Tema 2. Polisacáridos.

Tema 2. Polisacáridos.
Pectinas
Inulinas
Fructooligosacáridos y galactooligosacáridos
Hemicelulosas
T. Girbes y P. Jiménez DETERMINANTES DE LA BIODISPONIBILIDAD DE LOS HIDRATOS DE CARBONO
ALIMENTO T. Girbes y P. Jiménez DETERMINANTES DE LA BIODISPONIBILIDAD DE LOS HIDRATOS DE CARBONO
INDIVIDUO T. Girbes y P. Jiménez T. Girbes y P. Jiménez PECTINAS. Las pectinas son polisacáridos de origen vegetal presentes en las paredes celulares de todas las plantas. Comercialmente se utilizan las pieles de naranjas, limones y manzanas por su riqueza en pectinas y disponibilidad y por ser subproductos en la fabricación de zumos. La extracción se realiza en caliente y con soluciones ácidas. T. Girbes y P. Jiménez ESTRUCTURA DE LAS PECTINAS.
Las pectinas están constituidas por una cadena lineal de ácido D‐poligalacturónico con uniones α(1‐4) con ramificaciones de azúcares de distinto tipo. OH OH
OH OH
H
H
O
H
O
H
H
HO
H
H
OH
HO
H
OH
OH
H
T. Girbes y P. Jiménez OH
H
Entre las pectinas encontradas en las paredes celulares hay que distinguir varios tipos: homogalacturonano (HG) xylogalacturonano (XGA)
apiogalacturonano (AG)
rhamnogalacturonano I (RGI) rhamnogalacturonano II (RGII) Estos derivados de galacturonano se encuentran unidos covalentemente en cantidades variables. Típicamente HG es el componente más abundante constituyendo alrededor del 65% de la pectina mientras que RGI constituye del 20% al 35%, y XGA, AG and RGII son componentes minoritarios que representan menos del 10%. T. Girbes y P. Jiménez RG‐1
arabinanos
arabinanogalactanos
galactanos
ácido poli‐ramnogalacturónico
galactanos
T. Girbes y P. Jiménez Las pectinas son por lo tanto galacturonanos
substituidos muy complejos. La estructura básica de la cadena lineal ácida que representa el núcleo de las pectinas, así como la de las pectinas con metilación variable. Las pectinas pueden estar también en menor medida acetiladas.
T. Girbes y P. Jiménez Cuando la metilación es superior al 50% de los grupos carboxilos las pectinas se denominan de alta metilación o alto metoxilo, mientras que cuando es menor se denominan de baja metilación o bajo metoxilo. Durante el proceso de extracción con ácidos se produce la desmetilación parcial así como un cierto grado de despolimerización que tiene como consecuencia el que las pectinas aisladas para su comercialización sean en realidad mezclas de polímeros de longitud y grado de metilación variables.
La estabilidad de las pectinas la pH es máxima en el intervalo 3‐4 y pequeña a pH 1‐2. Las pectinas tiene la propiedad de formar geles a pH 3 y en presencia de iones Ca a valores de pH mayores. T. Girbes y P. Jiménez El pectinato cálcico que se forma precipita de manera que esta propiedad puede utilizarse para preparar pectinas altamente purificadas. Las pectinas poco metiladas forman geles con mayor facilidad que las altamente metiladas. Por otro lado, las pectinas muy metiladas necesitan azúcar además de cationes para formar geles estables. En general todos los geles que se forman con pectinas son termorreversibles. T. Girbes y P. Jiménez Propiedades beneficiosas y terapéuticas.
