Олигофруктоза что это в биологии
Маршмеллоу без сахара, с олигофруктозой
Но в новых сладостях вы можете встретить такой ингредиент, как олигофруктоза. В первый момент вы можете усомниться, насколько такой продукт претендует на звание низкоуглеводного. Но не стоит ассоциировать это вещество с обычной фруктозой.
В кондитерские изделия олигофруктозу вносят с двумя целями: придания изделию сладости и создания объёма. Она обогащает продукт пищевыми волокнами, которые выводят из организма токсины, снижают уровень холестерина, замедляют рост уровня сахара крови в ответ на другую пищу и улучшают процесс пищеварения.
Диабетикам не стоит бояться покупать продукты с олигофруктозой. Наоборот, десерты с ней не будут сильно влиять на сахар крови, а организм получит много пользы. Общая калорийность сладостей с олигофруктозой гораздо ниже, чем в классических кондитерских изделиях.
Для кишечно-желудочного тракта продукты с олигофруктозой сработают лучше, чем баночка натурального йогурта. Учитывайте это, ведь баланс полезных микроорганизмов в кишечнике влияет на уровень сахара крови! Почему так происходит читайте в статье ”Кишечная микробиота влияет на гликемию при сахарном диабете”.
Инулин и олигофруктоза. Что это такое? Описание, производство и применение
Общеизвестные свойства – полисахариды, пребиотики
Вкус
Инулин в большинстве своём имеет нейтральный вкус, а олигофруктоза обладает сладковатым приятным вкусом (чем длиннее цепь, тем менее сладким вкусом обладает вещество).
Оба эти углевода используются в промышленности для обогащения растворимой клетчаткой и улучшения текстуры низкокалорийных продуктов без нарушения органолептических эффектов.
Интересные факты – где встречаются, сколько потребляется
Инулин и олигофруктоза – это натуральные пищевые ингредиенты, обычно встречающиеся в разных процентах в диетический продуктах. Они присутствуют в более чем 36 тыс. видов растений. Например, в таких как топинамбур, цикорий, чеснок, лук-порей, пшеница, бананы. В среднем человек потребляет в день от 1 до 10 г инулина или олигофруктозы.
Производство и состав конечных продуктов
В основном инулин и олигофруктоза синтезируется из сахарозы или экстрагируется из корней цикория, который содержит примерно 15-20% инулина и 5-10% олигофруктозы.
Процесс производства инулина очень похож на процесс производства сахара, получаемого из сахарной свёклы. Коренья собирают, нарезают и промывают. Затем, используя диффузию горячей воды, экстрагируют инулин, очищают и сушат. Полученный продукт имеет среднюю степень полимеризации и распределение молекул с длиной цепи от 2 до 60 единиц. Конечный порошок инулина обычно содержит 6-10% сахаров, представленных в виде глюкозы, фруктозы и сахарозы. Они являются родными для корня цикория; они не добавляются после извлечения. В инулине с более высокой степенью очистки удаляются молекулы с короткими цепями и остаточные сахара.
Олигофруктоза, полученная из цикория, подобна инулину. Основное различие заключается в добавление стадии гидролиза после экстракции. Инулин разлагается с использованием фермента в длину цепи от 2 до 10. Полученный продукт олигофруктозы имеет 30% сладости сахарозы.
Химическая структура
Инулин и (его частный случай олигофруктоза) – это не просто одна молекула, это полифруктан. Фруктозные единицы в этой цепи связаны между собой особыми связями. Эти связи и являются уникальным аспектом структуры инулина. Они предотвращают переваривание инулина, как типичного углевода, отвечают за его сниженную калорийность и эффекты пищевых волокон.
Функциональные свойства и использование в промышленности
Инулин – гель, замена жира
Олигофруктоза, как сахарный сироп
Разница в длине цепи между инулином и олигофруктозой объясняет их совершенно разные функциональные признаки. Из-за своей более длинной цепи инулин менее растворим, чем олигофруктоза и имеет способность образовывать микрокристаллы. Эти кристаллы образуют сливочную текстуру и обеспечивают жироподобное ощущение во рту. Инулин успешно используется для замены жира в хлебобулочных изделиях, начинках, молочных продуктах, замороженных десертах и так далее.
