İnülin, karbonhidratlar sınıfına ait olup fruktanlar olarak bilinir. Oligofruktoz inülinin enzimatik hidrolizi ile elde edilir. Fonksiyonel özellikleri, düşük kalori değeri, besinsel lif ve prebiyotik etkilerinden dolayı inülin gıda endüstrisinde kullanılmaktadır. Bağırsaklarda bifidobakterilerin gelişmesini uyarır. Bunlara ek olarak şeker hastalığı, kalp hastalıkları ve kanser riskini azaltır. Bu derleme, inülinin gıdalarda yağ ikame, prebiyotik, tekstür olarak kullanılmasını ve sağlık üzerine etkilerini göstermek amacıyla yapılmıştır.
α-D-glukopiranosil-[β-D-fruktofuranosil](n-1)-D-fruktofuranoside olarak tanımlanan inülin fruktan polimeridir. Bu polimerler β-(2-1) glikosid bağlarıyla bağlı fruktosil gruplarının lineer zincirlerinden oluşur (Barclay ve ark., 2010). Früktoz zincirlerinden oluşan oligosakkarit olan inülin, sindirilmeden ince bağırsağa geçerek kalın bağırsakta fermente olur. Bu bakımdan fonksiyonel gıdalarda prebiyotik olarak kullanılmaktadır. Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus plantarum and Bifidobacterium spp. için koruyucu etki göstermektedir (Akalin ve ark., 2004).
İnülin renksiz ve kokusuzdur. Suda çözündüğünde hafif tatlıdır. Polimerizasyon derecesine bağlı olarak (DP) hem çözünebilir hem de çözünemez lif olarak sınıflandırılır. Çoğu bitkiler, özellikle dikotiledonlar karbonhidrat deposudur. Gıda endüstrisinde hindiba (Cichorium intybus) ve yer elması (Helianthus tuberosus) geniş kullanıma sahip olmakla birlikte sarımsak, kuşkonmaz, soğan, pırasa ve muzda da mevcuttur (Rocha ve ark, 2006).
Yukarıda da belirtildiği gibi inülin, β(2,1) bağlı früktozların lineer polimerleridir. β(2,1) bağlı früktoz residülerinin sükroza bağlanmasıyla oluşan 1-ketoz inülinin prekürsörüdür. Aynı zamanda levan früktozun lineer polimeridir, ancak bunlar yan zincirli ve β(2,6) früktosil-früktoz bağlı moleküllerdir. Levanın biyosentezinde ürün 6-kestozdur. Früktozil residülerinin β(2,6) sükroza bağlanmasıyla oluşur. Bazı bitkiler hem β(2,1) hem de β(2,6) bağlı früktozil residülerine sahip kompleks levanlara sahiptir (Grube ve ark., 2002). İnülin, gıda endüstrisinde ya oligofrüktozun (DP, 2-10; ortalama 5) kısmi enzimatik hidrolizlenme (Endoinulinase EC 3.2.1.7) ya da endüstriyel fiziksel ayırma teknikleri uygulanarak uzun zincirli fruktanların elde edildiği süreçlerle elde edilmektedir.
Yapılan çalışmalar, hindibada bulunan inülinin 3-60 monosakkarid biriminin polimerleşmesi ile oluştuğunu belirtmektedir (Murphy, 2001). Spesifik ayırma teknikleri uygulanarak inülinden 10-60 polimerizasyon derecesine sahip uzun zincirli inülin elde edilebilmektedir. Yüksek polimerizasyonlu inülin, ortalama 25 polimerizasyon derecesine sahiptir. Oligofrüktoz ve inülinin farklı fonksiyonel özellikleri zincir uzunluklarının farklılıklarından kaynaklanır. Polimerizasyon derecesi inülinin fiziksel özelliklerini etkilemektedir. Kısa zincirli fraksiyonu uzun zincirli fraksiyonundan daha tatlıdır. Çözünürlüğü düşüktür. Emülsifiye sağlar. Molekül yapısındaki hidroksil grupları, suyla etkileşimi sağlayarak sürfaktan özelliği kazandırır. Bu bakımdan peynirde yağ ikame olarak kullanılmaktadır. Yapılan çalışmalarda inülinin, az ve tam yağlı yoğurtlara porlu yapı kazandırarak kıvamını azaltıcı etki gösterdiği belirtilmektedir.