Como fibra
Las pectinas poseen diversos efectos en la ingestión de los alimentos. Unos son por la naturaleza polisacárida polihidroxilada que les permite retener grandes cantidades de agua y además de otras substancias, en particular tóxicos y metales. Las pectinas reducen la velocidad de digestión en el estómago y en el intestino delgado al inmovilizar nutrientes por adsorción con lo que reducen también la velocidad de la absorción de los productos de la digestión por la mucosa intestinal. Cuanto mayor sea el espesor promedio de las capas de pectina que rodean a la masa de alimento menor es la accesibilidad de las enzimas a los alimentos y por tanto menor la velocidad de la actividad degradativa. T. Girbes y P. Jiménez La retención de agua por las fibras de pectina incrementa notablemente el volumen de la masa de alimento lo que conlleva sensación de saciedad y por lo tanto reducción de la ingesta de alimento. ‐retraso notable del vaciado gástrico
‐reducción de la ingesta de calorías
‐muy útil en el tratamiento de los desórdenes de la sobrealimentación El ser humano no posee aparato enzimático capaz de degradar las pectinas en la saliva, el estómago y el intestino delgado. Por ello puede atravesar todo el tracto desde la boca al intestino grueso. En el intestino grueso las pectinas se degradan gracias a la existencia de flora bacteriana con la capacidad de descomponerlas y fermentarlas. Los productos finales más importantes son CO2 y ácidos orgánicos de cadena corta tales como fórmico, acético, propiónico y butírico. Las pectinas forman parte de la fibra alimentaria y contribuye en gran medida a los efectos beneficiosos que se atribuye a la fibra. ‐capacidad de ser fermentadas por las bacterias del colon
‐contribución de los productos de fermentación a los efectos bioquímicos relacionados con la reducción de la concentración plasmática de colesterol. T. Girbes y P. Jiménez Se estima que son necesarios por encima de los 6 gramos al día de pectina para observar efectos sobre los niveles de colesterol. Para ser apreciable esta ingesta debe ser continuada, por ejemplo podríamos hablar de no menos de dos semanas. Se ha observado que los efectos sobre el metabolismo del colesterol se ejercen por disminución de los niveles de LDL. No obstante en algunos estudios este efecto anticolesterolémico no aparece con claridad. T. Girbes y P. Jiménez Como antitumoral
Las pectinas de la piel de los cítricos modificadas por pH y temperatura presentan unas propiedades que han resultado ser muy útiles para terapia anticancerosa, en concreto la metástasis. Se ha descrito que estas preparaciones de pectina son capaces de inhibir la metástasis experimental de melanoma, y tiene efectos in nitro e in vivo sobre carcinoma de próstata, colocarcinoma, carcinoma de mama, mieloma múltiple y hemangiosarcoma. Se cree que estos efectos están mediados por su capacidad de antagonista de la fijación de galactósidos por la galectina‐3. T. Girbes y P. Jiménez Aplicaciones industriales.
Las pectinas tienen muchos usos industriales de los que vamos a destacar unos cuantos. Mermeladas y gelatinas
Los alimentos que utilizan en mayor cantidad las pectinas son las mermeladas y las “gelatinas”. Las mermeladas consisten en preparados a base de frutas poco cocinadas para que liberen sus jugos y pectina solubilizada. Las pectinas pueden añadirse al principio o durante cualquier momento del proceso de producción, en función de los requerimientos del preparado. T. Girbes y P. Jiménez Aplicaciones industriales.
