ИНУЛИН

Номер КАС: 9005-80-5
Химическая формула: C6nH10n+2O5n+1

Инулин представляет собой группу встречающихся в природе полисахаридов, вырабатываемых многими видами растений, в промышленных масштабах чаще всего извлекаемых из цикория.
Инулин относится к классу пищевых волокон, известных как фруктаны.

Инулин используется некоторыми растениями в качестве средства хранения энергии и обычно содержится в корнях или корневищах.
Большинство растений, которые синтезируют и хранят инулин, не хранят другие формы углеводов, такие как крахмал.

В 2018 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило инулин в качестве ингредиента пищевых волокон, используемого для повышения питательной ценности промышленных пищевых продуктов.
Использование инулина для измерения функции почек является «золотым стандартом» для сравнения с другими способами оценки скорости клубочковой фильтрации.

Инулин является натуральным активным ингредиентом.
Химически инулин представляет собой полимер фруктозы, частично оканчивающийся мономерами глюкозы.
Произведенный естественным образом многими растениями, инулин является выдающимся увлажняющим активным ингредиентом.

Использование инулина:

Сбор и экстракция инулина:
Корень цикория является основным источником экстракции для коммерческого производства инулина.
Процесс экстракции инулина аналогичен получению сахара из сахарной свеклы.

После сбора корни цикория нарезают и промывают, затем замачивают в растворителе (горячая вода или этанол).
Затем инулин выделяют, очищают и сушат распылением.
Инулин также может быть синтезирован из сахарозы.

Обработанные продукты инулина:
Инулин получил от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) статус без возражений как общепризнанный безопасный (GRAS), включая инулин с длинной цепью, как GRAS.
В начале 21 века использование инулина в обработанных пищевых продуктах отчасти было связано с его адаптируемыми характеристиками для производства.

Инулин одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов в качестве ингредиента для повышения ценности пищевых волокон в промышленных пищевых продуктах.
Вкус инулина варьируется от мягкого до слегка сладкого (около 10% сладости сахара/сахарозы).

Инулином можно заменить сахар, жир и муку.
Это выгодно, поскольку инулин содержит 25–35% пищевой энергии углеводов (крахмал, сахар).

Помимо того, что он является универсальным ингредиентом, инулин обеспечивает питательные преимущества за счет увеличения абсорбции кальция и, возможно, абсорбции магния, а также способствует росту кишечных бактерий.
Сообщается, что цикорий Инулин увеличивает абсорбцию кальция у молодых женщин с более низкой абсорбцией кальция и у молодых мужчин.

С точки зрения питания инулин считается формой растворимой клетчатки и иногда классифицируется как пребиотик.
И наоборот, инулин также считается FODMAP, классом углеводов, которые быстро ферментируются в толстой кишке с образованием газа.
Хотя FODMAP могут вызывать у некоторых людей определенный дискомфорт в пищеварении, они вызывают потенциально благоприятные изменения кишечной флоры, которые способствуют поддержанию здоровья толстой кишки.

Из-за ограниченной способности организма перерабатывать фруктаны инулин оказывает минимальное возрастающее влияние на уровень сахара в крови и потенциально может использоваться для лечения заболеваний, связанных с уровнем сахара в крови, таких как метаболический синдром.

Медицинский:
Инулин и его аналог синистрин используются для измерения функции почек путем определения скорости клубочковой фильтрации (СКФ), которая представляет собой объем жидкости, отфильтрованной из почечных (почечных) гломерулярных капилляров в капсулу Боумена в единицу времени.
Хотя инулин является золотым стандартом для измерения СКФ, инулин редко используется на практике из-за дороговизны и сложности проведения теста.

Инулин требует внутривенного (IV) доступа для инфузии инулина, а также до двенадцати образцов крови, взятых у пациента в течение четырех часов.
В Соединенных Штатах клиренс креатинина более широко используется для оценки СКФ.

Инулин усиливает рост и активность бактерий или ингибирует рост или активность некоторых патогенных бактерий.
Исследования связывают инулин с несколькими преимуществами для здоровья, такими как помощь в контроле над диабетом, помощь в снижении веса и улучшение пищеварения.
Систематический обзор результатов клинических испытаний 2017 года показал, что пищевые добавки с инулином снижают биомаркеры метаболического синдрома.

