イヌリンは何?

イヌリンはフルクタンであるリンクD-fructofuranose分子作曲β-2勝(1敗)glycosidic債券それぞれイヌリン分子とつながるブドウ糖残留のは、α-(以上1分け1敗)glycosidic債券分子の末です通常、重合度は2 ~ 60程度であり、平均重合度は10程度であるが、その下の重合度(dp = 2-9)をオリゴフルクトースと呼ぶ[1,2]。イヌリンは植物の予備多糖類に属し、平均分子量および重合度は異なる植物源、収穫時期、気候、土壌、および生産および加工プロセスに影響される。

イヌリンは自然界に広く分布しているそして、いくつかの真菌や細菌で発見されますが、その主なソースは植物です。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、イヌリンは、食品、医薬品、化学産業で広く使用されています。イヌリンは、低エネルギー食品を生産する際の脂肪の代替品として使用されるだけでなく、食物繊維やプレバイオティクスの生理機能を持っており、優れた機能性食品ベースとなっています。データ[2]によると、イヌリンの1人当たり消費量は、米国では1~4g/d、欧州では3~10g/dとなっています。加えて、イヌリンは酵素的または酵素的プロセスを通じて低エネルギー食品の製造に使用することができる。また、酵素的または化学的に修飾されたイヌリンは、薬物担体[3]、ワクチンアジュバント[4]、金属キレート剤[5]、脱炭剤[6]の主成分として有効に使用することができます。

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、オリゴフルクトースの混合物である重合度とその炭水化物含有量の異なる範囲で、通常は13。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

干しイヌリン吸湿性が強く比重1.5 mmの白色非晶質粉末です。約数の和は1.35。純粋なイヌリン味は薄いが、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。

酸加水分解や酵素加水分解の後イヌリンは高果糖シロップを作ることができるまたは、75%以上のd-フルクトースを含むオリゴフルクトースシロップは、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

異なる濃度のイヌリン溶液が異なればviscositiesも異なる。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をゲル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、質感と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る熱で液化し、冷却してゲル状態に戻る。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。

したがって、イヌリンとの低加水分解度を制御します浓度のイヌリン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

産業生産イヌリンは主に、helianthus tuberosusや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。

の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

のイヌリンの粗抽出物は通常タンパク質を含みさらに精製する必要があるペクチン、顔料および他の不純物。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。

イノリナーゼを使って加水分解条件を制御しイヌリンは加水分解してオリゴフルクトースになる,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

栄養機能イヌリン世界的にも大きな注目を集め、2001年3月に米国のaaccが「イヌリンは可溶性食物繊維の一種である」と報告した[20]。イヌリンは体内の消化酵素によって分解されず、エネルギーを生成しないだけでなく、血中脂質を低下させ、消化管通過時間を調節し、ミネラル、特にカルシウムの吸収を促進します。また、イヌリンはプロバイオティクスの一種で、腸内ビフィズス菌の増殖を促し、腸内細菌の増殖を促進させることで、健康にも良いとされています。

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。動物や人間に毒性があるイヌリンを別途に分析し低エネルギー、腸機能の改善、血糖・脂質の調節など、食物繊維の生理機能を持つことが明らかになった。

3 .1 .1低エネルギー

イヌリンは口の中では消化されません大腸まで胃または小腸、ビフィズス菌(ビフィズス菌)およびラクトバシラス(ラクトバシラス)によって嫌気性環境で発酵され、短鎖脂肪酸(scfa)、乳酸、および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の研究は、[1]その1つのほくろを発見しましたイヌリンは発酵させて40%のバイオフローラを生成する内訳はscfa 40%、乳酸15%、co2 5%。酸の約90%は結腸で吸収され、組織内で酸化されて14モルのatpを産生する。しかし、1モルの遊離フルクトースから40モルのatpが生成されるため、エネルギー比は14/40である。ran-hotraらはマウスを用いてイヌリンを用いた代謝恒常性実験を行い、チコリーイヌリンのエネルギー値をそれぞれ5 kj /g(10%単糖/ 2糖補正)および7.4 kj /gとした。molisはヒトのイヌリン代謝恒常性実験から9.5 kj /gのエネルギー値を得た。細谷らは、6 kj /gのエネルギー値でヒト14 c標識オリゴフルクトース放射能実験を行った。

