pure inulin powder味は薄いが、市販されているイヌリンには少量の単糖や二糖が含まれていることが多く、やや甘い。イヌリンは、冷たい水にわずかに溶解します,お湯に容易に溶解します,温度の上昇とともに溶解度が増加します[8,9]。例えば、ベルギーのオラフティ社が製造するイヌリンは、25℃では水にほとんど溶けず、50℃ではわずか1.2% (w / v)、50℃ではわずか1.2% (w / v)である。50°cで2% (w / v)、温度が90°cに達すると、溶解度は35% (w / v)に大幅に上昇する。イヌリンは吸湿性が高いため、水に分散すると凝集しやすい。イヌリンの分散性を向上させるには、デンプンの添加や迅速な溶解処理が有効である。イヌリンを水に溶かすと、水の凝固点が低下し、沸点が上昇する。イヌリンは強力な甘味料との相乗効果がある。イヌリンは、強力な甘味料の後味を隠したり除去したりして味を向上させることができる。

酸加水分解または酵素加水分解の後、イヌリンは高果糖シロップまたは75%以上のd-果糖を含むオリゴフルクトースシロップを生成することができ、また直接発酵させてアルコール、グルコン酸、ソルビトールを生成することもできる。フルクトースとしてのイヌリンの酸加水分解は、微生物のイヌリン分解酵素(inulinase, ec。3 .2 .1 .2 .2 .2 .3 .2 .(Inulinase EC3 .2 .1 .7)イヌリンの加水分解が非常に有効であり、フルクトース製品の新たな開発方法となっている[10]。一般的に、イヌリンはphが4以上の場合は加水分解されず、phが4以下の場合は適切な温度と時間でフルクトースとブドウ糖にゆっくりと加水分解されるため、強酸性ソフトドリンクには適さない。しかし、ゲル状態、自由水が足りなかったので、イヌリンはとても安定した酸性か高温環境の中でも、共に発見イヌリンはないにおける使用に適したhigh-acidソフトドリンクより気温の低いとき10℃PHは3.0と7.0℃。0-7.5。5、イヌリンは加水分解されない[11]。

1 .2イヌリンのゲル特性

濃度の異なるイヌリン溶液は粘度が異なる。粘性は溶液中のイヌリン含有量の増加とともに増加します。イヌリン溶液は、高せん断または加熱冷却プロセスを経て、脂肪を模倣したゲル構造を形成する[12,13]。

接着剤、カラギーナン、ゼラチン、グアルガム、キサンタンガムなどの高分子親水性コロイドは、多数の水分子の周囲に接合領域を形成しやすい(図2.1参照)。主に増粘剤、乳化剤、保水剤、接着剤、懸濁剤として使用されます。親水性コロイドとは異なり、イヌリンゲルは代表的なパーティクルゲル[12]であり、増粘剤や安定剤として使用することはできませんが、図2.2に示すように、質感や外観はクリームに非常に似ています。図2を参照してください。さらに、イヌリンとハイドロコロイドの相互作用は、良好な粘度と流動性を提供し、食品の組織を改善することができ、低エネルギー食品の生産のための効果的な脂肪の代替品となります。

図21ヒドロコロイドの高分子ゲル形態

図22イヌリンの粒子ゲル形態。

イヌリンゲルは熱的に可逆的であり、熱とともに液化され、冷却後にゲル状態に戻る。イヌリンゲルの形成および特性は、加熱温度、イヌリン濃度、溶液のph値、および添加される有機溶媒の種類(例:エタノールやグリセロール)によって影響を受ける[12、13、14]。ゲル形成に必要なイヌリンの最小濃度は、加熱温度が高くなるほど高くなる(>80℃)は、inulin raftil - inhp濃度5% (w)などのイヌリンの加水分解につながる。   inhpの濃度は5% (w / v)で、温度に関係なくゲルは形成できないが、80℃でイヌリンの濃度を20 ~ 25% (w / v)に上げるとゲルは100%になる。ゲル形成は、イヌリンの重合度やイヌリン粒子の大きさにも関係しており、重合度が高いほど、ゲル形成の最小濃度は低くなります。インスタントイヌリン製品は、一般的なスプレー乾燥製品と比較して、同じゲル強度を得るためにイヌリンの濃度を低くする必要があります。

