fruktooligosacharidy
Fruktooligosacharidy, inulin
Charakteristika fruktooligosacharidů
Fruktooligosacharidy (FOS) jsou polymery D-fruktózy, někdy je na konci řetězce navázána molekula glukózy. Polymer s obsahem zhruba 97% fruktózy a 3 % glukózy byl poprvé vyizolován v roce 1804 z kořenu omanu (Inula helenium) a byl po této rostlině pojmenován jako inulin. Teprve mnohem později bylo zjištěno, že se jedná jen o jeden z mnoha polymerů, které se v rostlinách vyskytují, a které patří do skupiny oligomerů typu GFn nebo Fn. GFn jsou fruktooligosacharidy typu [β-D-Fru-(2→1)]n-1-β-D-Fru-(2→1)-α-D-Glc, kde stupeň polymerace je obvykle 2 - 4 a na konci řetězce je navázána molekula glukózy. Tyto fruktooligosacharidy se označují někdy jako neocukry. Fn jsou fruktooligosacharidy typu [β-D-Fru-(2→1)]n, stupeň polymerace je v rozmezí 2 - 9. Tato skupina fruktooligosacharidů se označuje jako oligofruktóza. Oligomery typu GFn jsou neredukující cukry, oligomery typu Fn neobsahují v řetězci glukózu a proto patří mezi redukující sacharidy.
Fruktooligosacharidy jsou nasládlé látky dobře rozpustné v teplé vodě. Jejich sladivost je na úrovni cca 40 až 60 % sladivosti sacharózy. Enzym sacharidáza není schopna štěpit řetězec FOS a proto prochází tenkým střevem prakticky beze změny. Chovají se tedy jako rozpustná vláknina. V tlustém střevě jsou částečně rozkládány působením enzymů vylučovanými anaerobními baktériemi, přičemž se uvolněná fruktóza stává zdrojem energie pro jejich další metabolickou aktivitu. Z fruktózy vytváří nižší mastné kyseliny (hlavně k. octovou a mléčnou, méně propionovou a máselnou) a plyny (oxid uhličitý, methan, vodík). Proto jsou FOS někdy označovány také jako střevní potrava (pro střevní bakterie). Při vyšším příjmu FOS proto dochází ke zvýšené plynatosti a nadýmání.
Přirozené zdroje
FOS a především inulin se vyskytují v celé řadě rostlin, zejména v kořenech a hlízách jiřin, artyčoků a pampelišky a také v ovoci. Inulin je obsažen v menším množství v banánech (0,3 - 0,7 %), větší obsah je pak v cibuli (2 - 6 %), v česneku (9 - 16 %), v chřestu (10 - 15 %), v pšenici (1 - 4 %), v rajčatech, v pórku (3 - 10 %), v agávi, v lopuchu a v celé řadě dalších rostlin. Vysoký obsah FOS je v hlízách jakonu (54 - 60 %, z toho inulin cca 22 %), topinamburu (16 - 20 %, prakticky pouze inulin), a čekanky (15 - 20 %, z toho inulin 13 - 19 %). V případě ovoce platí, že čím je ovoce zralejší, tím nižší obsah inulinu má. Zráním ovoce se totiž inulin rozkládá až na volnou fruktózu, proto obsahuje zralé ovoce větší množství volné fruktózy ve srovnání s méně zralým ovocem. U plodové zeleniny se projevuje podobný efekt (např. u rajčat), i když není tak výrazný, jako u ovoce (i ve zralé zelenině zůstává poměrně vysoký obsah inulinu). Vysoký obsah inulinu zůstává po celou dobu právě u kořenové zeleniny (v hlízách a v kořenech), a to i během skladování.
Denní potřeba
FOS nejsou lidským organismem metabolizovány, proto nemohou sloužit jako zdroj energie a z tohoto pohledu nejsou v potravě potřebnou složkou. Mohlo by se tedy říct, že denní potřebu není potřebné uvádět. Z pohledu prebiotického působení se však FOS jeví jako velice zajímavé látky přiznivě ovlivňující střevní mikroflóru. FOS jsou významným zdrojem energie pro baktérie rodu Bifidobacterium, Lactobacillus a některých zástupců Enterococcus a dalších.
Některé dietní programy doporučují příjem až 20 g inulinu nebo podobných FOS denně (hlavně asijské diety). Tato dávka však spolehlivě vyvolá značnou plynatost a nadýmání, a proto bývají dietní doporučení upravována na maximální příjem cca 0,5 g inulinu na pokrmovou dávku. Celodenní příjem by neměl přesáhnout 5 g (někteří výživoví poradci doporučují až 10 g, toto množství se ale ukazuje již jako problémové). Konzumace inulinu jako potravního doplňku vyžaduje určitou obezřetnost, v každém případě by měl být takový doplněk konzumován současně s jídlem. Ideální stav, pokud už se někdo rozhodne čistý inulin konzumovat, je konzumace současně se zakysaným mléčným výrobkem.