Олигофруктоза состоит из более короткоцепочечных олигомеров и обладает функциональными свойствами, сходными с сахарным или глюкозным сиропом. Только сладость такого сиропа 30-50% от сладости столового сахара. Её используют для увлажнения хлебобулочных изделий, для уменьшения температуры замерзания десертов, для обеспечения хрустящей корочки для обезжиренного печенья и как связующее звено в батончиках мюсли. Применение олигофруктозы во многом сходно с сахаром, но с дополнительной выгодой от меньшего числа калорий и обогащением продукта волокнами. Олигофруктозу часто использую в сочетании в подсластителями высокой интенсивности для замены сахара, обеспечивая хорошо сбалансированный профиль сладости, маскируя послевкусие аспартама или ацесульфама калия.
Выводы
Инулин и олигофруктоза – натуральные продукты, найденные в корнеплодах. У этих веществ меньше одной трети калорий сахара, нулевой гликемический индекс, что подходит для диабетиков. Они добавляют волокна к рациону. Это пребиотики, способствующие росту полезных бактерий. Часто используется в продуктах для улучшения их свойств и поддержания здорового образа жизни.
Олигофруктоза что это в биологии
Характер питания человека в полной мере определяет функционирование всех его органов и систем, физическую и психоэмоциональную активность. При этом имеют значение не только общий объем питания, энергетическая ценность пищи, содержание в ней таких ключевых нутриентов, как белки, жиры и углеводы, но также уровень макро- и микроэлементов, витаминов и многих других веществ, роль которых не всегда учитывается в должной мере. К таким, в частности, относится группа веществ, поступающих в организм человека в составе продуктов питания – пребиотики [1].
Слово «пребиотик» все более активно входит в лексикон производителей и потребителей пищевых продуктов. Эти вещества, не перевариваясь под действием пищеварительных ферментов, поступают в кишечник в неизменном виде, обеспечивая избирательный рост полезной микрофлоры кишечника. Интересно, что использование инулина уходит в глубину веков. Данные археологических раскопок в разных частях мира показывают, что пребиотики употреблялись в пищу человеком более 40 тысяч лет назад. Исследования хорошо сохранившихся древних стоянок в местах с засушливым климатом и медленной эрозией почв позволили предположить, что ежедневный рацион древнего человека содержал около 200 г различных пищевых волокон, в том числе до 50 г инулина, встречающегося во множестве корнеплодов. Современный рацион, наоборот, содержит мало волокон, зато много жиров и очищенных углеводов.
Инулин и олигофруктоза и в современном мире являются наиболее используемыми пребиотиками, производимыми в промышленных масштабах водной экстракцией из корня цикория [5].
Это природные полисахариды, содержащиеся во множестве растений, входящих в рацион человека (луке, чесноке, пшенице, цикории, топинамбуре), всего известно 36000 таких растений. В промышленности эти ингредиенты получают из корня цикория по технологии, аналогичной производству сахара из сахарной свеклы.
Наряду с непосредственными положительными эффектами (улучшением перистальтики кишечника и состава микрофлоры) инулин и олигофруктоза дают еще целый ряд опосредованных эффектов: укрепление иммунитета, улучшение усвоения важнейших минералов, прежде всего – кальция и магния, подтвержденное на людях разных возрастных категорий, снижение уровня холестерина, триглицеридов крови и даже снижение риска рака кишечника [7].
Оба ингредиента могут использоваться в диабетической и низкоуглеводной диетах и имеют достаточно низкую калорийность – инулин – 1 кал/г, олигофруктоза – 1,5 кал/г.
Инулин и олигофруктоза имеют аналогичные диетические свойства, однако различаются по технологическим свойствам, прежде всего, по растворимости и вкусу.
