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| INFO 1d: FRUTTOOLIGOSACCARIDI (FOS) |
Fruttooligosaccaridi (FOS)
I fruttooligosaccaridi (FOS) sono oligosaccaridi con il fruttosio come maggior monomero presente.
FOS sono composti da miscele di zuccheri del tipo GF2, GF3, e GF4 (dove G = molecola di Glucosio e F = molecola di Fruttosio) con un DP ( "Degree of di Polymerization" o "Grado di Polimerizzazione") di 3-5 ( "Neosugars"). Attualmente sono ottenuti per sintesi enzimatica dal saccarosio grazie all'azione del fungo Aspergillus niger.
Produzione
Commercialmente sono disponibili due differenti gruppi di miscele FOS; una basata sulla degradazione dellinulina e laltra mediante sintesi enzimatica dal saccarosio.
Il primo gruppo di FOS può essere prodotto dalla degradazione dellinulina, o polifruttosio, che è un polimero del D-fruttosio legati assieme mediante un legame ß(2-1) e con un D-glucosio terminale legato mediante un legame a(1-2). Il DP dellinulina varia da 10 a 60. Linulina può essere degradata enzimaticamente o chimicamente in una miscela di oligosaccaridi con una struttura generale del tipo Glu-(Fru)n (GFn) e Frum, (Fm), con n, m variabili da 1 a 7 (Playne e Crittenden, 1996). Questo processo può avvenire anche in natura in quanto questi oligosaccaridi possono essere trovati in un vasto numero di piante, oltre 36.000, ma specialmente nel topinamur e nella cicoria (Roberfroid et al., 1993; Campbell et al., 1997, G. Marchetti, 1993). Questi tipi di FOS, ad esempio, sono prodotti e commercializzate dalla Belga Orafti Ltd. gio, Raftilose, o dallOlandese Imperial-Suiker Unie, Frutafit.
I componenti principali sono: kestosio (GF2), nistosio (GF3), fructosilnistosio (GF4), bifurcosio (GF3), inulibosio (F2), inulotriosio (F3) e inulotetraosio (F4).
Il secondo gruppo di FOS viene preparato mediante una reazione di transfructosilazione tramite lenzima ß-fructosidasi dellAspergillus niger sul saccarosio. La miscela risultante ha una formula generale GFn con n variabile da 1 a 5. A differenza dei derivati dei FOS dallinulina, non vi è solamente il legame caratteristico ß(1-2) ma ve ne sono anche altri, anche se in piccola quantità. Questo gruppo viene prodotto in Giappone dalla Meiji Seika Kaisha LTD e commercializzati come Meioligo, Neosugar, Profeed, Actilight o Nutraflora (Hidaka e al., 1986, Thiriet, 1989; Spiegel e al., 1994). Viceversa lActilight è prodotto e commercializzato in Europa dalla Béghin Meiji Industries (gruppo Eridania Béghin-Say). Questi FOS sintetizzati sebbene mantengano un certo grado di potere dolcificante, risultano avere un processo produttivo troppo costoso per essere utilizzati come dolcificanti generici. Il FOS sintetizzato dal fungo costa, alla produzione, dalle 18.000 alle 36.500 Lire/Kg (da $9.92 a $19.84 al Kg) (Koops, 1998).
Nel 1984, la Giapponese Meiji Seika Co. riuscì a produrre commercialmente i FOS (Neosugar) mediante lenzima dello Aspergillus niger verificandone le eccellenti proprietà funzionali (Hidaka e a., 1986 & 1987).
Più recentemente la Coreana Cheil Foods & Chemicals Co. è riuscita nella loro produzione industriale mediante Aureobasidium pullulans immobilizzato (Yun, J.W.e a., 1990 & 1992).
Proprietà
I FOS hanno unelevata quantità di proprietà interessanti (Hidaka, H e alt., 1986 & 1987, Tokunaga, T. H e alt., 1989, Marchetti G., 1993).