Las pectinas tienen muchos usos industriales de los que vamos a destacar unos cuantos. Mermeladas y gelatinas
Los alimentos que utilizan en mayor cantidad las pectinas son las mermeladas y las “gelatinas”. Las mermeladas consisten en preparados a base de frutas poco cocinadas para que liberen sus jugos y pectina solubilizada. Las pectinas pueden añadirse al principio o durante cualquier momento del proceso de producción, en función de los requerimientos del preparado. T. Girbes y P. Jiménez Las pectinas pueden añadirse como polvo mezclado con azúcar como medio de dispersión o en solución. Interesa más añadir las pectinas en forma de solución concentrada para así disponer de una preparación de pectina soluble para reducir la cantidad de calor necesaria para disolverla, con lo cual se reducen también las posibles alteraciones promovidas por el calor en los demás componentes de la preparación. Se pueden conseguir disoluciones de pectina 4‐8% perfectamente soluble mediante la mezcla de pectina y el agua en un mezclador de alta velocidad y después adición del azúcar. Estabilizador autorizado para helados, cremas heladas y sorbetes T. Girbes y P. Jiménez El uso de las pectinas en preparados con baja concentración de azúcar e incluso sin azúcar se incrementa de día en día debido a la necesidad de reducir la ingesta diaria de calorías. En estos productos se utilizan geles de pectinato cálcico. A veces se mezclan en estos preparados bajos en calorías las pectinas con otros polisacáridos, como gomas naturales y carragenatos para dar mayor estabilidad bajo condiciones ácidas. Las pectinas se utilizan también junto con los carragenatos para la preparación instantánea de las denominadas gelatinas de panadería que se pueden añadir a numerosas preparaciones de bollería y pastelería. T. Girbes y P. Jiménez Productos congelados.
Las pectinas se utilizan en alimentos congelados para retrasar la formación y crecimiento de cristales, así como la pérdida de la consistencia y de la forma del producto cuando se descongela. La firmeza de este tipo de productos se mantiene gracias a la acción gelificante de pectina y calcio. Estos geles reducen también las pérdidas de aroma durante la descongelación. Por otro lado, el tratamiento de las frutas cortadas mediante un tratamiento con pectina y calcio las mantiene más firmes. Se utilizan también pectinas para estabilizar yogures de frutas y evitar así que sedimenten en el envase. T. Girbes y P. Jiménez Bebidas y salsas.
Las pectinas se utilizan mucho en el sector de producción de bebidas sobre todo en las de bajo contenido en azúcar. La reducción del contenido en azúcar puede cambiar la sensación en boca y el cuerpo del preparado. Este efecto puede restaurarse mediante la adición de pequeñas cantidades (0,05‐0,1%) de pectina altamente metilada. En los zumos de frutas las pectinas cumplen el papel de evitar que los fragmentos de pulpa sedimenten en los envases dando lugar a la formación de pulpa endurecida difícil de dispersar por agitación.
Las pectinas de baja metilación se utilizan también en la preparación de determinadas salsas para barbacoa por la textura que les confiere y la liberación lenta de los aromas de los componentes de las salsas. T. Girbes y P. Jiménez Usos farmacéuticos.
Las pectinas se utilizan también en la industria farmacéutica tanto por sus propiedades gelificantes como absorbentes. Las pectinas se pueden mezclar con diversas substancias para obtener efectos de lo más variado. Por ejemplo, las pectinas mezcladas con hidróxido de aluminio y con óxido de magnesio constituyen un preparado galénico de utilidad en el tratamiento y protección de las úlceras gástrica y duodenal. Las pectinas en combinación con la gelatina se utilizan para la encapsulación de fármacos de liberación sostenida. Una utilización novedosa es la formulación oral de preparados galénicos dirigidos al colon con pectinas como único excipiente, que además al ser fermentable resulta doblemente útil. Entre dichas formulaciones podemos citar tabletas, “pellets”, perlas de hidrogel y cubiertas de pectina. Además se ha investigado la utilización de pectato cálcico como matriz de liberación lenta de fármacos y fitoquímicos, por ejemplo el resveratrol. Debido a la capacidad absorbente de las pectinas se utilizan también como secuestradoras de metales pesados tales como plomo y mercurio para eliminarlos del tracto gastrointestinal. T. Girbes y P. Jiménez Inulina y fructanos tipo inulina.
Se denomina fructano a cualquier carbohidrato que tenga uno o más uniones fructosa‐
fructosa: por lo tanto, los fructanos son oligosacáridos de fructosa o polisacáridos de fructosa de longitud variable lineares o ramificados con dos tipos de estructura, las inulinas y los levanos. Las inulinas o fructanos tipo inulina son carbohidratos polidispersos de unidades de fructosa unidas por enlaces β(2‐1) de origen vegetal.