Zajímavým zjištěním je, že konzumace inulínu z čekanky nebo z topinamburu i v denním množství odpovídajícímu přibližně 10 g plynatost prakticky nevyvolává (cca 90 g čerstvých hlíz). Konzumace hlíz topinamburu nebo čekanky se tak stává zajímavou alternativou při ovlivňování průběhu glykémie právě u diabetiků. Inulin z topinamburu má nižší polymerační stupeň ve srovnání s inulinem z čekanky a má proto silnější bifidobakteriální efekt. Topinambur je proto pro diabetiky výhodnější, než čekanka. Ve prospěch topinamburu také svědčí i poměrně vysoký obsah křemíku (až 80 mg/100 g hlíz), protože se jedná o křemíkofilní rostlinu, která aktivně křemík kumuluje ve svých tkáních. Má také zajímavý obsah chrómu (cca 3,5 - 18 μg/100 g hlíz).
Biologická aktivita
Ze známých FOS je nejvíce studován vliv inulinu na ovlivnění zdravotního stavu člověka. Závěry mnoha studií lze shrnout do následujících faktů - inulin je pro lidský organismus přínosný nepřímo, neboť je zdrojem energie a růstovým faktorem pro bifidobakterie a laktobacily, jejichž metabolickou činností je lidský organismus ovlivňován. Je popisován účinek spojovaný s posilováním imunitního systému, prokazatelně podporuje zvýšenou produkci vitamínů z jejich prekurzorů (thiamin, riboflavin, niacin, pyridoxin, folacin, kobalamin), spolupodílí se na normalizaci hladiny glukózy v krvi (prolonguje průběh glykémie), je mu připisován účinek spočívající ve snižování glykémického indexu potravin, snižování obsahu lipidů a hladiny cholesterolu v krvi a také efekt zvyšování absorpce některých minerálních látek (Ca a Mg). Díky své nízké energetické hodnotě je doporučován lidem s nadváhou a diabetikům.
Pro diabetiky nejsou příliš vhodné potraviny s vysokým obsahem jednoduchých cukrů, jako je glukóza, fruktóza nebo sacharóza (stolní cukr, med nebo zralé ovoce), pokud se konzumují jednorázově ve větším množství. Jsou totiž velice rychle vstřebatelné a stejně rychle dokážou zvýšit glykémii. Proto se doporučují potraviny s nízkým glykémickým indexem, které vyvolávají postupný a pozvolný vzestup glykémie (prolongace). Mezi ně patří právě zelenina nebo obiloviny, protože právě obsažená vláknina, strukturálně složité škroby a FOS prolongaci glykémie vyvolávají. Inulin a ostatní FOS jsou sice tvořeny fruktózou, nejsou však v žaludku ani v tenkém střevě rozkládány a proto se vliv fruktózy nemůže projevit. Ve srovnání s energetickou výtěžností z volné fruktózy (17,2 kJ/g) je energetická výtěžnost FOS podstatně nižší (asi 4,2 až 6,3 kJ/g), konkrétně pro inulin asi 4,3 kJ/g. Energetický zisk z FOS není důsledkem metabolické přeměny fruktózy, ale tuto energii tělo získává z nižších mastných kyselin vyprodukovaných anaerobními bakteriemi v tlustém stěvě. Protože je resorbovatelnost živin z tlustého střeva poměrně nízká, je i relativně nízká energetická výtěžnost.
FOS jsou schopny na sebe vázat žlučové kyseliny vyloučené žlučí do tenkého střeva. Tím zabraňují jejich zpětnému vstřebávání. Ty FOS, které žlučové kyseliny nevážou, jsou obvykle metabolizovány v tlustém střevě některými anaerobními baktériemi za vzniku nižších karboxylových kyselin a plynů. Zvýšená fermentace v tlustém střevě vyvolá zvýšení objemu fekální hmoty, přičemž vytvářením většího množství karboxylových kyselin dochází ke snížení pH obsahu tlustého střeva. Navíc produkované SCFA (nižší mastné kyseliny) vykazují příznivý efekt na lipidový metabolismus (podobně jako jiná vláknina). Bylo prokázáno, že FOS (především inulin) mohou za určitých podmínek potlačovat rozvoj střevních karcinomů a stimulovat imunitu střevní sliznice. Byl popsán i efekt pro snížení hladiny sérového cholesterolu.
Projevy nedostatku
Nedostatek inulinu v potravě se při normální konzumaci ovoce a zeleniny nemůže prakticky vyvolat. I kdyby však potrava neobsahovala žádný inulin, zřejmě by to při náhradě jinou vlákninou (např. pektinem) neznamenalo pro organismus žádné negativní ovlivnění. FOS jsou však růstovým faktorem pro bifidobaktérie a laktobacily a jejich zvýšená metabolická aktivita ve střevě vede k potlačení růstu a činnosti koliformní mikroflóry (Escherichia coli, Streptocccus faecalis, Streptococcus proteus, Clostridium perfringens a také baktérií Staphylococcus aureus, Salmonella typhosa aj.) jimž se připisuje produkce toxických produktů fermentace (aminy, amoniak, nitrosaminy, fenoly, indoly apod.).
Projevy předávkování
Při větším přívodu inulinu potravou (nad 10 g denně) vyvolává flatulenci, říhání, může způsobit i břišní bolesti. To však nemusí bezpodmínečně platit pro FOS s nižším stupněm polymerace a pro inulin přijímaný z některých přirozených zdrojů.
Související články
Odkazy
Při zpracovávání textů a grafické stránky článků byly využity podklady z odborné literatury a internetu. Převzaté obrázky byly graficky upraveny pro potřeby tohoto webu. Kreslené obrázky podléhají autorským právům. Seznam použité literatury naleznete zde.