Диета и побочные эффекты инулина:
Побочными эффектами диеты с инулиновым пищевым волокном, которые могут возникнуть, как правило, у чувствительных людей, являются:

Кишечный дискомфорт, включая метеоризм, вздутие живота, шумы в животе, отрыжку и спазмы
Диарея
Воспаление — инулин может вызвать воспаление в кишечнике и легких, связанное с аллергией.
Анафилактическая аллергическая реакция (редко) — инулин используется для тестирования СКФ, и в некоторых отдельных случаях он приводил к аллергической реакции, возможно, связанной с реакцией на пищевую аллергию.

Промышленное использование инулина:
Негидролизованный инулин также может быть непосредственно преобразован в этанол в ходе одновременного процесса осахаривания и ферментации, что может иметь потенциал для преобразования сельскохозяйственных культур с высоким содержанием инулина в этанол для использования в качестве топлива.

Преимущества инулина:
Состоящий из олигосахаридов фруктозы, 100% растительного происхождения, инулин увлажняет и смягчает кожу.
Инулин обладает способностью удерживать воду в тканях кожи и, следовательно, поддерживает увлажнение и мягкость и шелковистость на ощупь.
Кожа напитана и увлажнена.

Биохимия инулина:
Инулин представляет собой полимеры, состоящие в основном из звеньев фруктозы (фруктанов) и обычно имеющие концевую глюкозу.
Фрагменты фруктозы в инулине соединены β(2→1) гликозидной связью.

Молекула почти исключительно линейна, разветвленность составляет всего несколько процентов.
Как правило, растительный инулин содержит от 2 до 70 единиц фруктозы, а иногда и до 200, но молекулы с менее чем 10 единицами называются фруктоолигосахаридами, простейшим из которых является 1-кестоза, которая имеет две единицы фруктозы и одну единицу глюкозы.
Бактериальный инулин более разветвлен (разветвленность более 15%) и содержит порядка десятков или сотен субъединиц.

Инулины названы следующим образом, где n - количество остатков фруктозы, а py - аббревиатура пиранозила:
Инулин с концевой глюкозой известен как альфа-D-глюкопиранозил-[бета-D-фруктофуранозил](n-1)-D-фруктофуранозиды, сокращенно GpyFn.
Инулины без глюкозы представляют собой бета-D-фруктопиранозил-[D-фруктофуранозил](n-1)-D-фруктофуранозиды, сокращенно FpyFn.

Гидролиз инулина может давать фруктоолигосахариды, которые представляют собой олигомеры со степенью полимеризации (СП) 10 или менее.

Расчет скорости клубочковой фильтрации:
Инулин уникально обрабатывается нефронами, поскольку инулин полностью фильтруется в клубочках, но не секретируется и не реабсорбируется канальцами.
Это свойство инулина позволяет клинически использовать клиренс инулина в качестве высокоточного показателя скорости клубочковой фильтрации (СКФ) — скорости плазмы из афферентной артериолы, которая фильтруется в капсулу Боумена, измеряемую в мл/мин.

Инулин информативен для сравнения свойств инулина со свойствами парааминогиппуровой кислоты (ПАУ).
ПАУ частично фильтруется из плазмы в клубочках и не реабсорбируется в канальцах аналогично инулину.

ПАУ отличается от инулина тем, что фракция ПАУ, которая минует клубочки и проникает в клетки канальцев нефрона (через перитубулярные капилляры), полностью секретируется.
Таким образом, почечный клиренс ЛАГ полезен при расчете почечного кровотока (RPF), который эмпирически равен (1-гематокриту), умноженному на почечный кровоток.
Следует отметить, что клиренс ПАУ отражает только RPF в тех частях почки, которые отвечают за образование мочи, и, таким образом, занижает фактический RPF примерно на 10%.

Измерение СКФ с помощью инулина или синистрина до сих пор считается золотым стандартом.
Однако в настоящее время инулин в значительной степени заменен другими, более простыми показателями, приближенными к СКФ.
Эти меры, которые включают клиренс таких субстратов, как ЭДТА, иогексол, цистатин С, 125I-иоталамат (радиоталамат натрия), радиоизотоп хрома 51Cr (хелатный с ЭДТА) и креатинин, подтвердили свою полезность в больших когортах пациентов с хроническими Болезнь почек.

