Etude sur la poudre d’inuline d’artichaut de jérusalem

En tant que ressource renouvelable, l’inuline est extrêmement viable. Le c est abondant dans les tubercules, et en raison de la diversité de ses activités biologiques, la recherche sur l’inuline a attiré de plus en plus d’attention.

1. Artichaut de jérusalem

1.1 Introduction à l’artichaut de jérusalem

Artichaut de jérusalem Est une herbe vivace et persistante du genre tournesol de la famille des astéracées, et est une espèce cultivée avec une riche histoire de formation de tubercules souterrains. Les tubercules souterrains sont riches en inuline (fructans) [1].

Originaire d’amérique du nord, l’artichaut de jérusalem A été introduit en Europe occidentale en 1607 et a été utilisé comme une source importante de sucre dans l’alimentation pendant une longue période jusqu’à ce qu’il soit remplacé par la pomme de terre au milieu du 18e siècle. Aujourd’hui, artichaut jérusalem Est consommé en quantités beaucoup plus faibles qu’elle ne l’était autrefois aux États-Unis et en Europe. Artichaut de jérusalem Les tubercules ont une saveur de noix et un goût sucré. Après s’être étalé quelque temps en Europe, l’artichaut de jérusalem Le tubercule est devenu une source importante de glucides comestibles. [2].

1.2 caractéristiques de croissance de l’artichaut de jérusalem

L’artichaut de jérusalem est très résistant: il peut pousser partout où il y a de l’humidité et de la lumière du soleil. Même dans les zones désertiques, tant que le tubercule n’est pas exposé, il peut pousser. En tant qu’espèce, elle est très compétitive et ombrage rapidement la surface du sol et crée une zone de recherche de ressources, empêchant ainsi la croissance d’autres espèces [3]. Artichaut de jérusalem A un taux de reproduction élevé: artichaut de jérusalem A de faibles exigences pour les conditions naturelles telles que le climat et le sol, et peut être planté une fois et reproduit pour toujours. Pas de ravageurs et de maladies: parce que la croissance de l’artichaut jérusalem Et aucun besoin d’appliquer des engrais chimiques et des pesticides de pulvérisation, ni la pollution, et aucun ravageur, artichout de jérusalem Riche en nutriments, contient de l’inuline, du polypentose, de l’amidon et d’autres substances efficaces, et son large éventail d’utilisations, les tubercules peuvent être utilisés à des fins alimentaires et médicinales, c’est un très potentiel pour le développement des légumes verts, les soins de santé pour le corps humain est très bénéfique. Courte période de croissance: le cycle général de croissance de l’artichaut de jérusalem Est d’environ six mois [4].

1.3 Distribution et Application de l’artichaut de jérusalem

Comme une culture de niche, l’artichaut de jérusalem Est principalement cultivé en amérique du nord et en Europe du nord. Cependant, il y a des rapports de culture en Chine, en corée, en egypte, en Australie et en nouvelle-zélande. Le Delta du fleuve jaune, comme l’intersection de la " zone économique bleue de la péninsule de Shandong " Est un domaine clé pour le développement dans la Province de Shandong, avec 8 millions de mu de terres salines et alcalines en attente de développement et d’amélioration.

Alors que dans la plupart des cultures la source de carbone est stockée sous forme d’amidon, dans l’artichaut, un polymère de fructose, est la source de carbone. Seul un faible pourcentage de plantes peut accumuler suffisamment d’inuline extractible, ce qui rend la valeur et la fonction de l’artichaut de ville Très différent de celui de la plupart des cultures, et l’artichaut de jérusalem D’origine végétale peut être transformée ou modifiée pour fournir des matières premières pour un large éventail de productions industrielles.6].

Il est résumé qu’il ya un grand et croissant corps de littérature liée à l’artichaut de jérusalem [7]. Les propriétés de l’artichaut jérusalem Dans l’industrie alimentaire [8]: (1) faible absorption d’eau, qui peut réduire la détérioration de l’humidité des aliments; (2) (2) la stabilité thermique élevée, peut résister à des températures plus élevées; (3) (2) douceur pure, rafraîchissante que le saccharose.

Artichaut de jérusalem Est une culture polyvalente qui fournit des ingrédients pour de nombreux types d’aliments. Il peut être utilisé comme légume, aliment, matière première pour la production d’inuline et de bioéthanol. Selon l’application, la plante peut être annuelle ou pérenne, et toutes les parties de la plante peuvent être utilisées comme matière première pour l’alimentation humaine, animale, industrielle ou énergétique.