Guggsberg ve arkadaşları (2009), %2 yağ, %4 inülin ve %3.8 proteinli yoğurt örnekleri, %2 yağ ve %3,5 inülin içerenlere göre viskozitesinin düşük olduğunu göstermişlerdir. İnülin ve yağın spesifik fiziksel özellikleri ve protein ağlarıyla farklı formülasyonlarla bir araya gelmesi sütün jel yapısını da farklı kılmaktadır (Salvatore ve arkadaşları, 2014).
İnülin, peyniraltı suyu proteini ve kazeinle etkileşiminden dolayı süt ürünlerinde yağ ikame olarak kullanılır. Uzun zincirli ve yüksek molekül ağırlıklı inülin yağ ikame olarak daha fazla tercih edilmektedir. Zincir uzunluğu çözünürlüğü azaltır, su ve sütle karışan inülinin mikrokristaller şeklini almasını sağlayarak ağızda krem hissi oluşturmasına yol açar.
Kazeinin su bağlama kapasitesi inüline göre daha azdır. Kazein ve inülin arasındaki etkileşim suyu adsorblamayı sağlayarak elektrostatik dengenin oluşmasına yol açar. Bazı hipotezler bunun inülin ve peyniraltı suyu proteini arasındaki bağ tipiyle ilişkili olduğunu belirtmektedirler (Glibowski, 2009). β-laktoglobulin inülinle etkileşirken α-laktalbumin bir etkileşim göstermez. β-laktoglobulin inülin etkileşimi hidrofobik bileşiklere bağlanma kapasitesi sağlar. Yüksek inülin konsantrasyonu, peynir altı suyu proteininin jelleşmesine yardımcı olur. Bu konuda yapılan bir çalışmada peynir altı suyu proteinleri (%7), jel formunu artırırken peynir altı suyu proteinin(%1-4) düşük konsantrasyonu jel formunu azalttığı belirtilmektedir. İnülin, jelatin, aljinat, karragenan, gellan zamkı ve maltodekstrin gibi pek çok jel ajanlarıyla sinerjist etkiye sahiptir (Glibowski, 2009).
Prebiyotik Etkileri
Prebiyotikler, gastrointestinal mikroflorayı aktive ederek spesifik değişikliklere izin veren seçimli fermente besin destekleridir. Kalın bağırsakta probiyotiklerin en az biri tarafından seçici olarak metabolize edilebilir. Yapılan çalışmalarda, fruktan ve inülinin fermantasyonu bifidobakteri populasyonunun büyümesini seçici olarak aktive ettiği belirtilmektedir.
Sağlıklı bakteri mikroflorasının artması için günlük önerilen inülin takviyesi 2,5-10 g’dır. Yapılan çalışmalarda fruktooligosakkaridler (FOS), inülin, ve galaktooligosakkarid (GOS) içeren prebiyotiklerin, lactobacilli ve bifidobakteri büyümesinde seçici olduğu bulunmuştur. Simbiyotik gıda olarak krem peynirde inülin uygulaması yapılmıştır. Uygulamada krem peynirin Streptococcus thermophiles, bifidobacterium animals Bb-12 and Lactobacillus acidophilus La-5 ile uyumlu olduğu bulunmuştur (Alves ve ark., 2013).
İnülin ve oligofruktoz tarafından salınımları artan Bifidobakteri, zararlı bakterilerin üremesini engellerken, bağışıklık sistemle ilgili fonksiyonların uyarılmasını, B grubu vitaminlerin sentezini ve bazı minerallerin emiliminin artmasını sağlar. İnülin, dışkı mikroflorasında normalde %20 oranında bulunan Bifidobakteri oranını %71 e kadar çıkarabilir (Niness, 1999).
Buriti ve arkadaşları (2007), inülinin varlığının Lactobacillus paracasei nin bıraktığı tadı maskeleyerek peynir tekstürünü geliştirdiğini belirtmişlerdir. 4oC de 21 gün boyunca depolanarak üretilen inülinli simbiyotik taze krem peynirdeki fruktan üzerine Lactobacillus paracasei spp., Lactobacillus paracasei ve Streptococcusun bulunmasının etkisi araştırıldığında; starter ve probiyotik bakteri metabolizmasının fruktan içeriğinin bozulmasına önemli ölçüde bir etkisi olmadığı sonucuna ulaşılmıştır.