Molto brevemente è possibile vedere gli effetti funzionali significanti dei FOS nel seguente sommario:
- Aumentano il peso e volume fecale
- Aumentano la frequenza nelle evacuazioni
- Aumentano il peso del muco del colon
- Diminuiscono gli effetti costipativi
- Diminuiscono il pH fecale e dei quindi dei metaboliti tossici e carciogenici
- Diminuiscono i lipidi nel siero
- Diminuiscono il colesterolo del sangue
- Aumentano il rapporto HLD/LDL
- Diminuiscono la pressione sanguigna
- Diminuiscono la risposta glicemica
- Aumentano lassorbimento minerale
- Aumentano la microflora fecale (stimolazione dei Bifidus)
..... stimolazione benefica dei batteri intestinali
La microflora intestinale risulta essere una collezione complessa di microrganismi che formano una componente integrale e biologicamente importante del corpo. La microflora intestinale può essere alterata da diete, interventi chirurgici, stress o fattori ambientali. Durante larco della vita quindi può capitare di alterare/compromettere, a causa di uno o più fattori precedentemente elencati, questa microflora intestinale. Vi possono essere alcuni approcci possibili per ripristinare queste deficienze, e quindi le normali condizioni di salute: o la somministrazione di microrganismi per via orale (probiotici) o la somministrazione per via orale di stimolanti per la flora intestinale (prebiotici) o la combinazione dei due precedenti approcci (sinbiotici).
- Probiotici: Supplemento alimentare di microbi vivi che ha un effetto benefico sul corpo migliorandone il bilancio della microflora intestinale (Fuller, 1989 & 1992)
- Prebiotici: Ingrediente alimentare, non digeribile, che ha un effetto benefico sul corpo in quanto stimola selettivamente la crescita o lattività di una o di un limitato numero di specie batteriche utili nel colon (Gibson e Reberfroid, 1995)
- Sinbiotici: Una miscela di pro- e prebiotici che ha un effetto benefico sul corpo migliorandone lintroduzione e la sopravvivenza del supplemento alimentare di microbi vivi nel tratto gastrointestinale (Gibson e Reberfroid, 1995)
Per il fatto che le molecole dei FOS non vengono digerite, e quindi assorbite nella parte del tratto gastrointestinale superiore, od in quantità limitata, esse arrivano intatte nel colon dove i batteri benefici, per la maggior parte i bifidobatteri, li utilizzano per la loro crescita e proliferazione (effetto prebiotico dei FOS). Nel nostro tratto gastrointestinale inferiore vivono sia organismi benefici che organismi dannosi e fortunatamente questi ultimi, per la maggior parte batteri patogeni e putrefattivi, non riescono a rompere i legami chimici dei FOS. Come risultato finale si ha uno sviluppo degli organismi benefici con contemporaneamente una lieve riduzione del pH del colon rendendolo così inabitabile per batteri potenzialmente dannosi come lEscherichia coli, Clostridium, .... e certi enzimi precursori di alcuni problemi fisici. Una volta che il fisico ha eliminato gli organismi dannosi, gli organismi benefici del colon hanno così la possibilità di crescere e proliferare ed esercitare così i loro effetti benefici sul fisico. In particolare:
- Aumentano la digestione e la metabolizzazione del lattosio
- Aumentano il migliore utilizzo di composti come ad esempio gli estrogeni
- Aumentano la sintetizzare delle vitamine (soprattutto quelle del gruppo B)
- Aumentano la produzione di composti con capacità immunologiche e antitumorali
- Diminuiscono la crescita di batteri dannosi
- Diminuiscono la produzione di tossine e elementi corciogenici
- Aumentano il ripristino dei batteri intestinali benefici durante le terapie con antibiotici
- Diminuiscono gli effetti di alcune patologie comunemente associate allelevata presenza, a livello intestinale, di batteri patogeni. In particolare:
- malattie autoimmunitarie come lanchilosi spondilite e lartrite reumatoide
- cancro
- acne
- cirrosi del fegato
- costipazione
- avvelenamento da cibo
- diarrea da uso di antibiotici (AAD)
- stati di infiammazione a livello di stomaco come coliti ulcerose e morbo di Crohn
- enterocoliti e ileoceciti necrotizzanti
- problemi digestivi
- allergia ed intolleranza alimentare
- gas e gonfiori intestinali
Applicazioni
I FOS hanno un basso potere dolcificante; circa un terzo rispetto al potere dolcificante del saccarosio (zucchero).