La demande pour deux produits dérivés de l’artichaut, l’inuline et le bioéthanol, a augmenté de façon spectaculaire au xxie siècle en raison de leur capacité à aider à résoudre les problèmes de santé, d’énergie et d’environnement auxquels la société est confrontée [9]. L’inuline peut être utilisée pour traiter l’obésité et le diabète, tandis que le bioéthanol peut aider à réduire l’utilisation des ressources pétrolières non renouvelables et à améliorer la qualité de l’air. Au fur et à mesure que la technologie se développera, les applications potentielles de l’inuline continueront d’être exploitées. Pendant ce temps, le changement climatique planétaire modifiera le paysage agricole du xxie siècle.

1.4 perspectives d’utilisation de l’artichaut de jérusalem

Artichaut de jérusalem Est une culture polyvalente qui fournit des ingrédients pour de nombreux types d’aliments. Par exemple, il peut être utilisé comme légume, comme aliment et comme matière première pour la production d’inuline et de bioéthanol. Selon l’application, la plante peut être annuelle ou polyannuelle, et toutes les parties de la plante peuvent être utilisées comme matière première pour l’alimentation humaine, l’alimentation animale, l’industrie ou l’énergie. Le prix de ses sous-produits déterminera économiquement si la plante est supérieure ou non aux autres cultures. Par exemple, lorsque les tubercules sont utilisés pour produire de l’inuline, la paille peut être utilisée pour l’alimentation animale, la production d’énergie ou pour fabriquer du papier et des panneaux de fibres de mauvaise qualité. En raison de leur effet bifidobactérien, les extraits de tubercules d’inuline ont un grand potentiel en tant qu’additifs pour l’alimentation animale. Actuellement, l’inuline et l’oligofructose sont principalement extraits des tubercules de chicorée, et bien que leurs bienfaits pour la santé animale soient moins bien connus que leurs effets bénéfiques sur les humains, ils sont encore ajoutés à l’alimentation du bétail.

Artichaut de jérusalem Est relativement peu coûteux à cultiver par rapport à d’autres cultures énergétiques parce qu’il nécessite généralement de faibles intrants en termes d’irrigation, d’engrais et de pesticides. Demande pour deux produits dérivés de l’artichaut de jérusalem - l’inuline et le bioéthanol - ont augmenté de façon spectaculaire au xxie siècle en raison de leur capacité à aider à résoudre les problèmes de santé, d’énergie et d’environnement auxquels la société est confrontée. L’inuline peut traiter l’obésité et le diabète, tandis que le bioéthanol peut aider à réduire l’utilisation des ressources pétrolières non renouvelables et à améliorer la qualité de l’air. En raison de ses avantages uniques pour la santé et de nombreuses applications de transformation des aliments, il a été salué comme un " nourriture du 21e siècle " Avec de grandes perspectives de développement [10].

2. l’inuline poudre

2.1Introduction à la poudre d’inuline

l’inuline Est largement répandu dans la nature. Il y a eu Est un polysaccharide de plante stocké comme réservoir de sucre dans de nombreuses plantes. L’inuline se trouve dans plus de 35 000 espèces de plantes, telles que l’inuline, la chicorée, l’oignon, l’ail, le seigle, la myrtille, la tomate, etc. Parmi eux, le tubercule d’inuline est la principale source de production d’inuline en Chine. La principale source d’inuline est les plantes, mais elle peut également être obtenue à partir de certaines bactéries et champignons, et la teneur en inuline dans certaines plantes communes est indiquée dans le tableau ci-dessous [11]:

Tableau 1-1 teneur en inuline dans la plante (poids humide)

L’inuline, comme un extrait de la plante naturelle inuline, a été approuvé par la FDA pour entrer sur le marché américain. Des études ont montré que l’inuline a de nombreuses bonnes propriétés fonctionnelles, et il est facile à obtenir et a une grande capacité de stockage. Parmi de nombreux oligosaccharides commercialisés, seuls l’inuline et l’oligofructose ont été reconnus comme des additifs efficaces par la FDA et d’autres organismes faisant autorité [12]. Actuellement, il existe des entreprises belges ORAFTI, WARCOING, COSUN et Qinghai Weide qui peuvent traiter l’inuline à grande échelle industriellement [13]. Il y a un énorme potentiel pour le développement de la valeur d’application de l’inuline, et la recherche de l’inuline reçoit de plus en plus d’attention des gens.