Как для инулина, так и для креатинина расчеты включают концентрации в моче и в сыворотке.
Однако, в отличие от креатинина, инулин естественным образом не присутствует в организме.
Это преимущество инулина (поскольку будет известно количество введенного препарата) и недостаток (поскольку необходимо введение препарата).

Химическая структура и свойства инулина:
Инулин представляет собой гетерогенный набор полимеров фруктозы.
Инулин состоит из концевых глюкозильных фрагментов и повторяющегося фруктозильного фрагмента, которые связаны β(2,1)-связями.

Степень полимеризации (СП) стандартного инулина колеблется от 2 до 60.
После удаления фракций с СП ниже 10 в процессе производства остается высокоэффективный инулин.
В некоторых статьях фракции с DP ниже 10 рассматривались как фруктоолигосахариды с короткой цепью, а молекулы с более длинной цепью назывались инулином.

Из-за β(2,1)-связей инулин не переваривается ферментами в пищеварительной системе человека, что способствует функциональным свойствам инулина: пониженной калорийности, пищевым волокнам и пребиотическим эффектам.
Без цвета и запаха инулин мало влияет на органолептические характеристики пищевых продуктов.

Олигофруктоза имеет 35% сладости сахарозы, а профиль сладости инулина подобен сахару.
Стандартный инулин слегка сладкий, а высокоэффективный инулин — нет.

Растворимость инулина выше, чем у классических волокон.
При тщательном смешивании с жидкостью инулин образует гель и белую кремообразную структуру, похожую на жир.

Трехмерная гелевая сеть инулина, состоящая из нерастворимых субмикронных кристаллических частиц инулина, иммобилизует большое количество воды, обеспечивая физическую стабильность инулина.
Инулин также может улучшить стабильность пен и эмульсий.

Метаболизм in vivo:
Инулин не переваривается человеческими ферментами птиалином и амилазой, которые адаптированы для переваривания крахмала.
В результате инулин проходит через большую часть пищеварительной системы неповрежденным.

Только в толстой кишке бактерии метаболизируют инулин с выделением значительных количеств углекислого газа, водорода и/или метана.
Продукты, содержащие инулин, могут вызывать газообразование, особенно у тех, кто не привык к инулину, и поначалу эти продукты следует употреблять в умеренных количествах.

Инулин представляет собой растворимую клетчатку, один из трех типов пищевых волокон, включая растворимый, нерастворимый и резистентный крахмал.
Растворимая клетчатка растворяется в воде с образованием желеобразного материала.
Некоторые растворимые волокна могут помочь снизить уровень холестерина и глюкозы в крови.

Поскольку нормальное пищеварение не расщепляет инулин на моносахариды, инулин не повышает уровень сахара в крови и поэтому может быть полезен при лечении диабета.
Инулин также стимулирует рост бактерий в кишечнике.

Инулин проходит через желудок и двенадцатиперстную кишку в непереваренном виде и легко усваивается кишечной бактериальной флорой.
Это делает инулин похожим на устойчивые крахмалы и другие ферментируемые углеводы.

Некоторые традиционные диеты содержат более 20 г инулина или фруктоолигосахаридов в день.
По оценкам, рацион доисторического охотника-собирателя в пустыне Чиуауа включал 135 г в день фруктанов инулинового типа.
Многие продукты с высоким содержанием инулина или фруктоолигосахаридов, такие как цикорий, чеснок и лук-порей, веками считались «стимуляторами хорошего здоровья».

Из-за устойчивости инулина к пищеварительным ферментам инулин сопротивляется абсорбции во время прохождения инулина через верхние отделы желудочно-кишечного тракта.
Достигнув толстой кишки, инулин превращается бактериями толстой кишки в гель, известный как пребиотик, пищевой ингредиент, который очень питает микрофлору кишечника.

По состоянию на 2013 год ни один регулирующий орган не разрешал заявления о пользе для здоровья при маркетинге пребиотиков как класса.
Воздействие инулина на здоровье изучалось в ходе небольших клинических испытаний, которые показали, что инулин вызывает побочные эффекты со стороны желудочно-кишечного тракта, такие как вздутие живота и метеоризм, не влияет на уровень триглицеридов или развитие жировой дистрофии печени, может помочь предотвратить диарею путешественников и может помочь увеличить усвоение кальция у подростков. .