Los levanos son carbohidratos de fructosa unidos por enlaces β(2‐6) de origen fundamentalmente bacteriano y presente también en algunos hongos. Ambos carbohidratos, inulinas y levanos se sintetizan de manera natural y artificial a partir de unidades de sacarosa con donadores de fructosa mediante las enzimas sacarosa‐sacarosa fructosil‐transferasa. El grado de polimerización de los levanos es de hasta 100.000 unidades, mientras que el de las inulinas es de hasta 150. T. Girbes y P. Jiménez Fuentes naturales. Los fructanos de plantas se encuentran ampliamente distribuidos en mono y dicotiledóneas. Abundan en las familias Liliaceae, Amaryllidaceae, Gramineae y Compositae. Varias plantas ricas en fructanos son comestibles totalmente o algunas de sus partes, por ejemplo, las raíces de achicoria, los espárragos, el apio, las cebollas, las alcachofas, etc. Algunas especies son de utilidad industrial no alimentaria, en particular aquellas que acumulan inulinas en partes que permiten una fácil extracción y purificación de los carbohidratos, por ejemplo, los bulbos, tubérculos, raíces tuberosas, etc. Desde el punto de vista industrial se utilizan tres plantas ricas en inulina, el agave (Agave azul tequilana), la aguaturma (Helianthus tuberosus) y la achicoria (Cichorium intybus). El agave se utiliza para la fabricación d la tequila mediante fermentación del jugo de agave por la levadura Kluyveromyces marxianus que se encuentra de manera natural en la superficie de la planta. La achicoria es la fuente más utilizada para la obtención de inulina. T. Girbes y P. Jiménez Fuentes naturales. Los fructanos de plantas se encuentran ampliamente distribuidos en mono y dicotiledóneas. Abundan en las familias Liliaceae, Amaryllidaceae, Gramineae y Compositae. Varias plantas ricas en fructanos son comestibles totalmente o algunas de sus partes, por ejemplo, las raíces de achicoria, los espárragos, el apio, las cebollas, las alcachofas, etc. Algunas especies son de utilidad industrial no alimentaria, en particular aquellas que acumulan inulinas en partes que permiten una fácil extracción y purificación de los carbohidratos, por ejemplo, los bulbos, tubérculos, raíces tuberosas, etc. Desde el punto de vista industrial se utilizan tres plantas ricas en inulina, el agave (Agave azul tequilana), la aguaturma (Helianthus tuberosus) y la achicoria (Cichorium intybus). El agave se utiliza para la fabricación d la tequila mediante fermentación del jugo de agave por la levadura Kluyveromyces marxianus que se encuentra de manera natural en la superficie de la planta. La achicoria es la fuente más utilizada para la obtención de inulina. T. Girbes y P. Jiménez Fuentes naturales. Los fructanos de plantas se encuentran ampliamente distribuidos en mono y dicotiledóneas. Abundan en las familias Liliaceae, Amaryllidaceae, Gramineae y Compositae. Varias plantas ricas en fructanos son comestibles totalmente o algunas de sus partes, por ejemplo, las raíces de achicoria, los espárragos, el apio, las cebollas, las alcachofas, etc. Algunas especies son de utilidad industrial no alimentaria, en particular aquellas que acumulan inulinas en partes que permiten una fácil extracción y purificación de los carbohidratos, por ejemplo, los bulbos, tubérculos, raíces tuberosas, etc. Desde el punto de vista industrial se utilizan tres plantas ricas en inulina, el agave (Agave azul tequilana), la aguaturma (Helianthus tuberosus) y la achicoria (Cichorium intybus). El agave se utiliza para la fabricación d la tequila mediante fermentación del jugo de agave por la levadura Kluyveromyces marxianus que se encuentra de manera natural en la superficie de la planta. La achicoria es la fuente más utilizada para la