Короткоцепочечные фруктоолигосахариды (кц-ФОС) входят в группу наиболее исследованных неперевариваемых растворимых пребиотических пищевых волокон, потребляемых людьми и животными. Было задокументировано множество полезных свойств пребиотиков, в частности кц-ФОС, включая:
- сильный бифидогенный эффект;
- способность снижать количество потенциальных патогенов;
- подкисление кишечного химуса за счет стимуляции бактериальной продукции короткоцепочечных жирных кислот;
- повышенную абсорбцию Ca(+2) и Mg(+2);
- противоопухолевую активность;
- синтез витаминов группы В и К;
- иммуномодуляцию.
Короткоцепочечные фруктоолигосахариды получают путем ферментативной реакции (активность фруктозилтрансферазы), используя дисахарид сахарозы (глюкоза + фруктоза) в качестве сырья. Применение кц-ФОС в питании человека включает:
- снижение содержания сахара;
- обогащение клетчаткой;
- пребиотическое действие.
Кроме того, их также можно использовать в производстве пищевых добавок и нутрицевтиков, а также кормов для домашних животных.
Восстанавливающие и невосстанавливающие олигосахариды и их участие в реакции Майяра (первая стадия реакции неферментативного потемнения пищевых продуктов)
Короткоцепочечные фруктоолигосахариды на основе сахара состоят из молекул олигофруктозы типа GFn, т.е. молекул олигофруктозы, состоящих из двух, трех или четырех связанных друг с другом фруктозильных мономерных звеньев, имеющих глюкозильную концевую единицу на невосстанавливающемся конце. Следовательно, кестоза (GF2), нистоза (GF3) и фруктозилнистоза (GF4) являются невосстанавливающими олигосахаридами, неспособными непосредственно участвовать в химических реакциях Майяра.
Реакции Майяра обычно возникают при обработке пищевых продуктов при повышенных температурах. Например, при таких процессах, как выпечка, кипячение или жарка, в которых могут участвовать восстановительные сахара или олигосахариды (молекулы, имеющие свободную карбонильную группу), вступая в химическую реакцию с аминной частью аминокислот, присутствующих в полипептидах и белках.
В отличие от кц-ФОС на основе сахара (образование только олигосахаридов типа GFn), инулин и олигофруктоза (продукт ферментативного гидролиза инулина) также включают, в дополнение к структурам типа GFn, олигомеры фруктозы типа FFn, которые не имеют конца глюкозильной части, таким образом, обладая более высокой восстанавливающей способностью, позволяющей непосредственно участвовать в реакциях потемнения Майяра в пищевых продуктах.
В таблице №1 показано сравнение нескольких типов неперевариваемых олигосахаридов (NDO) и полисахаридов и их соответствующей способности участвовать в потемнении по Майяру на основе их классификации как восстанавливающих/невосстанавливающих сахаров.
В лаборатории по применению пищевых продуктов Galam продемонстрировали вышеуказанный эффект. Было выявлено, что интенсивность подрумянивания печенья, приготовленного с кц-ФОС, ниже по сравнению с тем же печеньем, где в рецепте используется инулин или олигофруктоза, полученная из инулина.
Печенье, приготовленное с использованием кц-ФОС, подрумянивается таким же образом, как и его аналог из сахарозы, в то время как печенье, приготовленное с использованием инулина или олигофруктозы, полученной из инулина, имеет более высокую склонность к подрумяниванию, и его легко отличить от контрольного печенья с сахарозой.
С точки зрения маркетинга и продаж, если производитель продуктов питания стремится снизить содержание сахара, сведя к минимуму любые визуальные различия между обычной версией, содержащей сахар, и версией с пониженным содержанием сахара, то использование волокна кц-ФОС (например, GOFOS от Galam) приведет к минимально различимым визуальным различиям.