Происхождение и история инулина:
Инулин — природный запасной углевод, присутствующий в более чем 36 000 видов растений, включая агаву, пшеницу, лук, бананы, чеснок, спаржу, топинамбур и цикорий.
Для этих растений инулин используется в качестве резерва энергии и для регулирования холодостойкости.

Поскольку инулин растворим в воде, инулин осмотически активен.
Некоторые растения могут изменять осмотический потенциал своих клеток, изменяя степень полимеризации молекул инулина путем гидролиза.
Изменяя осмотический потенциал без изменения общего количества углеводов, растения могут выдерживать холод и засуху в зимние периоды.

Инулин был открыт в 1804 году немецким ученым Валентином Розе.
Он обнаружил «специфическое вещество» в корнях девясила гелениума путем экстракции кипящей водой.

В 1920-х годах Ирвин использовал химические методы, такие как метилирование, для изучения молекулярной структуры инулина, и он разработал метод выделения этой новой ангидрофруктозы.
Во время исследований почечных канальцев в 1930-х годах исследователи искали вещество, которое могло бы служить биомаркером, которое не реабсорбируется и не секретируется после введения в канальцы.

Ричардс представил инулин из-за высокой молекулярной массы инулина и устойчивости инулина к ферментам.
Инулин используется для определения скорости клубочковой фильтрации почек.

Природные источники инулина:
Растения, которые содержат высокие концентрации инулина, включают:
Агава (Agave spp.)
Банан и подорожник (Musaceae)
Лопух (Arctium lappa)
Камас (Camassia spp.)
Цикорий (Cichorium intybus)
Эхинацея (Echinacea spp.)
Костус (Saussurea lappa)
Одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale)
Девясил (девясил гелениум)
Чеснок (Allium посевной)
Артишок шаровидный (Cynara scolymus, Cynara cardunculus var. scolymus)
Топинамбур (Helianthus tuberosus)
Хикама (Pachyrhizus erosus)
Проклятие леопарда (Arnica montana)
Корень полыни (Artemisia vulgaris)
Лук (Allium cepa)
Дикий ямс (Dioscorea spp.)
Якон (Smallanthus sonchifolius)

Идентификаторы инулина:
Номер КАС: 9005-80-5
ЧЕМБЛ: ЧЕМБЛ1201646
ХимПайдер: нет
Банк наркотиков: DB00638
Информационная карта ECHA: 100.029.701
КЕГГ: D00171
Идентификационный номер PubChem: 24763
УНИИ: JOS53KRJ01
Информационная панель CompTox (EPA): DTXSID70872610

Свойства инулина:
Химическая формула: C6nH10n+2O5n+1
Молярная масса: полимер; зависит от

Молекулярный вес: 586,7
XLogP3-AA: 1,5
Количество доноров водородной связи: 3
Количество акцепторов водородной связи: 10
Количество вращающихся связей: 9
Точная масса: 586,32541643
Масса моноизотопа: 586,32541643
Топологическая площадь полярной поверхности: 133 Ų
Количество тяжелых атомов: 42
Сложность: 1080
Количество атомов изотопа: 0
Определенное количество стереоцентров атома: 10
Количество стереоцентров неопределенного атома: 3
Определенное число стереоцентров связи: 0
Неопределенный счетчик стереоцентров связи: 0
Количество ковалентно-связанных единиц: 1
Соединение канонизировано: Да

Фармакология инулина:
Код УВД: V04CH01 (ВОЗ)

Синонимы инулина:
инулин
антранилоиллококтонин
антраноиллококтонин
Моноантранилоиллококтонин
(+)-антраноилликоктонин
O(sup 14)-метилделектин
Сватинин Б
Ликоктонин, моноантранилат (эфир)
O14-метилделектин
БРН 0072684
Ликоктонин, антранилоил-
22413-78-1
Аконитан-7,8-диол, 4-(((2-аминобензоил)окси)метил)-20-этил-1,6,14,16-тетраметокси-, (1-альфа,6-бета,14-альфа, 16-бета)-
4-21-00-02879