Estudio sobre el polvo de inulina de alcachofa de Jerusalén

Como recurso renovable, lainulinaa es extremadamente viable. El C es abundante en los tubérculos, y debido a la diversidad de sus actividades biológicas, la investigación sobre la inulina ha atraído más y más atención.

1. Jerusalén alcachofa

1.1 Introduction to Jerusalem alcachoke (en inglés)

Jerusalén alcachofa Es una hierba perenne y persistente del género Asteraceae de la familia Asteraceae, y es una especie cultivada con una rica historia de formación de tubérculos subterráneos. Los tubérculos subterráneos son ricos en inulina (fructans) [1].

Nativa de América del norte, la alcachofa de Jerusalén Se introdujo en Europa occidental en 1607 y se utilizó como una fuente importante de azúcar en la dieta durante mucho tiempo hasta que fue reemplazado por la papa a mediados del siglo XVIII. Hoy, Jerusalén alcachofa Se consume en cantidades mucho más bajas de lo que una vez fue en los Estados Unidos y Europa. Jerusalén alcachofa Los tubérculos tienen un sabor a nuez y un sabor dulce. Después de extenderse por algún tiempo en Europa, la alcachofa de Jerusalén El tubérculo se convirtió en una importante fuente de carbohidratos comestibles. [2].

1.2 características de crecimiento de la alcachofa de Jerusalén

La alcachofa de Jerusalén es muy resistente: puede crecer donde hay humedad y luz solar. Incluso en zonas desérticas, siempre y cuando el tubérculo de la raíz no esté expuesto, puede crecer. Como especie, es muy competitiva, y rápidamente sombreará la superficie del suelo y creará un área de búsqueda de recursos, inhibiasí el crecimiento de otras especies [3]. Jerusalén alcachofa Tiene una alta tasa de reproducción: Jerusalem alcachofa Tiene bajos requerimientos para condiciones naturales tales como clima y suelo, y puede ser plantado una sola vez y reproducido para siempre. No hay plagas y enfermedades: debido al crecimiento de la alcachofa de Jerusalén Y no hay necesidad de aplicar fertilizantes químicos y fumigación de pesticidas, ni contaminación, ni plagas, alcachofa Jerusalén Rico en nutrientes, contiene inulina, polipentosa, almidón y otras sustancias eficaces, y su amplia gama de usos, tubérculos se pueden utilizar para alimentos y medicamentos, es un gran potencial para el desarrollo de verduras verdes, el cuidado de la salud para el cuerpo humano es muy beneficioso. Short growing period: the general growth cycle of Jerusalem alcachoke (en inglés) Aproximadamente medio año [4].

1.3 distribución y aplicación de alcachofa de Jerusalén

Como cultivo de nicho, Jerusalén alcachofa Se cultiva principalmente en América del norte y el norte de Europa. Sin embargo, hay informes de cultivo en China, Corea, Egipto, Australia y nueva Zelanda. El Delta del río amarillo, como la intersección de la "zona económica azul de la península de Shandong" Es un área clave para el desarrollo en la provincia de Shandong, con 8 millones de mu de tierras salinas y alcalinas en espera de desarrollo y mejora.

Mientras que en la mayoría de los cultivos la fuente de carbono se almacena en forma de almidón, en Jerusalén la alcachofa, un polímero de fructosa, es la fuente de carbono. Sólo un pequeño porcentaje de las plantas pueden acumular suficiente inulina extractable, lo que hace que el valor y la función de la alcachofa de Jerusalén Muy diferente de la de la mayoría de los cultivos, y Jerusalén alcachofa El origen vegetal puede ser procesado o modificado para proporcionar materia prima para una amplia gama de producción industrial.6].

Se resume que hay un cuerpo grande y creciente de literatura relacionada con la alcachofa de Jerusalén [7]. The Properties of Jerusalem alcachoke (en inglés) En el procesamiento de la industria alimentaria [8]: (1) débil absorción de agua, lo que puede reducir el deterioro de la humedad de los alimentos; (2) alta estabilidad térmica, puede soportar temperaturas más altas; (3) dulzura pura, refrescante que la sacarosa.

Jerusalén alcachofa Es un cultivo versátil que proporciona ingredientes para muchos tipos de alimentos. Puede ser utilizado como vegetal, como materia prima para la producción de inulina y bioetanol. Dependiendo de la aplicación, la planta puede ser anual o perenne, y todas las partes de la planta pueden ser utilizadas como materia prima para alimentos, piensos, industria o energía.

La demanda de dos productos derivados de la alcachofa de Jerusalén, la inulina y el bioetanol, ha aumentado drásticamente en el siglo XXI debido a su capacidad para ayudar a resolver los problemas de salud, energía y medio ambiente que enfrenta la sociedad [9]. La inulina puede usarse para tratar la obesidad y la diabetes, mientras que el bioetanol puede ayudar a reducir el uso de recursos petrolíferos no renovables y mejorar la calidad del aire. A medida que la tecnología se desarrolla, las aplicaciones potenciales de la inulina continuarán siendo explotadas. Mientras tanto, el cambio climático global alterará el paisaje agrícola en el siglo XXI.

1.4 perspectivas para la utilización de alcachofa de Jerusalén

Jerusalén alcachofa Es un cultivo versátil que proporciona ingredientes para muchos tipos de alimentos. Por ejemplo, se puede utilizar como vegetal, como pienso y como materia prima para la producción de inulina y bioetanol. Dependiendo de la aplicación, la planta puede ser anual o polianual, y todas las partes de la planta se pueden utilizar como materia prima para alimentos, piensos, industria o energía. El precio de sus subproductos determinará económicamente si la planta es ono superior a otros cultivos. Por ejemplo, cuando los tubérculos se utilizan para producir inulina, la paja se puede utilizar para la alimentación, la producción de energía, o para hacer papel de baja calidad y cartón de fibra. Debido a su efecto bifidobacteriano, los extractos de tubérculos de inulina tienen un gran potencial como aditivos para la alimentación animal. Actualmente, la inulina y la oligofructosa se extraen principalmente de los tubérculos de achicoria, y aunque sus beneficios para la salud animal son menos conocidos que sus efectos beneficiosos para los seres humanos, todavía se añaden a la alimentación del ganado.

Jerusalén alcachofa Es relativamente barato de cultivar en comparación con otros cultivos energéticos porque por lo general requiere bajos insumos en términos de riego, fertilizantes y plaguicidas. Demanda de dos productos derivados de la alcachofa de Jerusalén La inulina y el bioetanol han aumentado drásticamente en el siglo XXI debido a su capacidad para ayudar a resolver los problemas de salud, energía y medio ambiente que enfrenta la sociedad. La inulina puede tratar la obesidad y la diabetes, mientras que el bioetanol puede ayudar a reducir el uso de recursos petrolíferos no renovables y mejorar la calidad del aire. Debido a sus beneficios para la salud únicos y muchas aplicaciones de procesamiento de alimentos, ha sido aclamcomo un "alimento del siglo 21" Con grandes perspectivas de desarrollo [10].

2. inulina Polvo polvo polvo

2.1introducción al polvo de inulina

inulina Está ampliamente distribuida en la naturaleza. It Es un polisacárido almacencomo reserva de azúcar en muchas plantas. La inulina se encuentra en más de 35.000 especies de plantas, como la inulina, achicoria, cebol, ajo, tuber de centeno, arándano, tomate, etc. Entre ellos, el tubérculo de inulina es la principal fuente de producción de inulina en China. La principal fuente de inulina son las plantas, pero también se puede obtener de algunas bacterias y hongos, y el contenido de inulina en algunas plantas comunes se muestra en la tabla a continuación [11]:

Cuadro 1-1 contenido de inulina en la planta (peso húmedo)

La inulina, como un extracto de la inulina de planta natural, ha sido aprobado por la FDA para entrar en el mercado de los Estados Unidos. Estudios han encontrado que la inulina tiene muchas buenas propiedades funcionales, y es fácil de obtener y tiene una gran capacidad de almacenamiento. Entre muchos oligosacáridos comercializados, sólo la inulina y la oligofructosa han sido reconocidos como aditivos eficaces por la FDA y otras agencias autorizadas [12]. En la actualidad, hay ORAFTI belga, WARCOING, COSUN holandesa y Qinghai Weide Company que puede procesar inulina en gran escala industrialmente [13]. Hay un enorme potencial para el desarrollo del valor de aplicación de la inulina, y la investigación de la inulina está recibiendo más y más atención de las personas.

2.2 propiedades fisicoquímicas de la inulina Polvo polvo polvo

La inulina, un polímero de d-fructosa, es una cadena polisacárida de d-fructosa unida por un enlace glicosídico − (2-1), con D-glucosa unida al final de la molécula por un enlace − (1-2). La fórmula molecular de la inulina tiene una estructura GFn (G: grupo glucosa, F: grupo fructosa, n: número de unidades de grupo fructosa). El grado de polimeride de la inulina oscila entre 2-60, y el peso molecular promedio es de alrededor de 5500 [14].

La inulina es un polvo blanco o blanco lechoso amorfo, es una fibra dietsoluble en agua muy buena, con una solubilidad del 6% a 10℃, y la solubilidad aumenta después del calentamiento, alrededor del 35% a 90℃. A medida que la concentración aumenta, la viscode la solución de inulina aumenta con ella. El gel formado por inulina es muy suave, similar a la grasa o crema [15]. La viscode la inulina aumenta con la disminución de la temperatura, proporcionando el sabor y la textura deseada al reemplazar azúcares o grasas, así como el control de la consistencia de los pasteles y postres sobre la base del rendimiento de las propiedades de visco, y la inulina se puede utilizar como un sustituto de grasa para proporcionar una textura y sabor redondey suave.

La viscode las soluciones acuosas de inulina de diferentes concentraciones también es diferente. Cuando la concentración es 1%-10%, la viscoaumenta gradualmente cuando el contenido de inulina aumenta, y la relación se puede ver en la siguiente tabla. Sin embargo, a medida que la concentración continúa aumentando, la viscode la inulina gradualmente se vuelve más gruesa, y la inulina se combina con agua para formar un gel, que es muy similar a la grasa. Cuando la concentración se aumenta al 50%, el gel se vuelve muy sólido [16].

Tabla 1-2 viscode inulina en agua

La inulina es ligeramente dulce, sin ningún mal sabor, suave y no irritante, y la dulzura de la inulina también se ve afectada por el grado de polimerización. En general, la inulina comercialmente disponible muestra dulzura debido a la presencia de mono y disacáridos en el producto, pero la inulina de cadena larga en sí misma no tiene dulzura. La inulina se puede utilizar como humectante en los alimentos debido a sus propiedades higroscópicas. Es soluble en agua, la capacidad de unirse al agua es de aproximadamente 2:1, y la solubilidad aumenta con el aumento dela temperatura, tomando productos horneados como ejemplo, la inulina puede retrasar su evapordel agua, evitando así que el producto se deteri, y mantener o extender la vida útil del producto. El 10% de la solución acuosa de inulina es pH neutro, el punto de fusión es 178 ℃, la solubilidad de 10 ℃ es 6%, y 90 ℃ es 35% [17].

La inulina tiene una buena estabilidad al calor, la inulina es químicamente estable a altas temperaturas y pH > 4, con una pequeña cantidad de descomposición cuando pH < 3,7.

2.3 funciones y aplicaciones del polvo de inulina

(1) como fibra dietética para prevenir el estreñimiento

Como una fibra diet, inulina Polvo polvo polvo Es un prebióeficaz para los seres humanos. El valor de la inulina en la dieta humana y en la alimentación animal se atribuye a su actividad prebiótica en el intestino grueso. Los probióticos han sido un componente importante de la dieta durante miles de años. Sin embargo, no fue hasta principios de la década de 1970 que el término probiófue utilizado en su definición actual, es decir, un organismo o sustancia que tiene un efecto equilibren la flora en el colon. El enlace − -(1-2) -glicosídico que une la fructosa en la inulina no puede ser escindipor las enzimas digesde los mamíferos, por lo que alcanza el colon como una molécula intacta. Aproximadamente el 85% de la inulina ingerillega al colon, donde sirve como un medio de fermentación para la flora del colon.

La inulina estimula selectivamente el crecimiento de bifidobacterias y Lactobacillus, mientras que otros azúcares típicos como el almidón o la pectina no tienen este efecto. La inulina no es utilizada por los microorganismos en el estómago y el intestino delgado de los seres humanos y los animales, pero sobre todo llega al intestino grueso en su forma intacta, donde puede estimular selectivamente el crecimiento de una y unas pocas especies de flora intestinal, como se encontró por Ellegard et al. que encontraron que la inulina se fermenta principalmente en el colon de los seres humanos y los animales. Después de alcanzar el intestino grueso, la inulina promueve selectivamente el crecimiento de bacterias beneficiosas, como bifidobacterias y lactobacilos, y por lo tanto inhiel el crecimiento de bacterias dañinas, lo cual es beneficioso para la salud del huésped [18]. Kieessen et al. y Roberfriod et al. han encontrado que la inulina promueve significativamente el crecimiento de bacterias beneficiosas como lactobacilos y bifidobacterias, y disminuye el número de bacterias dañinas como Bacillus anthropomorphus, por ejemplo, E. coli, y Clostridium difficile, en el tracto intestinal de los animales. La inulina puede estimular la peristalsis intestinal, aumentar la humedad de las heces y mejorar el ambiente intestinal, evitando así el estreñimiento [19].

Como un prebió, la inulina puede ser ampliamente utilizada en productos lácteos para aumentar la proliferación de bacterias del ácido lácy bifidobacterias y mejorar las funciones nutricionales y de salud de los productos. Además, como fibra dietética, la inulina puede ser utilizada como materia prima y portadora de alimentos saludables para pacientes con estreñimiento, e incluso puede ser utilizada como tratamiento auxiliar para los pacientes. Al mismo tiempo, la inulina en el cuerpo humano, puede absorber agua por sí mismo, en un coloide de alta visco, prolongar el tiempo de vacigástrico, aumentar el cuerpo humano 's sentido de saciedad, que puede reducir la alimentación, y luego reducir la absorción de nutrientes, con el fin de lograr la prevención de la obesidad y la pérdida de peso [20].

(2) Promoción de la absorción de minerales

La Osteoporosis es una enfermedad que se caracteriza por una disminución de la masa y la densidad ósea, lo que hace que el esqueleto humano, especialmente en mujeres posmenopáusicas, sea débil y propenso a fracturas. Es un problema mundial creciente que se puede mejorar con una mejor dieta. El calcio es un factor clave para medir la resistencia ósea. Al optimizar la masa ósea máxima en la edad adulta temprana y minimizar la pérdida ósea después de la menopausia, el riesgo de fractura de cadera se puede reducir significativamente. Mejorar la nutrición de calcio durante el período de crecimiento óseo es esencial y puede reducir las tasas de fractura de cadera en la vida posterior en un 50% [21].

En el intestino humano, la fermentación de la inulina produce ácidos grasos de cadena corta (AGCC) como el ácido acético, ácido propiónico y ácido butírico, que reducen el pH en el intestino y aumentan la solubilidad de los iones metálicos. Y., T. Zeng, et al. (2010) mostraron que los fructooligosacáridos eran eficaces en el aumento de la absorción aparente de calcio, magnesio Y hierro, Y aumentaron significativamente el nivel de zinc hepático Y el nivel de magnesio femoral, Y que los fructooligosacáridos contrarrestlos efectos nocivos del ácido fítico. Y que los fructooligosacáridos contrarrestaron los efectos nocivos del ácido fítico. Por lo tanto, cuando las algas y la inulina se usan juntas, la inulina puede promover la absorción de calcio, magnesio, hierro, zinc y otros minerales en las algas, y desempeñar un papel en la prevención y el tratamiento de la osteoporosis. Esta función fisiológica se puede aplicar en los campos de la alimentación, la atención de la salud y la medicina para complementar la deficiencia de oligoelementos en el cuerpo humano [22].

(3) Regulación del azúcar en la sangre

Diabetes mellitus significa que el azúcar en la sangre no es bien absorbido y utilizado por las células. Diabetes mellitus tipo I es causada por el páncreas no secretar suficiente insulina, sobre todo debido a factores genéticos; La diabetes mellitus no insulindependiente, es decir, la diabetes mellitus tipo II, es causada por la incapacidad de las células humanas para producir insulina de manera eficaz, que se relaciona con la obesidad, el exceso de nutrición, y el consumo excesivo de grasas alimentarias y azúcar, etc. La inulina juega un papel en la reducción de la concentración de glucosa en la sangre y la promoción de la captación celular de glucosa en la diabetes mellitus tipo I. La inulina juega un papel en la reducción de la concentración de glucosa en la sangre y la promoción de la captación celular de glucosa en la diabetes tipo I, y en complementar el cuerpo#39;s insulina en diabetes tipo II.

Se encuentra que inulin Polvo polvo polvo Tiene un efecto de dos vías en la regulación del azúcar en la sangre, por un lado, puede reducir el nivel de azúcar en la sangre de los pacientes diabéticos con alto nivel de azúcar en la sangre, y por otro lado, puede aumentar el nivel de azúcar en la sangre de los pacientes con bajo nivel de azúcar en la sangre. La inulina puede inhibir la degradación de la grasa ingeripor enzimas degradantes de grasa, y formar complejos con grasa, que pueden ser descargados con las heces en el tiempo.

El efecto hipolipidémico de la inulina Polvo polvo polvo Se manifiesta principalmente en su capacidad de bajar los niveles de triglicéridos y colesterol en la sangre, reducir la concentración de LDL en el cuerpo sin afectar la concentración de HDL, y aumentar la relación de LDL/HDL[23]. Hoy en día, la inulina se recomienda en la dieta para combatir la diabetes y la obesidad. Sin embargo, aunque consumir inulina diariamente puede ser monótono, los alimentos que contienen inulina también son saludables. Por ejemplo, en una serie de aplicaciones alimentarias centradas en la pérdida de peso, la salud y el tratamiento de la diabetes, la inulina se ha incorporado en la mantequilla, mermeladas, bebidas y otros alimentos para personas con diabetes.

(4) Regulación de los lípidos sanguíneos

La inulina ayuda a mantener un sistema cardiovascular saludable y puede reducir el riesgo de enfermedades cardíacas. Un factor clave en esto es el mantenimiento y mejoramiento de la composición lipímediante la reducción de los niveles de triglic, así como la disminución de los niveles de colesterol y homocisteína [24]. Los pacientes con hiperlipidemia moderada tienen más probabilidades de tener resultados positivos que los voluntarios con niveles normales de lípidos o diabetes mellitus no insulindependiente. Inulina a base de fructosa aditivos de trabajo mediante la reducción de la cantidad de lipogénesis en el hígado y la reducción de la concentración de lípidos en la sangre.

La inulina tiene un mercado en expansión en la industria alimentaria como edulcorbajo en calorías, sustituto de grasas, espesante y relleno. Además, la inulina se puede convertir en una variedad de compuestos para las industrias alimentarias y no alimentarias. Diferentes longitudes de cadena de inulina y oligofructosa, la fructosa son adecuados para diferentes industrias alimentarias, mientras que la inulina de mayor pureza y algunos de sus derivados tienen valores medicinales y médicos [25]. Los productos químicos obtenidos del procesamiento de la inulina incluyen alcoholes, polímeros, epoóxidos y resinas, que también tienen muchos usos industriales, como plastificantes, surfac, aglutiny emulsiones.

Tabla 1-3 aplicaciones potenciales de inulina derivada de alcachofa de Jerusalén

Aplicación de polvo de inulina en el campo alimentario:

Productos lácteos: la adición de inulina a la leche en polvo para lactantes, la leche pura, la leche con sabor y diversos tipos de leche en polvo puede resolver los problemas de las personas de mediana edad y de edad avanzada y los niños que son propensos al fuego y el estreñimiento al complementar la nutrición; La adición de inulina a los productos lácteos fermentpuede proporcionar nutrientes a las bacterias vivas en los productos y mejorar la acción de las bacterias vivas a tiempo para extender la vida útil de los productos [26].

Pasteles de caramelo: una variedad de dulces suaves, caramelo duro, chocolate, etc, puede mejorar el color del producto, mejorar la crujiente, propicio a la expansión.

Postres: puddings, jaleas, gelatos, etc. para más lubricy mejor sabor.

Bebidas: bebidas carbonatadas, bebidas de té, bebidas nutricionales, bebidas de zum, bebidas en polvo, etc., para aumentar el sabor suave y reducir el poder calorífico del alimento, sino también para extender la vida útil del producto.

Alimentos saludables: varios tipos de vinos saludables y alimentos saludables, especialmente aquellos para niños y ancianos, pueden prevenir la precipitación de sustancias insolubles en los vinos, mejorar la claridad, mejorar el sabor de los vinos, y hacer que el sabor de los vinos suave, dulce y refresc[27].

Como recurso renovable, la inulina es extremadamente viable. Jerusalén alcachofa Es abundante en los tubérculos, y debido a la diversidad de sus actividades biológicas, la investigación sobre la inulina Polvo polvo polvo Ha atraído más y más atención.

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