Олигофруктоза обладает высокой растворимостью, но не кристаллизуется и не выпадает в осадок. Поэтому она производится как в виде порошка, так и в виде сиропа, содержащего 75 % сухого вещества. По своим технологическим свойствам и вкусу она похожа на сахар и поэтому может частично и полностью заменять его в различных рецептурах. Однако уровень ее сладости составляет всего треть от сладости сахара, поэтому при полной замене сахара олигофруктоза используется в сочетании с интенсивными подсластителями или фруктозой. Подходит для диабетического питания, так как имеет крайне низкий гликемический индекс. При этом она маскирует неприятное послевкусие, улучшает органолептические показатели, максимально приближая вкус таких продуктов к вкусу традиционных продуктов на сахаре. Получающиеся продукты к тому же имеют пониженную калорийность и полезны для здоровья в связи со свойствами олигофруктозы. Согласно исследованию, опубликованному в июне 2007 года «Европейским журналом клинического питания», олигофруктоза может увеличить поглощение и отложение кальция в костях [8].
Олигофруктоза является продуктом частичного ферментативного гидролиза инулина. Она представляет собой смесь олигосахаридов, состоящих из линейных цепочек фруктозных звеньев, соединенных между собой β-2,1-связями. Семейство олигофруктозы отличается от инулина степенью полимеризации, которая может колебаться от 2 до 8, в то время как степень полимеризации инулина может достигать 60 [5].
Инулин из цикория обладает довольно низкой растворимостью в воде – стандартный инулин не более 10 %, длинноцепочечный – не более 1 % при комнатной температуре. Поэтому инулин производится только в виде порошка. Инулин имеет нейтральный слабосладкий вкус (стандартный – 10 % от сладости сахара, длинноцепочечный – 0 %). Основным технологическим свойством инулина является его способность образовывать с водой белый непрозрачный кремообразный гель. Процесс включает интенсивное диспергирование твердого инулина в водной среде с помощью мешалки или гомогенизатора с последующим выдерживанием полученной дисперсии в течение некоторого времени. При этом инулин распадается на мелкие субмикронные твердые частицы, которые образуют трехмерную ячеистую структуру в форме геля, в состав которого входит ассоциированная вода. Полученный гель имеет нейтральный вкус и короткую текстуру, очень близкую к текстуре жира. Поэтому инулин может имитировать присутствие жира в обезжиренных продуктах, улучшая их текстуру и органолептические свойства, приближая эти показатели к качествам продуктов нормальной жирности. Кроме того, при использовании в аэрированных продуктах (муссах, пудингах, мороженом) и эмульсиях (молочных спредах, пастах) инулин обеспечивает повышение их стабильности.
Молекулярная масса инулина находится в пределах 5000-6000 условных единиц. Известно и используется на практике положительное влияние растительных инулинсодержащих продуктов на регуляцию обмена веществ при заболеваниях сахарным диабетом, атеросклерозом, ожирением. Использование инулина в пищевой промышленности сводится в замене жиросодержащих веществ [2].
Широко используется во всех отраслях пищевой промышленности для производства продуктов с дополнительной потребительской ценностью, в том числе для производства продуктов детского питания. Обладает очень низкой калорийностью.
Инулин и олигофруктоза вводятся в виде эмульсии с водой, способствующей увеличению количества свободной влаги. Вероятно, это и связано с тем, что при введении инулина и олигофруктозы происходит снижение общей продолжительности приготовления песочных и кексовых изделий [3].
Цель исследования заключалась в улучшении качества вафельных изделий, снижении энергетической ценности и сахароемкости за счет замены сахара и части жира сладким агентом – BeneoTMSynergy1, состоящим из порошка инулина и олигофруктозы [6].
Технический результат достигался тем, что вафли с начинкой включали вафельные листы, содержащие муку пшеничную, меланж, масло растительное, питьевую соду, соль пищевую, лецитин и начинку, содержащую жир кондитерский, крошку вафельную и вкусовой наполнитель, в качестве сладкого агента содержит стевиозид и BeneoTMSynergy1, а вкусовой наполнитель представляет смесь стевиозида, Beneo TM Synergy1 и протелака в соотношении по массе 1:65:150, предварительно гомогенизированную при 2000 об/мин перед смешиванием при следующем соотношении компонентов начинки, мас. %:
Смесь вкусового наполнителя
Использование в качестве сладкого агента Beneo TM Synergy1, состоящего из порошка инулина и олигофруктозы, позволяет получить мучное кондитерское изделие, обладающее диетическими и пребиотическими свойствами. Наряду с замечательными диетическими свойствами инулин и олигофруктоза обладают рядом технологических преимуществ. Олигофруктоза может частично или полностью заменять сахар, так как по технологическим свойствам она близка к сахару. Она имеет высокую растворимость, но не кристаллизуется и не выпадает в осадок, а также имеет нейтральный сладковатый вкус без постороннего привкуса и послевкусия и профиль сладости, очень близкий к профилю для сахарозы. Инулин обладает способностью частично или полностью заменять жир в различных продуктах благодаря образованию кремообразного геля с водой, который имеет нейтральный вкус и короткую текстуру, очень близкую к текстуре жира. Таким образом, добавление инулина и олигофруктозы в пищевые продукты позволяет понизить содержание жира и сахара, а значит, и калорийность при сохранении их потребительских качеств, придавая этим продуктам дополнительную полезность для здоровья [4].