Питательные аспекты восстанавливающих/невосстанавливающих олигосахаридов
Акриламид (АА) – это ненасыщенный амид, который десятилетиями получался путем гидратации акрилонитрила. АА не имеет запаха, хорошо растворим в воде, имеет низкую молекулярную массу – 71,08 и температуру плавления 84,5 ° C. Мономер акриламида легко полимеризуется до полиакриламида и обеспечивает множество возможностей применения в химической промышленности (например, флокулянт, герметик для строительства, связующее вещество в целлюлозно-бумажной промышленности, синтез красителя).
Опасения по поводу воздействия АА на человека возникли в 2002 году, когда было обнаружено, что акриламид может образовываться в пищевых продуктах при высокотемпературной кулинарной обработке, такой как жарка, выпечка и запекание в духовке при температурах обычно выше 120 °C и низкой влажности. АА может образовываться в запеченные или жареные продуктах, богатых углеводами – в хлебе, печенье и кофе. Было доказано, что реакция свободной аминокислоты аспарагина с восстанавливающими сахарами (встречающимися в природе или добавляемыми в пищевые продукты) посредством реакции Майяра является основным путем, способствующим накоплению АА в пищевых продуктах.
Акриламид известен своим потенциальным опасным воздействием на здоровье человека, и международные организации, включая Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), Европейское управление по безопасности продуктов питания (EFSA) и Всемирную организацию здравоохранения (ВОЗ), предложили принять меры по снижению его уровня в цепочке поставок пищевой промышленности. Например, в марте 2016 года Министерство здравоохранения и социальных служб США, Центр по безопасности пищевых продуктов и практическим вопросам питания (FDA CFSAN) выпустили руководство по безопасности АА.
С учетом вышесказанного, более слабый потенциал потемнения при реакции Майяра, связанный с невосстанавливающими олигосахаридами, такими как кц-ФОС, может быть полезным с точки зрения питания, т.е. уменьшенная склонность к химическому потемнению снижает риск образования химически опасных молекул, таких как АА.
Недавно результаты исследований на мышиной модели показали, что конечные продукты повышенного гликирования (AGEs), образующиеся в результате реакции Майяра, могут негативно влиять на здоровье, способствуя "дырявости кишечника". Следовательно, разумно предположить, что короткоцепочечные фруктоолигосахариды (будучи невосстанавливающим олигосахаридом) не будут вносить никакого дополнительного вклада в образование АА, помимо вклада, присущего сахарозе в качестве эталона в продуктах, которые могут ежедневно потребляться человеком.
С целью изучения вышесказанного в прикладной лаборатории Galam было приготовлено печенье с пониженным содержанием сахара, где единственной разницей между контрольными и тестируемыми образцами было частичное (35 %) включение кц-ФОС (GOFOS) или инулина вместо сахара. Печенье выпекали в духовке в течение 10 минут при 170 °C и оценивали на образование АА во внешней сертифицированной аналитической лаборатории, а также сравнивали с версией из сахара.
AA определяли с помощью B-AAM-LMS (LLE/SPE/LC-MS/МС). Было обнаружено, что содержание АА в контрольном печенье (100-процентный сахар) составляет 40,7 (±4,2) мкг/кг. В тестовом печенье, приготовленном с использованием инулина, содержание АА составило 91,3 (± 9,3) мкг/кг (более чем в два раза по сравнению с контрольным), тогда как в печеньях, приготовленных с использованием GOFOS кц-ФОС, содержание АА составило 39,2 (± 4,0) мкг/кг, т.е. по уровню, сопоставимое с контрольным.
В заключение, кц-ФОС могут обеспечить дополнительную ценность в виде "сахароподобной", сопоставимой и неотличимой тенденции вызывать подрумянивание в результате реакции Майяра в печенье по сравнению с версией с полным содержанием сахара. Более того, по сравнению с печеньем, приготовленным с использованием инулина, замена сахара кц-ФОС обеспечила преимущество в снижении содержания АА.
По материалам: New Food
Пропустили последний материал? Читайте здесь: https://dzen.ru/a/Y_M76EtrmigsLwqD?share_to=link