obtención de inulina. T. Girbes y P. Jiménez Fuentes naturales. Los fructanos de plantas se encuentran ampliamente distribuidos en mono y dicotiledóneas. Abundan en las familias Liliaceae, Amaryllidaceae, Gramineae y Compositae. Varias plantas ricas en fructanos son comestibles totalmente o algunas de sus partes, por ejemplo, las raíces de achicoria, los espárragos, el apio, las cebollas, las alcachofas, etc. Algunas especies son de utilidad industrial no alimentaria, en particular aquellas que acumulan inulinas en partes que permiten una fácil extracción y purificación de los carbohidratos, por ejemplo, los bulbos, tubérculos, raíces tuberosas, etc. Desde el punto de vista industrial se utilizan tres plantas ricas en inulina, el agave (Agave azul tequilana), la aguaturma (Helianthus tuberosus) y la achicoria (Cichorium intybus). El agave se utiliza para la fabricación d la tequila mediante fermentación del jugo de agave por la levadura Kluyveromyces marxianus que se encuentra de manera natural en la superficie de la planta. La achicoria es la fuente más utilizada para la obtención de inulina. T. Girbes y P. Jiménez Fuentes naturales. Los fructanos de plantas se encuentran ampliamente distribuidos en mono y dicotiledóneas. Abundan en las familias Liliaceae, Amaryllidaceae, Gramineae y Compositae. Varias plantas ricas en fructanos son comestibles totalmente o algunas de sus partes, por ejemplo, las raíces de achicoria, los espárragos, el apio, las cebollas, las alcachofas, etc. Algunas especies son de utilidad industrial no alimentaria, en particular aquellas que acumulan inulinas en partes que permiten una fácil extracción y purificación de los carbohidratos, por ejemplo, los bulbos, tubérculos, raíces tuberosas, etc. Desde el punto de vista industrial se utilizan tres plantas ricas en inulina, el agave (Agave azul tequilana), la aguaturma (Helianthus tuberosus) y la achicoria (Cichorium intybus). El agave se utiliza para la fabricación d la tequila mediante fermentación del jugo de agave por la levadura Kluyveromyces marxianus que se encuentra de manera natural en la superficie de la planta. La achicoria es la fuente más utilizada para la obtención de inulina. T. Girbes y P. Jiménez Estructuras.
La inulina de achicoria está formada por dos tipos de estructuras, mezcladas, denominadas GpyFn y FpyFn
GpyFn: α‐D‐glucopiranosil‐[β‐D‐fructofuranosil]n‐1‐D‐fructofuranosido‐…… FpyFn: (β‐D‐fructopyranosil‐[α‐D‐fructofuranosil]n‐1‐D‐fructofuranosido‐…… HO
El número de unidades de fructosa va desde 2 a más de 70
CH2
O
O
OH
OH
HO
OH
HO
H2C
O
O
HO
CH2
CH2
OH
HO
H2C
OH
HO
H2C
OH
CH2
OH
O
O
CH2
OH
O
HO
O
H2C
O
O
OH
OH
CH2
OH
T. Girbes y P. Jiménez GpyFn
CH2
OH
OH
FpyFn
OH
La inulina de achicoria posee un grado de polimerización de 10 a 20 unidades de fructosa. Hay que resaltar que la achicoria contiene inulinasa que es capaz de degradar la inulina por lo que antes de la extracción del carbohidrato hay que inactivar el enzima. No obstante en usos industriales se degrada parcialmente la inulina para dar carbohidrato de grado de polimerización medio de 5 (cadenas de 2 a 10 unidades de fructosa). T. Girbes y P. Jiménez Fructanos dietarios
Tres son los denominados fructanos dietarios: ‐las inulinas (INU)
‐los fructooligosacáridos derivados de inulina (OFr) ‐los fructooligosacáridos sintéticos que son sintetizados a partir de sacarosa (SFr). Los grados de polimerización son en promedio 10‐20 en las INU, 2‐10 en los OFr y de 2‐4 en los SFr. Los OFr se obtienen de las INU mediante hidrolisis enzimática parcial por una endo‐inulinasa
y separación durante los procedimientos de obtención industrial. T. Girbes y P. Jiménez Estabilidad intestinal de la inulina y sus derivados.