Влияние ингредиентов на качество вафель
Сладкий, хрустящий, без постороннего привкуса, свойственный данному виду изделия
Сладкий, хрустящий, оставляет легкое послевкусие
Свойственный данному виду изделия, молочный, без постороннего запаха
Цвет листа – светло-желтый, в разрезе – комбинированный. Цвет начинки – однородный, белый, с кремовым оттенком
Внешний вид, поверхность
Поверхность плоская, равномерная, с чётким рисунком клеток, края- с ровным обрезом без подтёков. Вафли имеют одинаковый размер и правильную форму. Начинка не выступает за края. Вафельный лист плотно соприкасается с начинкой, нет сдвигов вафельных пластов
Вафельные листы равномерно пропеченные, с развитой пористостью, обладающие хрустящими свойствами, начинка распределена равномерно
Начинка однородной консистенции, без комочков
Начинка однородной консистенции, без крупинок и комочков, легко тающая, маслянистая. В готовом изделии – плотная, не дающая сдвиг вафельным листам
Физико-химические показатели образцов вафель
Массовая доля жира в пересчёте на СВ, %
Массовая доля золы, нерастворимой в растворе соляной кислоты с массовой долей 10 %, %
Массовая доля общего сахара по сахарозе в пересчёте на СВ, %
Поскольку стевиозид обладает высокой степенью сладости, то при использовании его в пищевых продуктах, где сахар выполняет роль основного сырьевого компонента, необходимо подбирать продукты, являющиеся наполнителями. В качестве такого продукта мы выбрали протелак, натуральный высококачественный сырьевой продукт для пищевой промышленности, состоящий из рафинированного растительного жира, молочного протеина и лактозы.
Экспериментальным путем было определено оптимальное соотношение вкусового наполнителя, который представляет смесь стевиозида, Beneo TM Synergy1 и протелака в соотношении по массе 1:65:150 для достижения оптимальных органолептических и реологических показателей. При этом предварительно смесь вкусового наполнителя гомогенизируют при 2000 об/мин перед смешиванием, что позволяет достичь необходимой вязкости для обеспечения технологичности процесса. Качественные и количественные показатели полученных вафель с начинкой показаны в таблице.
Доказанная полезность для здоровья инулина и олигофруктозы, их высокая технологичность, способность понижать содержание жира и сахара, а значит, и калорийность, обеспечивать готовым продуктам функциональные свойства и прекрасные потребительские качества делает их инновационными пищевыми ингредиентами, открывающими новые горизонты перед производителями продуктов питания и в создании продуктов будущего.
Работа выполнена в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук (МК-1133.2014.4) по теме «Разработка инновационных технологий и рецептур кондитерских изделий функционального назначения с использованием симбиотиков».
Рецензенты:
Росляков Ю.Ф., д.т.н., профессор, зав. кафедрой технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства, ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодар;
Ильинова С.А., д.т.н., профессор кафедры технологии жиров, косметики, товароведения, процессов и аппаратов, ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодар.
Фруктоолигосахариды
Вы слышали когда-либо о фруктоолигосахаридах? Нет? И даже представить не можете, что это такое? Тогда все, что написано ниже, – именно для вас.
Пребиотики: зачем нужны
В последние годы йогурты и кефиры стали весьма популярны среди покупателей. И не в последнюю очередь из-за признания медицинским сообществом пользы пробиотиков, найденных в этих продуктах.
