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Fructooligosacárido

Estructura de los fructooligosacáridos Los fructooligosacáridos ( FOS ), también llamados oligofructosa u oligofructano , son fructanos oligosacáridos que se utilizan como edulc...

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Estructura de los fructooligosacáridos

Los fructooligosacáridos ( FOS ), también llamados oligofructosa u oligofructano , son fructanos oligosacáridos que se utilizan como edulcorante alternativo . Los FOS presentan niveles de dulzor entre el 30 y el 50 por ciento del azúcar en los jarabes comerciales . [ 1 ] Se encuentran de forma natural y su uso comercial surgió en la década de 1980 en respuesta a la demanda de alimentos más saludables y bajos en calorías .

Química

Comercialmente se producen dos clases diferentes de mezclas de fructooligosacáridos (FOS), basadas en procesos de degradación de la inulina o de transfructosilación .

Los FOS se pueden producir por degradación de la inulina o polifructosa, un polímero de residuos de D -fructosa unidos por enlaces β(2→1) con una D -glucosa terminal unida por enlaces α(1→2). El grado de polimerización de la inulina varía de 10 a 60. La inulina se puede degradar enzimática o químicamente a una mezcla de oligosacáridos con la estructura general Glu–Fru n (abreviado GF n ) y Fru m (F m ), con n y m que varían de 1 a 7. Este proceso también ocurre en cierta medida en la naturaleza, y estos oligosacáridos se pueden encontrar en un gran número de plantas, especialmente en la alcachofa de Jerusalén , la achicoria y el agave azul . Los componentes principales de los productos comerciales son kestosa (GF 2 ), nistosa (GF 3 ), fructosilnistosa (GF 4 ), bifurcosa (GF 3 ), inulobiosa (F 2 ), inulotriosa (F 3 ) e inulotetraosa (F 4 ).

La segunda clase de FOS se prepara mediante la acción de transfructosilación de una β-fructosidasa de Aspergillus niger o Aspergillus [ 2 ] sobre la sacarosa . La mezcla resultante tiene la fórmula general GF n , donde n varía de 1 a 5. A diferencia de los FOS derivados de la inulina, no solo existe la unión β(1→2), sino que también se producen otros enlaces, aunque en número limitado. [ 3 ]

Debido a la configuración de sus enlaces glucosídicos , los fructooligosacáridos resisten la hidrólisis por las enzimas digestivas salivales e intestinales . En el colon , son fermentados por bacterias anaeróbicas . En otras palabras, tienen un menor valor calórico , a la vez que contribuyen a la fibra dietética . Los fructooligosacáridos son más solubles que las inulinas y, por lo tanto, se utilizan a veces como aditivo en el yogur y otros productos lácteos . Se emplean especialmente en combinación con edulcorantes artificiales de alta intensidad, cuyo perfil de dulzor y regusto mejoran.

Fuentes de alimentos

Los FOS se extraen de la planta de agave azul , así como de frutas y verduras como plátanos , cebollas , raíz de achicoria , ajo , espárragos , jícama y puerros . Algunos granos y cereales, como el trigo y la cebada , también contienen FOS. [ 4 ] Se ha descubierto que la alcachofa de Jerusalén y su pariente , el yacón, junto con la planta de agave azul, tienen las concentraciones más altas de FOS entre las plantas cultivadas. [ 5 ]

La enzima sacarosa:sacarosa fructosiltransferasa es responsable de la producción del fructooligosacárido más pequeño, 1-kestosa, directamente a partir de dos unidades de sacarosa en plantas como la cebolla: [ 6 ] [ 7 ]

2
 
Representación en 2D de la estructura química de la sacarosa.
sacarosa
 
 
 
Flecha de reacción hacia la derecha
 
 
 
Representación en 2D de la estructura química de Q23905964.
D-glucosa
+
 
Representación en 2D de la estructura química de Q27102129.
1-kestosa

Beneficios para la salud

Los FOS han sido un edulcorante popular en Japón y Corea durante muchos años, [ 8 ] incluso antes de 1990, cuando el gobierno japonés creó un "Comité de Estudio de Alimentos Funcionales" compuesto por 22 expertos para comenzar a regular los "alimentos nutricionales especiales o alimentos funcionales " que contienen las categorías de alimentos fortificados (por ejemplo, harina de trigo fortificada con vitaminas ), [ 9 ] y ahora se están volviendo cada vez más populares en las culturas occidentales por sus efectos prebióticos . Los FOS sirven como sustrato para la microflora en el intestino grueso, lo que mejora la salud general del tracto gastrointestinal . También se ha propuesto como suplemento para el tratamiento de infecciones por hongos . [ 10 ]

Diversos estudios han demostrado que los FOS y la inulina promueven la absorción de calcio tanto en el intestino animal como en el humano. [ 11 ] [ 12 ] La microflora intestinal en la parte inferior del intestino puede fermentar los FOS, lo que resulta en una disminución del pH. El calcio es más soluble en ácido y, por lo tanto, se extrae en mayor cantidad de los alimentos y está disponible para pasar del intestino al torrente sanguíneo.

