Инулин в цикории¶

Инулин — полисахарид из группы фруктанов, состоящий из остатков фруктозы, который накапливается в корнях и клубнях растений рода Цикорий (Cichorium) и используется как источник пребиотической пищевой клетчатки и заменитель сахара. В корнях цикория обыкновенного (Cichorium intybus) содержание инулина достигает 15–25 % массы сухого вещества, что делает эту культуру одним из основных промышленных источников инулина наряду с корнями топинамбура и цикория салатного.

¶Химическая структура

Инулин относится к фруктанам β(2→1)-связанного типа. Молекула состоит из цепи остатков фруктозы, присоединённых друг к другу через β-2,1-гликозидные связи, и обычно завершается глюкозным остатком. Средняя степень полимеризации (ДП) природного инулина из цикория составляет 10–30 звеньев, что соответствует молекулярной массе примерно 1700–5000 Да. Такая относительно короткая цепь обеспечивает инулину хорошую растворимость в воде и умеренную сладость — около 10 % от сладости сахарозы.

При ферментативном гидролизе или контролируемом физическом извлечении из природного инулина получают фракции с более низкой степенью полимеризации (ДП 2–9), известные как олигофруктоза и фруктоолигосахариды. Эти соединения обладают более выраженной сладостью и используются в пищевой промышленности как низкокалорийный подсластитель.

¶История получения

Цикорий как источник сахара стал особенно популярен в Европе в XVIII–XIX веках, когда дефицит тростникового сахара и торговые войны (в частности, континентальная блокада Великобритании при Наполеоне I) стимулировали поиск альтернатив. Корни цикория обжаривали и использовали как дешёвый кофейный суррогат, а также перерабатывали на сахар. Промышленное выделение инулина из корней цикория было налажено в Бельгии в 1930-х годах; в настоящее время крупнейшими производителями являются Бельгия, Франция, Нидерланды и Польша. В России цикорий выращивают в Центральном и Северо-Западном федеральных округах, а переработка ведётся на предприятиях пищевой промышленности.

¶Получение

Промышленный процесс извлечения инулина из корней цикория включает несколько стадий:

1. Механическую очистку и измельчение свежих корней.
2. Экстракцию горячей водой при температуре 60–90 °C.
3. Очистку экстракта от белков, пигментов и минеральных солей (осветление, ионообменная обработка, активированный уголь).
4. Концентрирование и распылительную сушку.

В зависимости от условий экстракции получают либо нативный инулин с высокой ДП, либо инулин с укороченными цепями (инулин-сироп), либо смешанные фракции.

¶Физико-химические свойства

Инулин белый аморфный порошок без запаха, растворимый в горячей воде и практически нерастворимый в холодной. В пищевых системах он образует гели при определённых концентрациях, что позволяет использовать его как загуститель и стабилизатор. Химически инулин устойчив в кислой среде (в том числе в желудочном соке), но гидролизуется под действием кислот и фермента инулиназы в толстом кишечнике.

¶Биологические свойства

Инулин не переваривается ферментами верхних отделов желудочно-кишечного тракта человека и в неизменённом виде достигает толстой кишки, где служит субстратом для полезной микрофлоры — прежде всего бифидобактерий и лактобактерий. По этому свойству инулин относят к пребиотикам. Ферментация инулина в кишечнике сопровождается образованием короткоцепочечных жирных кислот (бутирата, пропионата, ацетата), которые питают клетки слизистой оболочки кишки и участвуют в обменных процессах.

Инулин и продукты его ферментации влияют на:

• всасывание кальция и магния в толстой кишке;
• моторику кишечника;
• чувство сытости (за счёт снижения калорийности рациона).

Инулин не повышает уровень глюкозы в крови и инсулина, поэтому включается в диеты для людей с нарушениями углеводного обмена. Калорийность инулина — около 1,5–2 ккал/г против 4 ккал/г у сахарозы.

¶Применение

¶Пищевая промышленность

Инулин из цикория применяется как:

• пребиотическая добавка (Е 464) в молочных продуктах, напитках, хлебобулочных изделиях;
• заменитель жира — инулин-сироп с укороченными цепями образует кремообразную текстуру, имитирующую жир;
• низкокалорийный подсластитель и наполнитель в кондитерских изделиях;
• источник пищевых волокон в обогащённых продуктах.

¶Фармацевтика и диетология

Инулин входит в состав биологически активных добавок и лечебно-профилактических продуктов, направленных на нормализацию кишечной микрофлоры. В клинической практике используются инулинсодержащие пробиотические комплексы, а также препараты для контроля массы тела.

¶Сельское хозяйство

Цикорий выращивают как кормовую культуру: инулин из корней является источником энергии для жвачных животных. Выведены сорта с повышенным содержанием инулина (например, «Рамонский» и «Лебедянский» в российской селекции).

¶Продукты цикория

Растворимый цикорий, получаемый из обжаренных корней, содержит инулин в изменённой форме — частично гидролизованной. Напиток из цикория сохраняет пребиотические свойства, но в меньшей степени, чем нативный инулин. Цикорий также употребляют в виде отвара корней, экстрактов и добавок в муку.

¶Ограничения

При употреблении инулина в больших количествах (более 15–20 г в сутки) возможны метеоризм, вздутие и послабление стула, особенно при резком увеличении его доли в рационе. Противопоказаний по здоровью у инулина немного, но при воспалительных заболеваниях кишечника в острой фазе и непроходимости его приём не рекомендуется.

¶Источники

• «Инулин и фруктоолигосахариды: свойства, получение, применение» — В. А. Бибик, Н. Н. Трифонова, ВНИИ сахарных культур.
• «Цикорий: ботаника, селекция, технология» — под ред. В. А. Бибика, ВНИИ сахарных культур.
• «Пищевые волокна в питании человека» — Т. Н. Литвинова, Российский университет дружбы народов.
• «Инулин: биологические свойства и применение в пищевой промышленности» — журнал «Пищевая промышленность».
• «Пребиотики и здоровье кишечника» — обзорные статьи в журнале «Клиническая гастроэнтерология».