2.2 propriétés physico-chimiques de l’inuline poudre

L’inuline, un polymère de D-fructose, est un polysaccharide à chaîne de D-fructose lié par une liaison glycosidique β(2-1), le D-glucose étant lié à l’extrémité de la molécule par une liaison β(1-2). La formule moléculaire de l’inuline a une structure GFn (G: groupe du glucose, F: groupe du fructose, n: nombre d’unités du groupe du fructose). Le degré de polymérisation de l’inuline varie de 2 à 60, et le poids moléculaire moyen est d’environ 5500 [14].

L’inuline est une poudre amorphe blanche ou blanche laiteuse, c’est une très bonne fibre alimentaire soluble dans l’eau, avec une solubilité de 6% à 10℃, et la solubilité augmente après chauffage, environ 35% à 90℃. Lorsque la concentration augmente, la viscosité de la solution d’inuline augmente avec elle. Le gel formé par l’inuline est très lisse, semblable à la graisse ou à la crème [15]. La viscosité de l’inuline augmente avec la baisse de la température, fournissant le goût et la texture désirés lors du remplacement des sucres ou des graisses, ainsi que le contrôle de la consistance des gâteaux et des desserts en fonction de la performance des propriétés de viscosité, et l’inuline peut être utilisé comme un substitut de graisse pour fournir une texture et une saveur arrondies et lisses.

La viscosité des solutions aqueuses d’inuline de différentes concentrations est également différente. Lorsque la concentration est de 1% à 10%, la viscosité augmente graduellement lorsque la teneur en inuline augmente, et la relation peut être vue dans le tableau suivant. Cependant, à mesure que la concentration continue d’augmenter, la viscosité de l’inuline deviendra graduellement plus épaisse, et l’inuline se combinera avec l’eau pour former un gel, qui est très semblable à la graisse. Lorsque la concentration est portée à 50%, le gel devient très solide [16].

Tableau 1-2 viscosité de l’inuline dans l’eau

L’inuline est légèrement sucrée, sans aucune mauvaise saveur, douce et non irritante, et la douceur de l’inuline est également affectée par le degré de polymérisation. En général, l’inuline disponible dans le commerce présente un goût sucré en raison de la présence de mono- et de disaccharides dans le produit, mais l’inuline à longue chaîne elle-même n’a pas de goût sucré. L’inuline peut être utilisée comme humectant dans les aliments en raison de ses propriétés hygroscopiques. Il est soluble dans l’eau, la capacité de lier l’eau est d’environ 2:1, et la solubilité augmente avec l’augmentation dela température. En prenant les produits de boulangerie comme exemple, l’inuline peut retarder son évaporation d’eau, empêchant ainsi le produit de se détériorer, et en maintenant ou en prolongeant la durée de conservation du produit. 10% de la solution aqueuse d’inuline est pH neutre, le point de fusion est 178 ℃, la solubilité de 10 ℃ est 6%, et 90 ℃ est 35% [17].

L’inuline a une bonne stabilité à la chaleur, l’inuline est chimiquement stable à des températures élevées et pH>4, avec une petite quantité de décomposition lorsque pH< 3,7.

2.3 fonctions et Applications de la poudre d’inuline

(1) comme fibre alimentaire pour prévenir la Constipation

En tant que fibre alimentaire, l’inuline poudre Est un prébiotique efficace pour les humains. La valeur de l’inuline dans l’alimentation humaine et dans l’alimentation animale est attribuée à son activité prébiotique dans le gros intestin. Les probiotiques sont une composante alimentaire importante depuis des milliers d’années. Cependant, ce n’est qu’au début des années 1970 que le terme probiotique a été utilisé dans sa définition actuelle, c’est-à-dire un organisme ou une substance qui a un effet équilibrant sur la flore du côlon. La liaison β-(1-2) -glycosidique reliant le fructose dans l’inuline ne peut pas être clivée par les enzymes digestives des mammifères, elle atteint le côlon comme une molécule intacte. Environ 85% de l’inuline ingérée atteint le côlon, où elle sert de milieu de fermentation pour la flore du côlon.