En un ensayo controlado aleatorizado con 36 pares de gemelos mayores de 60 años, los participantes recibieron diariamente durante 12 semanas un prebiótico (3375  mg de inulina y 3488  mg de FOS) o un placebo , junto con ejercicio de resistencia y suplementación con aminoácidos de cadena ramificada (BCAA). El ensayo, realizado de forma remota, demostró que el suplemento prebiótico produjo cambios en la microbiota intestinal , específicamente un aumento en la abundancia de Bifidobacterium . Si bien no se observaron diferencias significativas en el tiempo para levantarse de la silla entre los grupos de prebiótico y placebo, el prebiótico sí mejoró la función cognitiva . El estudio sugiere que intervenciones sencillas en la microbiota intestinal podrían mejorar la función cognitiva en personas mayores. [ 13 ] [ 14 ]

Los FOS pueden considerarse una fibra dietética de bajo contenido calórico (como todas las fibras). La fermentación de los FOS produce gases y ácidos grasos de cadena corta, que aportan energía al organismo.

Efectos secundarios

Se cree que todos los prebióticos de tipo inulina, incluidos los FOS, estimulan el crecimiento de especies de Bifidobacterias . Las Bifidobacterias se consideran bacterias beneficiosas. Este efecto no se ha encontrado de forma uniforme en todos los estudios, ni para las Bifidobacterias ni para otros microorganismos intestinales. [ 15 ] Los FOS también son fermentados por numerosas especies bacterianas en el intestino, incluidas Klebsiella , E. coli [ 16 ] y muchas especies de Clostridium , que pueden ser patógenas en el intestino. Estas especies son las principales responsables de la formación de gases (hidrógeno, dióxido de carbono y metano) que se produce tras la ingestión de FOS . Los estudios han demostrado que hasta 20 gramos/día se toleran bien. [ 17 ] Los FOS no se toleran bien en personas con síndrome del intestino irritable (SII) o con sensibilidad a los FODMAP . [ 18 ] 

Regulación

Regulación de la FDA de EE. UU.

Los FOS se clasifican como generalmente reconocidos como seguros (GRAS). [ 19 ]

Reglamento de la FSANZ

La Autoridad de Seguridad Alimentaria advirtió a los padres de bebés que una importante marca europea de leche de fórmula para bebés fabricada en Nueva Zelanda no cumple con las regulaciones locales (porque contiene fructooligosacáridos (FOS)) y les instó a dejar de usarla. [ 20 ]

Reglamento de la UE

El uso de FOS ha sido aprobado en la Unión Europea, permitiendo su adición en cantidades restringidas a la leche de fórmula infantil (para bebés de hasta 6 meses) y a la fórmula de continuación (para bebés de entre 6 y 12 meses). Los productos de fórmula infantil y de continuación que contienen FOS se comercializan en la UE desde 1999. [ 20 ]