İnülinin Sağlıkla İlişkisi
İnülin ve fruktooligosakkaridler (FOS), fizyolojik ve biyokimyasal prosesleri etkileyerek pek çok hastalık riskini azalttığından dolayı fonksiyonel gıda katkı maddesi olarak kabul edilir. İnülinin ve oligofruktozun kalori değeri 1,0 (4,2) ve 1,5 (6,3) kcalg-1 (kJg-1)dır. (Gibson ve ark., 2004) . Yapılan bir çalışmada inülinin kalori değeri 1.5 kcalg-1 (6.3kjg-1) ve glisemik indeksi 46 bulunmuştur. Duyusal özelliklerin geliştirilmesinde kullanılmıştır (Mcdevitt-Pugh ve ark., 2005). Fruktanların aşırı tüketilmesi, kolonda fermentasyonu artırarak karın bölgesinde rahatsızlıklara yol açabilmektedir. Sağlık üzerine olumlu etkileri fruktanın ortalama zincir uzunluğuna bağlıdır. Sağlık üzerine olumlu etkilerinden dolayı inülin gıdalarda geniş kullanım alanına sahiptir (Frank, 2002; Meyer ve ark., 2007).
İnülinin kullanıldığı alanlar 3 grupta sınıflandırılmıştır :
1. Fermente süt ürünleri: Yoğurt, Süt içecekleri, Yağsız Süt (Guggisberg ve ark., 2009)
2. Fermente olmayan süt ürünleri: Dondurma, Çikolatalı Süt (Akin ve ark., 2007)
3. Diğer ürünler: Fırınlamış ürünler ve ekmek, havuç suyu, mayonez, soslar, pasta, tatlılar (Morris, 2012)
İnülin ve oligofrüktozlar, kan şekerini düzenleyici ve lipit metabolizmasına olumlu etki göstermiştir. Oligofrüktoz, serum trigliserit düzeyini düşürmektedir. Ratlar üzerine yapılan bir çalışmada, diyetlerine 10 g oligofrüktoz eklendiğinde karaciğerde yağ yapımına azaltıcı etki gösterdiği gözlenmiştir (Kok ve ark., 1998).
Brighenti ve arkadaşları (1999), kan lipit düzeyi normal 20 kişiye inülin içeren tahıl karışımı verilerek, inülinin kan lipit düzeyi üzerine etkileri incelendiğinde kan lipit düzeyi değerlerini düşürdüğü gözlenmiştir. Yapılan diğer bir çalışmada, inülin miktarı arttıkça, serum kolesterol, trigliserit ve VLDL-kolesterol düzeyini azaltıcı etki gösterdiği bulunmuştur (Trautwein ve ark., 1998). Amerikan Diyetetik Derneği, şeker hastalığında görülen lipit metabolizması bozukluklarını düzeltmek için, yağ ikame olarak inülin gibi maddelerin kullanılmasını önermektedir. Ayrıca posalı yiyecekler fitat içerdiğinden demir, magnesiyum, kalsiyum, çinko ve mangan gibi minerallerin emilimini azaltmaktadır. İnülin ve oligofrüktoz, ince ve kalın bağırsakların pH’ını düşürür, uçucu yağ konsantrasyonunu artırarak mineral emilimini sağlar.
İnülin ve oligofrüktoz bifidobakteri sentezini artırarak kalın bağırsak kanseri riskini azaltmaktadır. Bununla birlikte lenfosit aktivitesini artırarak bağışıklık sistemini olumlu etkiler (Nurcan, 2010). Kalın bağırsakta bifidobakterilelerin oranı ile immünoglobülin miktarı arasında pozitif bir ilişki gözlenmiştir. İnülin ve oligofruktoz, bifidobakterilerin üremesini artırarak immünoglobülin aktivitesini de artırır. Anne sütü, oligasakkarit yönünden zengin bir besindir ve bebek sağlığı üzerine bir çok olumlu etkisi vardır. Bu bakımdan oligofrüktozların bebek mamalarında kullanılması uygundur (Nurcan, 2010).
Kaynaklar
Akalin, A. S., Tokusoglu, Ö., Gönç, S., Aycan, S. (2007). Occurrence of conjugated linoleic acid in probiotic yogurt supplemented with sodium caicium caseinate or whey protein concentrate. Journal of Dairy Science, 95, 3617-3628.