L’inuline stimule sélectivement la croissance des bifidobactéries et des lactobacilles, alors que d’autres sucres typiques comme l’amidon ou la pectine n’ont pas cet effet. L’inuline n’est pas utilisée par les micro-organismes de l’estomac et de l’intestin grêle des humains et des animaux, mais atteint principalement le gros intestin dans sa forme intacte, où elle peut stimuler de manière selective la croissance d’une et de quelques espèces de la flore intestinale, comme l’ont constaté Ellegard et al. qui ont constaté que l’inuline est fermentée principalement dans le côlon des humains et des animaux. Après avoir atteint le gros intestin, l’inuline favorise sélectivement la croissance de bactéries bénéfiques, telles que les bifidobactéries et les lactobacilles, et inhibe ainsi la croissance de bactéries nocives, ce qui est bénéfique pour la santé de l’hôte [18]. Kieessen et al. et Roberfriod et al. ont constaté que l’inuline favorise de manière significative la croissance de bactéries bénéfiques telles que les lactobacilles et les bifidobactéries, et diminue le nombre de bactéries nocives telles que bacillus anthropomorphus, p. ex., E. coli, et clostridium difficile, dans le tractus intestinal des animaux. L’inuline peut stimuler le péristaltisme intestinal, augmenter l’humidité des selles et améliorer l’environnement intestinal, empêchant ainsi la constipation [19].

En tant que prébiotique, l’inuline peut être largement utilisée dans les produits laitiers pour augmenter la prolifération des bactéries lactiques et des bifidobactéries et améliorer les fonctions nutritionnelles et de santé des produits. En outre, en tant que fibre alimentaire, l’inuline peut être utilisée comme matière première et transporteur d’aliments naturels pour les patients atteints de constipation, et peut même être utilisée comme traitement auxiliaire pour les patients. En même temps, l’inuline dans le corps humain, peut absorber l’eau par elle-même, dans un colloïde à haute viscosité, prolonger le temps de vidange gastrique, augmenter le corps humain et#39; S sentiment de satiété, ce qui peut réduire l’alimentation, puis réduire l’absorption des nutriments, de manière à atteindre la prévention de l’obésité et la perte de poids [20].

(2) Promotion de l’absorption minérale

L’ostéoporose est une maladie caractérisée par une diminution de la masse et de la densité osseuses, ce qui affaiblit le squelette humain, en particulier chez les femmes ménopausées, et provoque des fractures. C’est un problème mondial croissant qui peut être amélioré avec une meilleure alimentation. Le Calcium est un facteur clé dans la mesure de la force osseuse. En optimisant la masse osseuse maximale au début de l’âge adulte et en minimisant la perte osseuse après la ménopause, le risque de fracture de la hanche peut être considérablement réduit. L’amélioration de la nutrition en calcium pendant la période de croissance osseuse est essentielle et peut réduire le taux de fracture de la hanche à un âge avancé d’environ 50% [21].

Dans l’intestin humain, la fermentation de l’inuline produit des acides gras à chaîne courte (SCFA) tels que l’acide acétique, l’acide propionique et l’acide butyrique, qui abaissent le pH dans l’intestin et augmentent la solubilité des ions.Wang métalliques. Y., T. Zeng et al. (2010) ont montré que les fructooligosaccharides étaient efficaces pour augmenter l’absorption apparente du calcium, du magnésium et du fer, et augmentaient significativement le taux de zinc hépatique et le taux de magnésium féoral, et que les fructooligosaccharides contrecroisaient les effets nocifs de l’acide phytique. Et que les fructooligosaccharides neutralisaient les effets nocifs de l’acide phytique. Par conséquent, lorsque les algues et l’inuline sont utilisées ensemble, l’inuline peut favoriser l’absorption du calcium, du magnésium, du fer, du zinc et d’autres minéraux dans les algues, et jouer un rôle dans la prévention et le traitement de l’ostéoporose. Cette fonction physiologique peut être appliquée dans les domaines de l’alimentation, des soins de santé et de la médecine pour compléter la carence en oligo-éléments dans le corps humain [22].

(3) Régulation de la glycémie

Le diabète sucré signifie que le sucre dans le sang n’est pas bien absorbé et utilisé par les cellules. Le diabète sucré de Type I est causé par l’incapacité du pancréas à sécréter suffisamment d’insuline, principalement en raison de facteurs génétiques; Le diabète sucré non insulino-dépendant, c’est-à-dire le diabète sucré de type II, est causé par l’incapacité des cellules humaines à produire efficacement l’insuline, ce qui est lié à l’obésité, à la suralimentation et à la consommation excessive de graisses alimentaires et de sucre, etc. L’inuline joue un rôle dans la réduction de la concentration de glucose dans le sang et la promotion de l’absorption cellulaire du glucose dans le diabète sucré de type I. L’inuline joue un rôle dans la réduction de la concentration de glucose dans le sang et la promotion de l’absorption cellulaire du glucose dans le diabète de type I, et en complétant le corps et#39; S insuline dans le diabète de type II.