Reglamentos canadienses

Actualmente, el FOS no está aprobado para su uso en fórmulas infantiles. [ 21 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Joseph O'Neill (1 de junio de 2008). "Uso de inulina y oligofructosa con edulcorantes de alta intensidad" . Archivado del original el 29 de julio de 2012. Consultado el 14 de julio de 2012 .
  2. ↑ Lorenzoni, André SG; Aydos, Luisa F.; Klein, Manuela P.; Rodríguez, Rafael C.; Hertz, Plinho F. (2014). "Síntesis de fructooligosacáridos mediante β-fructofuranosidasa inmovilizada altamente estable de Aspergillus aculeatus" . Polímeros de carbohidratos . 103 : 193– 197. doi : 10.1016/j.carbpol.2013.12.038 . PMID 24528719 . 
  3. ↑ Hartemink, R.: Efectos prebióticos de oligo- y polisacáridos no digeribles. Tesis doctoral, Universidad de Wageningen, Países Bajos, 1999, 218 p. ISBN 90-5808-051-X.
  4. ↑ Campbell, JM; et al. (1997). " Composición de fructooligosacáridos seleccionados (1-kestosa, nistosa y 1F - β-fructofuranosilnistosa) en alimentos y piensos". Journal of Agricultural and Food Chemistry . 45 (8): 3076–3082 . doi : 10.1021/jf970087g . 
  5. ↑ Severian Dumitriu (2005). Polisacáridos: Diversidad estructural y versatilidad funcional . CRC Press. pág. 855. ISBN  978-0-8247-5480-8Consultado el 13 de junio de 2012 .
  6. ↑ Henry RJ; Darbyshire B (1980). "Sacarosa:sacarosa fructosiltransferasa y fructano:fructano fructosiltransferasa de Allium cepa ". Phytochemistry . 19 (6): 1017– 1020. Bibcode : 1980PChem..19.1017H . doi : 10.1016/0031-9422(80)83050-0 .
  7. ↑ Ni, Dawei; Xu, Wei; Zhu, Yingying; Pang, Xiaoyang; Lv, Jiaping; Mu, Wanmeng (2021). "Perspectivas sobre los efectos y la producción biotecnológica de kestosas, los fructooligosacáridos más pequeños". Critical Reviews in Biotechnology . 41 (1): 34– 46. doi : 10.1080/07388551.2020.1844622 . PMID 33153319 . 
  8. ↑ MEIOLIGO, un edulcorante a base de fructooligosacáridos, fue introducido por Meiji en 1984. «Informe anual 2007» (PDF) (Informe para inversores). pág. 21. Archivado (PDF) del original el 27 de noviembre de 2012. 
  9. ↑ O'Donnell, Claudia D. (1994). "Japón avanza en la regulación de los alimentos funcionales" . Prepared Foods .{{cite news}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  10. ↑ V. Rousseau, JP Lepargneur, C. Roques, M. Remaud-Simeon, F. Paul; Lepargneur; Roques; Remaud-Simeon; Paul (2005). "Efectos prebióticos de los oligosacáridos sobre lactobacilos vaginales seleccionados y microorganismos patógenos". Anaerobe . 11 (3): 145– 153. doi : 10.1016/j.anaerobe.2004.12.002 . PMID 16701545 . {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  11. ↑ Zafar, TA; Weaver, CM; et al. (2004). "Los oligosacáridos no digeribles aumentan la absorción de calcio y suprimen la resorción ósea en ratas ovariectomizadas" . Journal of Nutrition . 134 (2): 399– 402. doi : 10.1093/jn/134.2.399 . PMID 14747679. Archivado del original el 14 de febrero de 2005.  
  12. ↑ van den Heuvel, E.; et al. (1999). "La oligofructosa estimula la absorción de calcio en adolescentes" . American Journal of Clinical Nutrition . 69 (3): 544– 548. doi : 10.1093/ajcn/69.3.544 . PMID 10075343 .  
  13. ↑ Lochlainn, Mary; Bowyer, Ruth CE; Moll, Janne Marie; García, María Paz; Wadge, Samuel; Baleanu, Andrei-Florin; Nessa, Ayrun; Sheedy, Alyce; Akdag, Gulsah; Hart, Deborah; Raffaele, Giulia; Seed, Paul T.; Murphy, Caroline; Harridge, Stephen DR; Welch, Ailsa A.; Greig, Carolyn; Whelan, Kevin; Steves, Claire J. (29 de febrero de 2024). "Efecto de la modulación del microbioma intestinal sobre la función muscular y la cognición: el ensayo controlado aleatorizado PROMOTe" . Nature Communications . 15 (1): 1859. Bibcode : 2024NatCo..15.1859N . doi : 10.1038/s41467-024-46116-y . ISSN 2041-1723 . PMC 10904794 . PMID 38424099 .   
  14. ↑ Cassella, Carla, Un suplemento diario económico parece mejorar la función cerebral en personas mayores , Science Alert, 28 de noviembre de 2024
  15. ↑ Kelly, G. (diciembre de 2008). "Prebióticos de tipo inulina: una revisión: parte 1". Altern Med Rev. 13 ( 4): 315– 29. PMID 19152479 . 
  16. ^ R Hartemink, KM Van Laere, FM Rombouts; Van Laere; Rombouts (1997). "Crecimiento de enterobacterias sobre fructooligosacáridos" . J Appl Microbiol . 83 (3): 367– 374. doi : 10.1046/j.1365-2672.1997.00239.x . PMID 9351217 . {{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  17. ↑ Carabin, IG; Flamm, WG (1999). "Evaluación de la seguridad de la inulina y la oligofructosa como fibra dietética". Toxicología y farmacología regulatorias . 30 (3): 268– 82. doi : 10.1006/rtph.1999.1349 . PMID 10620476 . 
  18. ↑ Halmos, EP; Power, VA; Shepherd, SJ; Gibson, PR; Muir, JG (2014). "Una dieta baja en FODMAP reduce los síntomas del síndrome del intestino irritable". Gastroenterology . 146 (1): 67 - 75.e5. doi : 10.1053/j.gastro.2013.09.046 . PMID 24076059 . 
  19. ↑ Aviso GRAS n.º GRN 000044 Archivado el 20 de abril de 2007 en Wayback Machine
  20. 1 2 Inulina, FOS y GOS evaluados en Australia y Nueva Zelanda
  21. ↑ "Se cuestiona el uso de aditivos de fórmula infantil en alimentos para adultos" . The Press . 8 de octubre de 2007. Archivado del original el 4 de febrero de 2009. Consultado el 30 de septiembre de 2011 .