Debido a la especial configuración de los enlaces tipo β(2‐1) entre las unidades de fructosa, las inulinas son prácticamente resistentes a la acción de las glicosidasas digestivas humanas, α‐glucosidasa, maltasa‐isomaltasa y sacarasa, que son específicas de los enlaces de tipo α. Esta es la razón por la cual las inulinas y sus derivados han sido clasificados como oligosacáridos no digeribles. En el intestino grueso las inulinas resultan degradadas y fermentadas por la flora bacteriana rindiendo como productos finales CO2, H2 y los ácidos de cadena corta, acético, propiónico, butírico y láctico esencialmente, con algo de fórmico. Estos ácidos orgánicos estimulan el crecimiento de las bifidobacterias en otros tipos bacterianos y con ello se comportan como agentes prebióticos. Los prebióticos se definen como ingredientes no digeribles de los alimentos que benefician al huésped al estimular el crecimiento y la actividad de un tipo de bacteria en el colon que contribuye a la mejora de la salud.
T. Girbes y P. Jiménez Efectos fisiológicos en los seres humanos.
Las inulinas son ingredientes de los alimentos de baja energía con un contenido calórico de 1‐2 kcal/g lo que supone aproximadamente el 50 % de los valores para carbohidratos digestibles. Aproximadamente el 95 % de los ácidos producidos por la fermentación son absorbidos por el colon y contribuyen a la salud del epitelio intestinal. Curiosamente, la suplementación de inulina conduce al incremento de la secreción de sialomucina. Los efectos de la ingestión de inulina sobre la disponibilidad de minerales son muy importantes. La inulina como polisacárido polihidroxilado es capaz de fijar y retener cationes metálicos, en particular calcio, magnesio y hierro, formando complejos que migran hasta el colon. Allí, la inulina se degrada en la fermentación y los cationes se liberan. La fermentación afecta a la biodisponiblidad de estos cationes esencialmente provocando el descenso del pH que favorece la ionización de los minerales y su absorción por los sistemas de transporte. T. Girbes y P. Jiménez Efectos fisiológicos en los seres humanos (II).
El incremento de la concentración de calcio, magnesio y hierro en el colon favorece el recambio celular del epitelio intestinal y contribuye sobremanera a la salud del mismo. Además, una alta concentración de calcio en el colon promueve la formación de jabones insolubles con los ácidos grasos de cadena larga reduciendo así la ingesta calórica
Produce también sales cálcicas insolubles con los ácidos biliares reduciendo la formación de substancias carcinogénicas como colantrenos y norcolenos. En resumen la mayor parte de los efectos de las inulinas son los mismos que los de sus derivados de menor grado de polimerización
T. Girbes y P. Jiménez Aplicaciones en la industria alimentaria.
Los fructanos entre los que se incluyen las inulinas y sus derivados se consideran ingredientes naturales (INU y OFr) y nuevos ingredientes (SFr). Su utilización está esencialmente en que son indigeribles en el intestino delgado pero son fermentables en el intestino grueso. Estos carbohidratos reúnen las características para ser considerados ingredientes de alimentos funcionales para los cuales se permite realizar alegaciones de salud justificadas.
Las inulinas se utilizan como sustituto de la grasa, como agentes texturizantes, como estabilizadores de espumas, en la producción de postres, mermeladas y gelatinas, en la producción de productos de bollería y pastelería, así como en la preparación de alimentos infantiles.
Al ser considerado ingrediente funcional se puede añadir a una gran variedad de alimentos preparados. T. Girbes y P. Jiménez Fructoligosacaridos.