On constate que l’inuline poudre A un effet bidirectionnel sur la régulation de la glycémie, d’une part, il peut abaisser le niveau de sucre dans le sang des patients diabétiques ayant une glycémie élevée, et d’autre part, il peut augmenter le niveau de sucre dans le sang des patients ayant une glycémie faible. L’inuline peut inhiber la dégradation des graisses ingérées par les enzymes de dégradation des graisses, et former des complexes avec les graisses, qui peuvent être déchargés avec les excréments à temps.

L’effet hypolipidémique de l’inuline poudre Se manifeste principalement par sa capacité à abaisser les niveaux de triglycérides et de cholestérol dans le sang, à réduire la concentration de LDL dans le corps sans affecter la concentration de HDL, et à augmenter le rapport LDL/HDL[23]. De nos jours, l’inuline est recommandée dans l’alimentation pour combattre le diabète et l’obésité. Cependant, bien que la consommation quotidienne d’inuline puisse être monotone, les aliments contenant de l’inuline sont également sains. Par exemple, dans une gamme d’applications alimentaires axées sur la perte de poids, la santé et le traitement du diabète, l’inuline a été incorporée dans le beurre, les confitures, les boissons et d’autres aliments pour les personnes atteintes de diabète.

(4) (2) Régulation des lipides sanguins

L’inuline aide à maintenir un système cardiovasculaire sain et peut réduire le risque de maladie cardiaque. Un facteur clé à cet égard est le maintien et l’amélioration de la composition lipidiques en réduisant les taux de triglycérides, ainsi que les taux de cholestérol et d’homocystéine [24]. Les Patients présentant une hyperlipidémie modérée sont plus susceptibles d’avoir des résultats positifs que les volontaires ayant des taux de lipides normaux ou un diabète sucré non insulino-dépendant. Les additifs de fructose à base d’inuline agissent en réduisant la quantité de lipogenèse dans le foie et en abaissant la concentration de lipides dans le sang.

L’inuline a un marché en expansion dans l’industrie alimentaire en tant qu’édulcorant hypocalorique, substitut de graisse, épaississant et de remplissage. En outre, l’inuline peut être convertie en une gamme de composés pour les industries alimentaires et non alimentaires. Différentes longueurs de chaîne de l’inuline et de l’oligofructose, le fructose convient à différentes industries alimentaires, tandis que l’inuline de plus grande pureté et certains de ses dérivés ont des valeurs médicinales et médicales [25]. Les produits chimiques obtenus par le traitement de l’inuline comprennent les alcools, les polymères, les époxydes et les résines, qui ont également de nombreuses utilisations industrielles, telles que les plastifiants, les tensioactifs, les liants et les émulsions.

Tableau1-3 Applications potentielles de l’inuline dérivée de l’artichaut

Application de la poudre d’inuline dans le domaine alimentaire:

Produits laitiers: l’ajout d’inuline à la poudre de lait pour nourrissons, au lait pur, au lait aromatisé et à diverses poudres de lait peut résoudre les problèmes des personnes d’âge moyen et âgées et des enfants qui sont sujets au feu et à la constipation en complétant la nutrition; L’ajout d’inuline aux produits laitiers fermentés peut fournir des nutriments aux bactéries vivantes présentes dans les produits et améliorer l’action des bactéries vivantes à temps pour prolonger la durée de conservation des produits [26].

Gâteaux de bonbons: une variété de bonbons doux, de bonbons durs, de chocolat, etc., peut améliorer la couleur du produit, améliorer le croustillant, propice à l’expansion.

Desserts: puddings, gelées, gelatos, etc. pour plus de lubrification et de saveur améliorée.

Boissons: boissons gazeuses, boissons à base de thé, boissons nutritionnelles, boissons à base de jus, boissons en poudre, etc., pour augmenter le goût lisse et réduire le pouvoir calorifique de l’aliment, mais aussi pour prolonger la durée de conservation du produit.

Aliments santé: divers types de vins de santé et d’aliments santé, en particulier ceux pour les enfants et les personnes âgées, peuvent empêcher la précipitation de substances insolubles dans les vins, améliorer la clarté, améliorer la saveur des vins, et rendre le goût des vins moleux, doux et rafraîchissant [27].

En tant que ressource renouvelable, l’inuline est extrêmement viable. Artichaut de jérusalem Est abondante dans les tubercules, et en raison de la diversité de ses activités biologiques, la recherche sur l’inuline poudre A attiré de plus en plus d’attention.

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