Akin, M.B., Akin, M. S., & Kirmaci, Z. (2007). Effects of inulin and sugar levels on the viabilityof yogurt and probiotic yogurts fortified with sodium caicium caseinate or whey protein concentrate. Journal of Dairy Science., 95,3617-3628.
Alves, L. L.,Richards, N.S.P.S., Mattanna, P. (2013). Cream cheese as a symbotc food carrier using Bifidobacterium animals Bb-12 and Lactobacillus acidophilus La-5 and inulin. International Journal of Dairy Technology , 66, 63-69.
Barclay, T.,Glinic-Marcovic, M., Cooper, P., &Petrovsky, N. (2010). İnulin-a versatile polysaccharide with multiple pharmaceutical and food chemical uses. Journal of Excipients& Food Chemicals, 1,27-50.
Brighenti, F., Casiraghi, M. C., Canzi, E., Ferrari, A. (1999). Effect of consumption of a ready-to-eat breakfast cereal containing inulin on the intestinal millieu and blood lipids in healthy male volunteers. European Journal of Clinical Nutrition. 53, 726-733.
Buriti, F.C.A., Cardarelli, H.R., Filisett, T.M.C.C. & Saad, S. M. I. (2007). Symbiotic potential of fresh cream cheese supplemented with inulin and Lactobacillus paracasei in co-culture with Streptococcus thermophiles. Food Chemistry, 104, 1605-1610.
Franck, A. (2002). Technological functionality of inülin and oligofructose. British Journal of Nutrition, 87,287-291.
Gibson,G.R. (2004). Fiber and effects on probotics. Clinical nutrition, 1,25-31.
Glibowski, P. (2009). Rheological properties and structure of inulin-whey protein gels. International Dairy Journal, 19, 443-449.
Grube, M., Bekers, M., Upite,D., & Kaminska, E. (2002). Infrared spectra of some fructans. Spectroscopy, 16,289-296.
Guggsberg, D., Cuthberth-steven, j., Piccinali, P.,Bütikofer, U., &Eberhard, P. (2009). Rheological, microstructural and sensory characterization of low-fat and whole milk set yoghurt as influenced by inulin additon. International Dairy Journal, 19, 107-115.
Kok, N. M., Morgan, L. M., Williams, C., Roberfroid, M. B., Thissen, J., Delzenne, N. (1998). Insulin, glucagon-like peptide 1, glucose dependent insulinotropic polypeptide and insulin-like growth factor I as putative mediators of the hypolipidemic effect of oligofructose in rats.(1998). Journal of Nutrition, 128, 1099-1103.
Mcdevitt-Puugh, M., & Meyer, D. (2005). Low glycemic index products with inülin to support weight management. Wellness Foods Europe, 34, 20-24.
Meyer, P.D., De Wolf, J., &Oliver, P. (2007). Inulin und Fructooligosaccharide.Handbuch Süssungsmittel (pp. 155-193). Hamburg, Germany: Behr’s Verlag.
Morris C. (2012). The effect of inulin and fructo-oligosaccharide supplementation on the textural, rheological and sensory properties of bread and their role in weight management: A review. Food Chemistry, 133, 237-248.
Murphy, O. (2001). Non-polyol low-digestible carbohydrates: Food applications and functional benefits. British Journal of Nutrition, 85, 47-53.
Niness, K. R. (1999). Inulin and oligofruktose: What are they? Journal of Nutrition 129, 1402-1406.
Nurcan, Y. (2010). Inulin ve oligofruktozların insan sağlığı ve beslenmesi üzerine etkileri. Akademik Gıda, 8, 49-54.
Rocha,J.R.,Catana, R., Ferreira, B. S.,Cabral, J. M.S., &Fernandes, P. (2006). Design and characterisation of an enzyme system for inulin hydrolysis. Food Chemistry, 95,77-82.
Salvatore, E., Pes, M., Mazzarello, V., &Pirisi, A. (2014).Replacement of fat with long-chain inulin in a fresh cheese made from caprine milk. International Dairy Journal, 34, 1-5.
Trautwein, E. A., Rieckhoff, D., Erbersdobler, H.F. (1998). Dietary inulin lowers plasma cholesterol and triacylglycerol and alters biliary bile acid profile in hamsters. Journal of Nutrition, 128, 1937-1943.
Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Hülya Demir – Yeditepe Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Fakültesi, Kayışdağı/İstanbul