Пробитики – это «хорошие бактерии», которые находятся в кишечнике и отвечают за поддержание здоровой микрофлоры. Но с развитием науки производители полезной пищи, кроме пробиотиков, начали обогащать кефиры и йогурты пребиотиками – компонентами, поддерживающими живучесть полезных бактерий.
Пребиотики, как правило, служат пищей для пробиотиков. И одним из таких пребиотиков является олигофруктоза. Другое название вещества – фруктоолигосахариды, или сокращенно – ФОС.
Что такое ФОС
Фруктоолигосахариды – это сахара (фруктоза и глюкоза), связанные между собой в виде цепей (коротких и средних). Короткие цепи ФОС – это неразветвленные конструкции из 9 или меньше молекул фруктозы. Легко растворяются в воде (лучше, чем сахароза), не кристаллизуются.
В процессе приготовления пищи могут потемнеть. Поскольку ФОС способны обеспечить примерно 30-50 процентов сладости сахара, они могут применяться в качестве подсластителя. Входит в состав БАДов, детского питания, кормов для кошек и собак. Но все же главная функция фруктоолигосахаридов – пребиотическая.
Интересно, что в более, чем 500 традиционных для японцев блюд содержится высокая концентрация олигофруктозы. Некоторые ученые предполагают, что именно эта особенность меню обеспечивает долгую продолжительность жизни местного населения и низкую смертность от рака.
ФОС в организме
В то время как простые углеводы быстро перевариваются человеческим организмом, с фруктоолигосахаридами не все так просто. В тонком кишечнике нет ферментов, способных расщепить ФОС. Поэтому они, подобно клетчатке, нетронутыми проходят через верхнюю часть пищеварительного тракта. Переваривание олигофруктозы начинается только в толстой кишке, где бактерии и необходимые вещества начинают расщеплять ФОС и использовать их в качестве корма для себя. Таким образом, фруктоолигосахариды служат питанием для некоторых штаммов полезных бактерий, живущих в кишечнике.
Влияние полезной микрофлоры кишечника распространяется не только в пределах толстой кишки. От микроорганизмов зависит работоспособность иммунной системы, правильная работа пищеварительных органов, здоровье эпителия, контроль за патогенными бактериями в организме.
Но помимо поддержания полезной микрофлоры, фруктоолигосахариды способствуют всасыванию кальция. Эта способность ФОС определенно важна для женщин после менопаузы, поскольку они находятся в зоне риска развития остеопороза и повышенной ломкости костей.
Регулярное потребление олигосахаридов важно для поддержания минерального баланса.
Вред или польза
Фруктоолигосахариды являются объектом тщательных исследований для многих ученых во всем мире. Особый интерес к этому веществу вызван тем, что до сих пор нет однозначного мнения по поводу роли олигосахаридов для человека. Ученые спорят, чего больше от ФОС – пользы или вреда.
То, что ФОС благотворно воздействуют на жизнедеятельность бифидобактерий, способствуют размножению полезных микроорганизмов в кишечнике, доказано научно. Но тем не менее (и это также подтверждают научные опыты), фруктоолигосахариды по тому же принципу могут служить кормом для других, менее полезных бактерий.
Некоторые исследования показали, что инулин способствует росту клебсиеллы – бактерии, меняющей проницаемость кишечника, ухудшающей способность к всасыванию веществ. И это не единственный вид микроорганизмов, которые перерабатывают ФОС как пищу. Существует мнение, что дрожжи также используют олигофруктозу в качестве энергетического ресурса, что ведет к патологическому распространению грибка – микозе.
Функции в организме
Потреблением пищи, богатой фруктоолигосахаридами, либо фармакологической версии ФОС, может оказать положительное воздействие.
Польза от олигофруктозы:
Что говорят результаты исследований
Результаты 15-дневного эксперимента показали, что олигофруктоза увеличивает количество бифидобактерий и снижает число патогенных микроорганизмов. А исследование на лабораторных крысах доказало способность олигосахаридов улучшать состояние желудочно-кишечного тракта. Другое научное наблюдение, также при участии крыс, определило, что на фоне диеты, богатой фруктоолигосахаридами, замедляется рост раковых опухолей.