Los oligosacáridos son carbohidratos formados por unas pocas unidades de monosacárido. Los fructooligosacáridos (FOS) son carbohidratos formados por unidades de fructosa en número variable (de 3 a 5) unidas a una unidad de glucosa terminal, que se encuentran en los vegetales y que pueden aparecer en procesos de degradación industrial. Se denominan fructooligosacáridos y tienen actividad biológica como prebióticos, de ahí su importancia. T. Girbes y P. Jiménez Los fructooligosacáridos más habituales en los alimentos son kestosa (GF2), nistosa (GF3) y fructosil‐nistosa (GF4). HO
CH2
O
OH
HO
CH2
OH
HO
HO
H2C
O
OH
OH
OH
CH2
O
HO
H2C
CH2
OH
HO
HO
O
O
CH2
CH2
HO
O
H2C
O
O
O
OH
OH
OH
HO
OH
HO
H2C
CH2
O
O
OH
HO
H2C
HO
H2C
H2C
O
O
OH
OH
CH2
CH2
CH2
OH
OH
O
HO
O
H2C
HO
O
O
OH
H2C
CH2
OH
CH2
CH2
OH
OH
OH
O
O
OH
OH
GF2
HO
O
O
OH
OH
CH2
HO
CH2
GF3
OH
T. Girbes y P. Jiménez GF4
OH
Los galactooligosacáridos (GOS) son carbohidratos formados por unidades de galactosa formados a partir de lactosa, por lo que tienen una glucosa terminal. El proceso consiste en la transferencia de unidades de galactosa a una unidad de lactosa [β‐D‐Gal(1‐4)‐α‐D‐glu] con lo que se obtiene el galactooligosacárido [α‐D‐Glu(1‐4)‐((β‐D‐
Gal(1‐6)‐)n], siendo n=2‐5. El enzima responsable de esta transferencia es la β‐galactosidasa denominada también lactasa. Estos productos se encuentran en la leche pero se puede preparar fácilmente mediante la incubación de la lactosa con el enzima. T. Girbes y P. Jiménez Los oligosacáridos no se hidrolizan ni en el estómago ni en el intestino delgado, por lo que al igual que las inulinas, gomas y mucílagos, llegan intactos al intestino grueso en donde son fermentados por la flora intestinal. Al igual que otros carbohidratos fermentables los productos de la fermentación son CO2, H2
y los ácidos de cadena corta, acético, propiónico, butírico y láctico esencialmente, con algo de fórmico. Por lo tanto se les puede definir como carbohidratos no digestibles fermentables. En general los FOS y los GOS son buenos substratos para las bacterias de las especies Bifidobacterium y Bacteroides ya que poseen los enzimas necesarios para metabolizarlos y utilizar los productos de la fermentación para su crecimiento y desarrollo como componentes importantes de la flora intestinal. En contraste no son buenos substratos para Escherichia coli y Clostridium perfringens que carecen de los enzimas necesarios para su degradación y metabolismo. ‐Competencia por el habitat con las bacteria patógenas
‐Inmunoestimulación
‐Producción de ácidos orgánicos que disminuyen el pH
‐Reducción de la producción de carcinogénicos a partir de sales de ácidos biliares
T. Girbes y P. Jiménez La fermentación de los FOS y GOS produce ácidos grasos de cadena corta que ejercen efectos positivos sobre el colon. La modificación de la flora intestinal está asociada con un descenso en el pH fecal desde 7,5 a 5,6 aproximadamente. La acidificación promovida por las bifidobacterias crea un ambiente desfavorable para el crecimiento de los microorganismos patógenos, así como la formación de carcinógenos derivados de los alimentos y de las sales biliares que se ve favorecida por el pH alcalino. Los FOS incrementan la expresión (inducción de la síntesis de enzimas) y la liberación (secreción de enzimas) en las heces de enzimas relacionadas con su degradación (fructooligohidrolasas). T. Girbes y