I FOS sono a basso contenuto calorico, sono scarsamente idrolizzati dagli enzimi digestivi e quindi non vengono utilizzati come fonte energetica dal corpo rendendoli utilizzabili anche dai diabetici. Per questo motivo i FOS non possono essere etichettati come carboidrati o zuccheri.
I FOS non sono cariogenici in quanto non utilizzabili dallo Streptcoccus mutans che formerebbe acidi e glucani insolubili responsabili delle carie dentarie.
I FOS hanno una solubilità maggiore di quella del saccarosio.
I FOS non cristallizzano, precipitano o lasciano una sensazione di secchezza o sabbiosità.
I FOS non sono degradati durante la maggior parte dei processi di riscaldamento.
I FOS possono venire idrolizzati a fruttosio in condizioni particolari: di bassissima acidità, temperature elevate e per tempi prolungati. Questo limita luso dei FOS in prodotti molto acidi e con lunghi tempi di shelf-life, come ad esempio i soft drinks. Nella maggior parte delle altre applicazioni, in queste condizioni, lidrolisi può essere limitata. Per esempio nel caso della preparazione dei succhi di frutta freschi.
I FOS hanno travato applicazioni sia nel settore alimentare che in altri settori. Unapplicazione dei FOS può essere quella nel miscelarli con dolcificanti come lHFSC (Heigh Fructose Corn Syrup - Sciroppi di Fruttosio-) o lo zucchero da tavola.
In Giappone è stato fissato come 0,8 gr per Kg di peso corporeo/giorno la quantità accettabile di FOS giornaliera.
Campi di utilizzo dei FOS:
- Uso nei gelati, sorbetti e dessert in funzione delluso finale; prodotti a basso contenuto di zuccheri, prodotti senza aggiunta di zuccheri, prodotti a basso contenuto calorico, prodotti senza zucchero, prodotti per diabetici, ......
- Uso nei prodotti "funzionali" del settore lattiero per incrementare, in detti prodotti, gli effetti nutrizionali nellarea delle qualità prebiotiche, sinbiotiche, fibre alimentari, ....
- Uso negli yoghurt non solo per ridurne il contenuto di zuccheri ma anche per avere, contemporaneamente, un effetto sinbiotico. Lo yoghurt è classificato come alimento probiotico in quanto ottenuto dalla fermentazione del latte con il Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus o lo Streptococcus salivarius subsp Thermophilus.
- Uso nei biscotti e prodotti di panificazione per la riduzione della quantità di carboidrati e zuccheri così da avere prodotti adatti anche ai diabetici o prodotti arricchiti di fibre alimentari.
- Uso nei prodotti a base di cereali per ridurne la quantità di carboidrati e calorie e per lincremento del contenuto di fibre alimentari.
- Altri usi come per succhi freschi o nettari, dolciumi (caramelle funzionali -Giappone-), salse, bibite, .....
- Negli alimenti animali per il pieno utilizzo delleffetto prebiotico.
Stato legale nellambito della regolamentazione alimentare
I FOS sono ingredienti alimentari, non sono additivi alimentari. Questo stato è stato avvallato dalle autorità nella maggior parte dei paesi.
I FOS sono fibre dietetiche. Anche questo stato è stato avvallato dalle autorità di diversi paesi.
I FOS possono essere quindi utilizzati nelle principali applicazioni senza restrizioni eccetto in quei casi in cui la regolamentazione verticale permette luso di specifici ingredienti per nomi commerciali specifici.
I FOS possono essere etichettati come con effetto bifidogenico. Questo è stato avvallato dalle autorità di diversi paesi.
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