Therefore, controlling the low hydrolysis degree of inulin and the concentration of inulinゲル形成に重要な役割を果たしています加熱冷却で形成されたイヌリンゲルは、剪断に比べて強度が高く、滑らかで、粒子が均一であることが特徴です。さらに、イヌリンゲルは結晶種子を添加することで最大化することができた。イヌリン溶液の温度を高め、イヌリン粒子を十分に水和させ、冷却過程で結晶性種子を添加すると、形成されたイヌリンゲルは、手触りがコンパクトで味がよい。

2. イヌリンの生産

工業生産のために、イヌリンは主にhelianthus tuberosusまたはchicoryの塊茎から抽出される[15,16,17]。これら2つの植物は、塊茎の乾燥重量の70%以上を占めるイヌリン含有量の高い豊富な資源である。

キク科の多年草。家度胸さに強く、干ばつ気候や土壌条件を求めない、适応性が强くており、は、多くの分野においての中国植え、一般、类2,000-4,000 kgのムーあたりの手间赁はエルサレムアーティチョーク・イモ类加工を施してとても原料の良い生産イヌリン製品など[18]品目だ。

チコリ(chicory)は、海洋性気候で生育する2年に1度の植物であり、西ヨーロッパ諸国(例えばオランダ)で一般的に栽培されている野菜である。1993年には、欧州連合(eu)の欧州新作物開発プログラムにチコリとユッカが加わり、植栽用に選定されたユッカとチコリの新品種がeuの8カ国で推進されている。

The イヌリンの製造工程比較的単純で、テンサイからてんさい糖を抽出する伝統的なプロセスと同様に、イヌリンからイヌリンを抽出するプロセスには、抽出、精製、乾燥の3つの基本的なプロセスがあり、プロセスの流れは次のとおりです。

イヌリン塊茎→洗浄→切粉→沸水抽出→濾過→石灰乳除去→アニオン交換樹脂脱色→陽イオン交換樹脂脱塩→真空濃度→スプレー乾燥→イヌリン完成品

イヌリンの粗抽出物には通常、タンパク質、ペクチン、色素、その他の不純物が含まれており、これらはさらに精製する必要がある。製糖工程では、抽出物に石灰の牛乳を添加することで、非イヌリン不純物を効果的に除去し、イオン交換樹脂により抽出物中の各種イオン成分を除去することで、イヌリン抽出物の最終精製が可能となる。Laurenzoら。【15位】イヌリン解決策を清めるために支配膜効果は同時に毛穴异なる支配膜を使用サイズし、解決イヌリンの度が異なるコンバージェンスのニーズに応える分離違うイヌリン製品。同時に、限外ろ過膜の異なる細孔サイズを使用して、異なるイヌリン製品の要件に合わせてイヌリン溶液の異なる重合度を分離することができます。

Using inulinase, control the hydrolysis conditions, inulin can continue to hydrolyze into oligofructose,フルクトースシロップ、さらには結晶性フルクトース。従来のフルクトース製品と比較して、コストが低く、プロセスが簡単です[19]。

3 .栄養とイヌリンの使用

The nutritional function of inulin has aroused a great deal of interest all over the world, and in March 2001, the American AACC reported [20] that inulin is a kind of soluble dietary fiber. Inulin is not only not broken down by digestive enzymes in the body and does not produce energy, but also helps to lower blood lipids, regulate gastrointestinal transit time, and promote the absorption of minerals, especially calcium. In addition, inulin is a kind of probiotic, which can stimulate the proliferation of intestinal bifidobacteria, thus promoting the propagation of beneficial intestinal bacteria, which is beneficial to human health.

3 .1食物繊維

イヌリンの成分分析や生理機能評価により、可溶性食物繊維に属すると判断できる[20,21]。まず、イヌリンの解析にはaoac 977.08フルクタン法を用いた。まず、イヌリンはaoac 977.08フルクタン法によって分析され、ヒトの消化酵素による加水分解に耐性があり、小腸では消化・吸収されず、結腸で部分的に発酵するという食物繊維の定義を満たしています。第二に、イヌリンの動物およびヒト毒性学的分析は、低エネルギー、改善された腸機能、血糖および血中脂質の調節などの食物繊維の生理機能を有することを明らかにした。

3 .1 .1低エネルギー

イヌリンは結腸まで消化されず、嫌気性環境でビフィズス菌(ビフィズス菌)やラクトバシラス(ラクトバシラス)によって発酵され、短鎖脂肪酸(scfa)、乳酸、少量のガスを生成する。scfassは結腸で分枝的に吸収され、さらに肝臓で代謝されてエネルギーを産生するが、この経路はショ糖(17 kj /g)などの消化しやすい炭水化物のエネルギー産生に比べて非常に少ないエネルギーしか産生しない[22]。しかし、スクロースのような消化しやすい炭水化物(17 kj /g)のエネルギー産生量に比べて、この発酵経路のエネルギー産生量は非常に低い[22]。

Robertfloid's study found [1] that one mole of inulin fermented to produce 40% bioflora, 40% SCFAs, 15% lactic acid and 5% CO2 . Approximately 90% of the acid is absorbed in the colon and oxidized in the tissues to produce 14 moles of ATP. However, one mole of free fructose produces 40 moles of ATP, so the energy ratio of inulin to fructose is 14/40. Ran-hotra et. al. performed metabolic homeostasis experiments with inulin in mice, and obtained energy values for chicory inulin of 5 KJ/g (corrected for 10% monosaccharides/disaccharides) and 7.4 KJ/g, respectively. Molis obtained an energy value of 9.5 KJ/g from inulin metabolic homeostasis experiments in humans. Hosoya et al. performed human 14C-labeled oligofructose radioactivity experiments with an energy value of 6 KJ/g.

3 .1 .2脂質引き下げ 

最近の研究では、イヌリン(5~10g/日)は、動物、患者、または健康な人の血中コレステロールと脂肪(トリグリセリド)値を20%以上も大幅に減少させることが示されています。イヌリンは、血清総コレステロール(tc)および低密度リポタンパク質コレステロール(ldl-c)を効果的に低下させることができるが、血清トリグリセリド(tg)および高密度リポタンパク質コレステロール(hdl-c)に対する効果については、一様な試験結果が得られていない。

マイケル。h davidsonら[23]は、高コレステロール(ldl-c 3.36 ~ 5.0%)の患者21人を研究した。高コレステロールで36 ~ 5.5 mmol。の脂质のプロファイルを研究21患者高コレステロール(LDL-C 3.36とmmol 5.17)を穀物以外のイヌリンを含んだ植物を予想消費してのイヌリン摂取がさせたものを18 g / d引き下げ1.3%の減少分については6週によって2.3% TCとLDL-C。6週間後、tcとldl-cはそれぞれ1.3%と2.1%減少した。イヌリンを摂取していない対照群では、6週間後に消化管不快感がなく、tcとldl-cはそれぞれ1.3%と2.1%減少しましたが、tcとldl-cはそれぞれ7.4%と12.4%増加しました。イヌリンを摂取していない対照群では、それぞれ4%と12.3%であった。jennifer l. causey et al。 高コレステロール男性12人を対象とした研究では、jennifer l. causeyら[24]が、イヌリン含有アイスクリームを1日20 g摂取して3週間後に、tg値の低下に向かって有意でない傾向があったことを明らかにした#39;tc (>250 mg/ dl)は有意に低かった。他[25]では、22 ~ 23歳の健康な男性ボランティア12人を研究し、7を示した。9%と21。18%のイヌリンを含む穀物を摂取した後、それぞれtcとtgを2%減少させる。9%と21。2%レベルだ。

イヌリンは、血中のトリグリセリド濃度を低下させ、血中脂質レベルに影響を与えることにより、心血管疾患(cvd)のリスクを低下させる。最近の研究[26]では、ビフィズス菌ビフィドゥムによるイヌリンの発酵によって生成される短鎖脂肪酸、特にコレステロール前駆体である酢酸/プロピオン酸比と肝コレステロール合成阻害剤であるプロピオン酸が、血中脂質濃度に影響を与えることが示されている。

3 .1 .3血糖の調節

多くの研究を一定のイヌリン摂取が助けてる減速して向きを変えて率を下げるとに取り込まれて量のブドウ糖の体したがって減速と血糖値postprandialの台頭の縮小、血清インシュリン濃度糖負荷曲線での改善、バランスを保つと安定血糖値postprandialのレベル。

meehye kim[27]は、10 mmol/lのグルコースを含有する等方性電解液(ph 7.4)を使用しています10 g/l inulin to perform an enema (30 min) in rats. Meehye kim [27] used an isotonic electrolytic solution (pH 7.4) containing 10 mmol/l glucose and 10 g/l inulin in an enema (30 min) test on rats, and the results showed that inulin in the enema solution significantly inhibited the absorption of glucose from the jejunum (p < 0.05). The results showed that inulin significantly inhibited the absorption of glucose in the jejunum (p < 0.05), and he pointed out that this might be due to the increased viscosity of inulin, which led to an increase in the thickness of the intestinal mucous membrane, thus reducing glucose absorption.

略称はl。しかしjennifer、l. causeyらは、イヌリンの経口投与後、グルコース摂取1時間後にインスリンおよびグルカゴン濃度が上昇する傾向があり(p = 0.07)、グルカゴン濃度は特に上昇していることを発見した。Tappende等【28】表に提案が1つの重要な原因は発酵によって作られるSCFAがイヌリン大気汚染の程度増える血清ブドウ糖転送(GLUT2)、血清glucagon peptide-2 (GLP-2)とglucagon mRNA回腸、GLP-2に調節するブドウ糖輸送、glucagon mRNAあふれりゃglucagonさglucagon mRNA。glp-2はグルコースの輸送を調節し、グルカゴノーゲンmrnaはグルカゴンの発現と分泌に影響を与える。

3 .2ビフィズス菌

イヌリンの特徴の一つは、ビフィズス菌の働きをする腸内ビフィズス菌の増殖を促進することである。結腸には400種類以上の細菌が含まれており、その中には毒素や発がん性細菌を産生する菌株もあれば、ビフィズス菌や乳酸菌を中心とした健康増進のためのプロバイオティクスもあります。しかしいくつかに偏ってたおれbifidobacteria消化管で生き残る者もいるが積極的な環境含有生化学環境が異なる心金(しんが生産貯蔵条件に服属するプロバイオティクスはバクテリアと生産温度が高いと、を破壊するそこに住む製品風邪に記憶され環境短く棚と?

Inulin is a prebiotic, which is a non-digestible food ingredient that selectively stimulates and promotes the growth and viability of one or more microorganisms in the colon that are beneficial to the health of the host, improving the health of the host. Inulin is not subject to strict storage conditions and has a long shelf life. Inulin is not digested by human digestive enzymes, but is fermented by certain bacteria in the colon, producing short-chain lipoprotective acid, which lowers the pH value in the colon and promotes the growth and reproduction of intestinal beneficial bacteria, and selectively stimulates and improves the number and vitality of bifidobacteria in the intestine, and inhibits the growth of harmful spoilage bacteria in the intestine. Inulin can be used in combination with probiotics or prebiotics, which has a synergistic effect, and can be added to food to promote the proliferation of probiotics, which is beneficial to human health [29, 30].

イヌリンは、腸内ビフィズス菌の増殖を刺激し、ビフィズス菌の活性を改善し、病原性細菌の増殖を阻害し、腸内フローラのバランスを維持します。腸内で発酵した後、イヌリンは、腸内細菌叢とガスの量を増加させ、腸の蠕動を促進し、腸内の糞便の滞留時間を短縮し、運動をスピードアップし、水分の吸収時間を短縮し、糞便の重量を増加させ、効果的に便秘を予防する[31];また、便の排泄量を増やすことで、腸内の発がん性物質も希釈され、腸内生物細胞上の発がん性物質が腸内生物細胞の刺激を減少させ、大腸がんの予防にも役立つ。このため、腸内細胞への発がん性物質の刺激が減り、大腸がんの予防にも役立つ。結腸でのイヌリンの発酵によって生成される短鎖脂肪酸も結腸癌の予防に非常に有利であり、酪酸は最も重要なものの一つである。

3 .3カルシウム吸収の促進

It is well known that dietary fiber can bind metal ions, so increasing fiber intake may decrease the absorption of certain minerals in the intestine. However, inulin, as a soluble dietary fiber, does not inhibit the absorption of minerals, but on the contrary, it promotes the absorption of minerals, such as Ca+2, Mg+2, zn+2, Cu+2, and Fe+2 [2, 22, 30].

結腸、イヌリン乳酸を生成さ天然有益完全発酵させ、短いチェーン脂肪酸(SCFAs)すべてのイヌリン鉱物団地は発酵によって発表よりbioavailableミネラル成分吸収により、衆議院発酵の輩出された安芸坂氏や酸結腸にph7に単位1 ~ 2ましょうリン酸カルシウムのような多くの水溶性/生物学的利用可能な鉱物塩は、この希薄な酸性環境ではより吸収される。さらに、scfa、特に酪酸は大腸上皮細胞の増殖を促進し、上皮吸収を増加させます。また、結腸の特定部位におけるカルシウム結合タンパク質の量の増加など、別のメカニズムも働いている可能性がある。

したがって、を一定のイヌリン摂取は、ミネラルの吸収を促进し特に燐酸カルシウム吸収を高める働きをや降水量のカルシウム骨格を防止更年期女性やお年寄りに骨粗しょう症発生醗酵によって生じるSCFAsイヌリンを水と電解質の吸収を促进してきましたが性という重要な患者の治疗の効果は急性下痢化している。

4. 機能性食品におけるイヌリンの応用

近年、イヌリンの開発と利用は国際的な食品業界から高く評価され、焼き菓子、乳製品、飲料、調味料などの分野での応用に成功しています。orafti(ベルギー)やsensus(オランダ)のような海外企業はイヌリンの生産を工業化し、一連のイヌリンベースの機能性食品の開発に成功した。

The main uses of inulin in functional foods are as follows: to improve the texture and mouthfeel of low-energy ice cream; to stabilize and enhance the volume and mouthfeel of beverages; to replace fat and sugar in baked goods to improve their crunchiness; to improve the water-holding capacity of 制品の包装s; and to maintain the quality stability of low-energy spreads. Table 2 shows the recommended dosage of inulin in various food products and the characteristics of the products.

イヌリンを1日40~70g摂取しても人体への悪影響はないことが海外の臨床実験で確認されている。天然の機能性食品成分として、イヌリンは安全で、無毒で、食品の味と品質を大幅に向上させ、体の健康を促進します。中国はイヌリン資源が豊富であり、イヌリンの開発と運用を強力に強化しなければならない。

表2様々な食品へのイヌリンの応用

参照:

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