P. Jiménez Se cree que la proliferación de bifidobacterias previene también la denominada diarrea autogénica como se ha podido observar en niños alimentados con leche humana versus leche preparada. Por esta razón existe la tendencia a suplementar la leche preparada con galactooligosacáridos. La ingestión de oligosacáridos al promover la reducción del pH por la fermentación incrementan la absorción de dos minerales esenciales como son el calcio y el hierro. Un fenómeno muy importante relacionado con la fibra alimentaria en general, y con los oligosacáridos en particular, es su papel en el estreñimiento. El carácter polihidroxilado de estos carbohidratos determina la absorción de gran cantidad de agua por la masa fecal y por lo tanto su plasticidad. Además, los ácidos grasos de cadena corta producidos estimulan los movimientos peristálticos del intestino que junto con la mayor humedad y plasticidad de las heces reduce notablemente el estreñimiento y las patologías derivadas como son por ejemplo, las hemorroides y la hernia de hiato. T. Girbes y P. Jiménez Dos efectos importante del consumo de oligosacáridos son la reducción del colesterol plasmático promovido por los cambios beneficiosos de la flora intestinal, en particular el enriquecimiento en Lactobacillus acidophillus, y la reducción de la carcinogénesis derivada probablemente de un aumento de la inmunidad y una reducción de la producción de substancias carcinogénicas derivadas de los alimentos y de las propias sales biliares. Otro aspecto que no puede pasar desapercibido es que las bifidobacterias producen vitaminas B1, B2, B6, B12, ácido nicotínico y ácido fólico. Por ello el mantenimiento de una buena salud en cuanto a flora intestinal se refiere asegura un buen complemento vitamínico de los alimentos. Este efecto es muy relevante por cuanto después de determinados tratamientos farmacológicos, por ejemplo con antibióticos, se reduce la flora intestinal notablemente y en estas ocasiones la restauración de una flora bacteriana adecuada y beneficiosa es esencial. Por ello en estas situaciones se suele recomendar la ingestión de yogures fortificados con prebióticos y probióticos. T. Girbes y P. Jiménez Hemicelulosas
Mezcla de polímeros químicamente heterogéneos
Representan 15‐35% de la biomasa vegetal
Las más abundantes son xilanos, glucomananos y galactoglucomananos (paredes celulares secundarias) xilanos: 20‐30% de la biomasa de los tejidos duros y de las plantas herbáceas
glucomananos y galactoglucomananos: tejidos blandos y poca cantidad en tejidos duros arabinogalactano (AG) ‐ tejidos blandos, GP 100‐600 glucuronoarabinoxylano (GAX) ‐ 15‐30 % biomasa seca, cereales glucoxilano (GX) ‐ 15‐30% biomasa seca, tejidos duros, GP 100‐200
arabinoxilano (AX) ‐ 0,15‐30% biomasa seca, cereales
T. Girbes y P. Jiménez Xiloglucano (XG)
2‐25% biomasa seca
Tejido duros y plantas herbáceas
α‐L‐Fucp
β‐D‐Xylp
β‐D‐Xylp
β‐D‐Xylp
β‐D‐Xylp
β‐D‐Xylp
β‐D‐Xylp
β‐D‐Glcp
β‐D‐Glcp
β‐D‐Glcp
β‐D‐Glcp
β‐D‐Glcp
β‐D‐Glcp
T. Girbes y P. Jiménez Glucomanano (GM)
2‐5% biomasa seca
Tejidos blandos y duros
GP 40‐70
β‐D‐Glcp
β‐D‐Manp
β‐D‐Glcp
β‐D‐Manp
β‐D‐Glcp
β‐D‐Manp
Intoxicación grave por inhalación de polvo de glucomanano
Amorphophallus konjac
T. Girbes y P. Jiménez Galactoglucomanano (GGM)
10‐25% biomasa seca
Tejidos blandos
GP 40‐100
AC
β‐D‐Glcp
β‐D‐Manp
β‐D‐Glcp
AC
β‐D‐Manp
T. Girbes y P. Jiménez β‐D‐Manp