3 .1 .2脂質引き下げ 

最近の研究はそれを示しているイヌリン(5 ~ 10 g / d)動物、患者、または健康な人の血中コレステロールおよび脂肪(トリグリセリド)値を20%以上低下させることができます。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。 高コレステロールの男性12人を対象とした研究で、jennifer l. causeyら[24]は、3週間で20 gを摂取したことを明らかにした1日あたりのイヌリン含有アイスクリーム低tgレベルに向けて非有意な傾向があった,一方、患者'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。

イヌリンは心血管疾患のリスクを低下させる血液中のトリグリセリドレベルを低下させ、血中脂質レベルに影響を与えることによって(cvd)。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

多くの研究は、その摂取を示しているa一定量のイヌリンを体のブドウ糖吸収の速度と量を遅くして減らすのを助けることができ、それによって食後の血糖値と血清インスリン値の上昇を遅くして減少させ、ブドウ糖許容曲線を改善し、食後の血糖値のバランスと安定性を維持します。

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イヌリン浣腸を実行するには(30分)ラットで。meehye kim[27]は、ラットの浣腸(30分)試験で10 mmol/lのグルコースと10 g/lのイヌリンを含む等方性電解液(ph 7.4)を使用したところ、浣腸液中のイヌリンが腸腸からのグルコースの吸収を有意に阻害することが示された(p <0.05)。その結果、イヌリンは腸内グルコースの吸収を有意に阻害することがわかった(p <これはイヌリンの粘度が上昇し、腸粘膜の厚さが増加し、ブドウ糖の吸収が減少したためではないかと指摘した。

略称はl。しかし、jennifer、l. causeyら[24]は、その後にそれを発見したイヌリンの経口投与インスリンおよびグルカゴン濃度は、グルコース摂取1時間後に上昇する傾向があり(p = 0.07)、特にグルカゴン濃度が上昇した。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

の優れた機能の一つイヌリンは増殖を刺激する能力を持つ腸内ビフィズス菌の一種です結腸には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?

イヌリンは前生物でこれは、ホストの健康に有益である大腸内の1つ以上の微生物の成長と生存率を選択的に刺激し、促進する非消化性食品成分であり、ホストの健康を改善します。イヌリンは厳しい保管条件にさらされず、賞味期限が長い。イヌリンは消化ない人間の消化酵素が一定菌によって発酵させ結腸、生産short-chain lipoprotective酸や結腸癌でを下げてpH値成長を促す肠内善玉菌たり増殖させたり、選択的にを刺激する効果があり向上番号肠内でbifidobacteriaのやる気や活力の成長を助ける有害肠内细菌腐敗で。イヌリンは、プロバイオティクスまたはプレバイオティクスと組み合わせて使用することができ、これは相乗効果を持ち、人間の健康に有益なプロバイオティクスの増殖を促進するために食品に添加することができます[29,30]。

イヌリンは腸内ビフィズス菌の増殖を刺激する,ビフィズス菌の活性を向上させます,病原性細菌の増殖を阻害し、腸内細菌叢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

食物繊維は金属イオンと結合することが知られていますので、食物繊維の摂取量を増やすと、腸内の特定のミネラルの吸収が減少することがあります。しかし、可溶性食物繊維であるイヌリンは、ミネラルの吸収を阻害しませんしかし、逆にca +2、mg +2、zn+2、cu +2、fe +2などの鉱物の吸収を促進します[2,22,30]。

結腸では、天然の微生物叢がイヌリンを完全に発酵させ、乳酸と短鎖脂肪酸(scfa)を生成する。すべてのイヌリン鉱物複合体発酵中に分解され、ミネラルが放出され、吸収のためにより生物学的利用可能になり、発酵によって生成される酸はコロンのphを1 ~ 2ユニット下げる。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、消化する一定量のイヌリンを鉱物の吸収を進めることができるのは、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とSCFAs発酵によって製作される場合があるイヌリン電解質に水の吸収を促进を及ぼし、可能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

近年では、開発とイヌリンの利用は国際的な食品業界から高く評価されている焼き菓子、乳製品、飲料、調味料などの分野に応用されています。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。

の機能性食品におけるイヌリンの主な用途は以下の通りである:低エネルギーのアイスクリームのテクスチャーと口当たりを改善する;飲料の容積と口当たりを安定させ、高めます;焼き菓子の脂肪や砂糖の代わりにサクサク感を出す食肉製品の保水性を向上させる。低エネルギーのスプレッドの品質安定性を維持する。表2に各種食品へのイヌリンの推奨用量と製品の特徴を示す。

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すイヌリンの開発と応用を強力に強化すべきだ。

表2様々な食品へのイヌリンの応用

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