Источники
Олигофруктоза в своей натуральной форме содержится в некоторых продуктах. Веществом богаты спаржа, чеснок, топинамбур, корень цикория, лук (красный, шалот, порей), злаки, томаты, спелые бананы, мед. Также ее можно получить из сахарного тростника и водорослей. Однако концентрация ФОС в овощах может меняться при длительном хранении. Насыщенность продуктов олигосахаридами зависит от времени сбора урожая. Но при любых обстоятельствах концентрация фруктоолигосахаридов в продуктах не превышает 1,5 % от веса. Это значит, что для терапевтического эффекта исключительно пищи, содержащей олигофруктозу, недостаточно.
В качестве наполнителя или в роли дополнительной клетчатки фруктоолигосахариды встречаются в детском питании, разных видах кондитерских изделий, в твердых конфетах, мороженом, йогуртах, джемах, мармеладе, сухих супах и завтраках быстрого приготовления.
ФОС-добавки
Продукты питания – только один из возможных источников олигосахариды. Кроме того, получить вещество также можно из БАДов. В фармакологии ФОС представлены в форме порошков и капсул. Для промышленных масштабов фруктоолигосахариды извлекают из корня цикория или производят из сахарозы. Рекомендуют начинать прием вещества из 1-граммовой порции, постепенно повышая суточную дозу к 4 граммам.
Особенности потребления
ФОС пока принадлежит к так называемым новым компонентам пищи и исследования по поводу дозировок еще продолжаются. На сегодня допустимым количеством потребления ФОС для взрослых считают 15 г в сутки. Детям рекомендуют употреблять примерно 4,2 г фруктоолигосахаридов в день. Согласно некоторым источникам, адекватной для ежедневного потребления дозой олигофруктозы считаются 5-10 г.
Прием ФОС в терапевтических целях несколько отличается дозировкой от профилактического потребления углевода. При сахарном диабете или гипертонии ежедневно стоит принимать от половины до 1 чайной ложки вещества в порошке. Примерно в 2 раза больше олигофруктозы необходимо потреблять людям с язвой (1-2 чайные ложки в день). Суточная норма вещества для лиц с повышенным холестерином колеблется в диапазоне 4-15 г. Более точная дозировка определяется индивидуально, исходя из показателей холестерола в крови. Больше всего ФОС (в пределах 20 г) должны принимать ежедневно люди со злокачественными образованиями в тканях толстой кишки.
Злоупотребление олигофруктозой может послужит причиной кариеса. Кроме того, как показывает практика, прием фруктоолигосахаридов с сахаром нейтрализует все полезные свойства ФОС.
Побочные эффекты от фруктоолигосахаридов
Фруктоолигосахариды могут вызвать неприятные побочные эффекты в 2 случаях:
Что бы ни послужило причиной последствий, они обычно проявляются такими симптомами:
Симптомы передозировки, как правило, появляются после употребления олигофруктозы в порции 20 г и больше или при наличии кандидоза.
Недостаток: как распознать
При недостаточном потреблении углеводов, как правило, наблюдается ряд общих симптомов. Это слабость, упадок сил, снижение концентрации внимания, ухудшение функционирования мозга. Это объясняется тем, что углеводы для человека являются главными источниками энергии, необходимой для физической и умственной деятельности.
Но недостаток фруктоолигосахаридов имеет и некоторые особенные признаки. Среди них:
Терапевтический эффект олигофруктозы
Фруктоолигосахариды применяются в качестве дополнительных компонентов для лечения широкого спектра заболеваний. Считается, что ФОС эффективны в лечении:
Препараты олигофруктозы применяют для профилактики:
Злоупотребление сахаром – это верный путь ко многим болезням, но в природе существует особое сахароподобное вещество, которое называется фруктоолигосахаридом. Во время приготовления пищи им можно заменять практически половину нормы обычного сахара. В выпечке олигофруктоза сыграет роль не только полезного подсластителя, но и убережет изделие от быстрого высыхания. Уникальные свойства ФОС позволяют благотворно воздействовать на пищеварительную систему и улучшать работу всего организма.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru