Inulina

Inulina es el nombre con el que se designa a una familia de glúcidos complejos (polisacáridos), compuestos de cadenas moleculares de fructosa. Es por lo tanto un fructosano o fructano, que se encuentran generalmente en las raíces, tubérculos y rizomas de ciertas plantas fanerógamas (por ejemplo el yacón) en forma de sustancias de reserva. Forma parte de la fibra alimentaria.

La inulina libera fructosa durante la digestión, aunque en pequeña proporción, ya que el organismo humano carece de enzimas específicas para degradarla, y es bien tolerada por los diabéticos gracias a que no precisa de la hormona insulina para su metabolismo.

Además, medicinalmente la inulina es una sustancia muy útil ya que al no ser degradada por enzimas endógenas, y al filtrar a nivel glomerular sin ser excretado ni reabsorbido a nivel tubular, suele utilizarse para evaluar la funcion renal a nivel de glomérulo.

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Química

General

Las inulinas son polímeros compuestos principalmente por unidades de fructosa, unidas por enlaces β(2→1)glicosídicos y poseen típicamente una glucosa terminal.

Las inulinas naturales presentes en las plantas se encuentran formadas usualmente por entre 60 y 100 unidades de fructuosa con moléculas de glucosa en los extremos

Las cadenas mas pequeñas son usualmente denominadas fructoligosacáridos, la mas simple de las cuales es comunmente denominada 1-ketosa y se encuentra formada por dos unidades de fructosa y una de glucosa.

La hidrolización parcial de las inulinas naturales produce con frecuencia fructooligosacáridos.

Nomenclatura

La inulinas son nombradas segun IUPAC y de acuerdo a su composición y grado de polimerización (n) de la siguiente manera:

• Las inulinas que poseen una glucosa terminal, son conocidas como α-D-glucopiranosil(β-D-fructofuranosil)(n-1)-D-fructofuranósidos. Se abrevian GpyFn.

• Las inulinas que no poseen una glucosa terminal, se denominan β-D-fructopiranosil(β-D-fructofuranosil)(n-1)-D-fructofuranósidos. Se abrevian FpyFn.

Efectos sobre la salud

Como fibra alimentaria

La inulina es un integrante de la fibra alimentaria, en particular de la llamada fibra soluble. Al ser moderadamente soluble en agua, tiene además la propiedad de formar gelatinas o geles que atrapan gran cantidad de agua. Los subproductos de metabolización de la inulina parece que aumentan el peristaltismo intestinal^[1] y facilitan la absorción de algunos elementos minerales (calcio^{[2] ,[3]} , magnesio^[3] y fósforo), pero esta absorción mejorada disminuye con el tiempo .

Sobre la flora bacteriana

La inulina estimula el crecimiento de la flora bacteriana benéfica^[4] , ya que atraviesa el estómago y el duodeno prácticamente sin sufrir cambios y alcanza el intestino delgado casi sin digerir; por lo que se encuentra a ese nivel, ampliamente disponible para ser metabolizado por la flora intestinal, promoviendo su asentamiento y desarrollo.

Esto contrasta drásticamente con las formulaciones probióticas, que tratan de provocar el asentamiento de bacterias lácticas en esa región, porque para ello se necesita que las bacterias atraviesen las condiciones sumamente adversas del estómago y primera porción del intestino en cantidad y calidad suficiente para colonizar y desarrollarse en el intestino, lo que obliga a numerosos y costosos desarrollos biotecnológicos tendientes a obtener cepas lo suficientemente resistentes.

Degradación bacteriana

La inulina no es degradada por las enzimas humanas ptialina y amilasa presentes en la saliva y secresion pancreática, las cuales están adaptadas para hidrolizar almidón.

Como resultado la inulina atravieza la mayor parte del tracto digestivo prácticamente sin cambios (solo sufre un grado bajo de hidrólisis ácida en el estómago), y es sólo en el colon donde comienza a sufrir transformaciones importantes.

En la primera porción del intestino grueso las bacterias residentes comienzan a degradar la inulina en grandes cantidades y a metabolizarla produciendo en el proceso cantidades importantes de dióxido de carbono, hidrógeno y metano.

Es por ello que los alimentos que contienen inulina en grandes cantidades pueden provocar flatulencia y molestias intestinales, en especial en aquellas personas que no están acostumbradas a ingerirlos. Es recomendable entonces que estos alimentos sean consumidos en pequeñas cantidades al principio, hasta que el organismo se adapte.

Diabetes

Debido a que la digestón natural de la inulina no libera cantidades importantes de azúcar, y a que el azúcar liberado es principalmente fructuosa (cuyo metabolismo no está influido por la hormona insulina); esta no eleva de manera significativa los niveles sanguíneos de azucar. Y ya que los oligosacáridos mas simples de la familia de la inulina tienen sabor dulce y los polisacáridos mas complejos poseen propiedades similares al almidón, estas características pueden ser empleadas para elaborar edulcorantes y sucedáneos de harinas muy útiles para el control de los niveles de glucosa en individuos diabéticos. No obstante, esta recomendación debe efectuarse con cautela.^[5]

Indicaciones y contraindicaciones

Algunas dietas tradicionales aportan más de 20 g al dia de inulinas o fructooligosacáridos. Muchos alimentos que contienen naturalmente altas cantidades de inulinas o fructooligosacáridos, tales como la achicoria (Cichorium intybus) y el ajo porro (Allium ampeloprasum var. porrum) han sido conocidos desde la antigüedad como "estimulantes de la buena salud".

La inulina es ampliamente reconocida como segura por numerosos organismos de control de alimentos tales como la FDA. Por ello, en Europa desde enero del 2007 se autoriza su incorporación a todos los productos alimenticios. Sin embargo, y además de los beneficios antes mencionados, también se han señalado reacciones adversas a la inulina^[6] , especialmente en individuos diabéticos.^[5]

Aproximadamente entre un 30% y un 40% de la población mundial sufre de un síndrome de malabsorción de fructuosa, debido a que la inulina es un fructano, resulta problemática para estos individuos. La recomendación es entonces limitar la ingesta a 0.5 g de inulina por comida para estos individuos.

Aplicaciones de las inulinas

Utilidades industriales

La inulina, tal como se obtiene de las plantas que la contienen puede ser directamente convertida en etanol, por medio de una sacarificación y fermentación microbiológica simultánea.

Esta técnica es la base para la obtención de las bebidas alcohólicas mezcal y tequila, pero también posee un enorme potencial para convertir residuos de cosecha de alta inulina en etanol para ser utilizado como combustible.

Alimentos procesados

La inulina está comenzando a utilizarse de manera creciente en alimentos, debido a sus inusuales características nutricionales y en especial a sus propiedades como ingrediente alimentario (según la legislación europea, no es un aditivo alimentario^[7] ). Propiedades que van desde un sabor moderadamente dulce en los miembros mas sencillos de la familia, hasta los mas complejos que pueden servir como sucedáneos de harinas; pasando por una enorme cantidad de compuestos de mediana complejidad sin sabor y con una textura y palatabilidad muy similar a la de las grasas (a las que de hecho reemplaza en numerosos productos de bajas calorías, en especial lácteos y helados).

Estas propiedades son particularmente ventajosas debido a que la inulina contiene entre un tercio y un cuarto de las calorías del azúcar y entre un sexto y un noveno de las calorías de las grasas.

Además incrementa la absorcion de calcio y posiblemente también de magnesio, sumado al hecho de que promueve la flora intestinal beneficiosa.

Produce un impacto mínimo en el azúcar sanguíneo, regulariza el transito intestinal y ayuda a mejorar la calidad de vida de las personas con sídrome de colon irritable.

Medicinal

La inulina es utilizada desde hace mucho tiempo para medir el índice de filtración glomerular (o GFR por sus siglas en inglés).

En esta técnica se aplican muchas de las propiedades de la inulina, ya que al ser un compuesto inocuo, que no es degradado por las enzimas del organismo humano, que filtra casi completamente a nivel del glomérulo renal, y lo hace sin ser reabsorbido ni excretado a nivel tubular; brinda una información excelente acerca del volumen sanguineo que atravieza los glomerulos del riñon y de la capacidad funcional de estos.

Se define como GFR al volumen de fluido filtrado por unidad de tiempo, desde los capilares del glomérulo, hacia la cápsula de Bowman.

Usualmente se compara los resultados del GFR con inulina con un análisis similar en el que se utiliza PAH (ácido paraaminohipúrico), que filtra a nivel de glomérulo y además es excretado totalmente a nivel tubular sin ser reabsorbido. Este análisis brinda informacion esencial acerca del volumen sanguíneo que filtra el riñon por unidad de tiempo.

Fuentes naturales

La plantas que contienen grandes cantidades de inulina comprenden:

Enula o helinio (Inula helenium)

Diente de león o achicoria amarga(Taraxacum officinale)

Ñame o yam (Dioscorea spp)

Tupinambó o papa de Jerusalén (Helianthus tuberosus)

Achicoria (Cichorium intybus)

Jícama (Pachyrhizus erosus)

Bardana o lampazo (Arctium lappa)

Cebolla (Allium cepa)

Ajo común (Allium sativum)

Agave (Agave spp)

Yacón (Smallanthus sonchifolius)

Referencias

Bibliografía

- Roberfroid M. "Introducing inulin-type fructans.". Br J Nutr 93 Suppl 1: S13-25. PMID 15877886.

- Abrams S, Griffin I, Hawthorne K, Liang L, Gunn S, Darlington G, Ellis K (2005). "A combination of prebiotic short- and long-chain inulin-type fructans enhances calcium absorption and bone mineralization in young adolescents.". Am J Clin Nutr 82 (2): 471-6. PMID 16087995.

- Coudray C, Demigné C, Rayssiguier Y (2003). "Effects of dietary fibers on magnesium absorption in animals and humans.". J Nutr 133 (1): 1-4. PMID 12514257.

- Kazuyoshi Ohta, Shigeyuki Hamada, Toyohiko Nakamura (1992). "Production of High Concentrations of Ethanol from Inulin by Simultaneous Saccharification and Fermentation Using Aspergillus niger and Saccharomyces cerevisiae". Applied and Environmental Microbiology 59 (3): 729-733. PMID 8481000.

- Physiology at MCG 7/7ch04/7ch04p11 - "Glomerular Filtration Rate" ^ Costanzo, Linda. Physiology, 4th Edition. Philadelphia: Lippincott Williams and Wilkins, 2007. Page 156-160.

- Coussement P (1999). "Inulin and oligofructose: safe intakes and legal status.". J Nutr 129 (7 Suppl): 1412S-7S. PMID 10395609. Text)

- MedlinePlus DrugInfo uspdi-202300.

- GRAS Notice No. GRN 000118, available at http://www.cfsan.fda.gov/~rdb/opa-g118.html.

- Fabienne Gay-Crosier, M.D. et al., Anaphylaxis from Inulin in Vegetables and Processed Food (Correspondence), New England Journal of Medicine, 342(18), 1372. May 4, 2000.

- Tryptophan, Serotonin, and Melatonin: Basic Aspects and applications, By Gerald Huether

- Shepherd SJ, Gibson PR (2006)"Fructose malabsorption and symptoms of irritable bowel syndrome: guidelines for effective dietary management". Journal of the American Dietetic Association 106 (10): 1631–9. doi:10.1016/j.jada.2006.07.010. PMID 17000196.