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Isomaltulosa

La isomaltulosa (nombre comercial Palatinose , nombre químico 6- O -α- D -glucopiranosil- D -fructosa ) es un carbohidrato disacárido compuesto de glucosa y fructosa . Está pres...

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La isomaltulosa (nombre comercial Palatinose , nombre químico 6- O -α- D -glucopiranosil- D -fructosa ) es un carbohidrato disacárido compuesto de glucosa y fructosa . Está presente de forma natural en la miel [1] y en los extractos de caña de azúcar [2] y también se produce industrialmente a partir del azúcar de mesa ( sacarosa ) y se utiliza como alternativa al azúcar.

Su sabor es similar al del azúcar de mesa, pero con la mitad de dulzor. Tiene la misma energía que el azúcar de mesa, pero se digiere más lentamente, por lo que produce una menor respuesta de glucosa e insulina en sangre. En comparación con la sacarosa y la mayoría de los demás carbohidratos, la isomaltulosa no es un sustrato significativo para las bacterias bucales. En consecuencia, la producción de ácido a partir de la isomaltulosa en la boca es demasiado lenta para promover la caries dental. [3] Sus propiedades físicas se parecen mucho a las de la sacarosa, lo que facilita su uso en recetas y procesos existentes.

Se fabrica por reordenamiento enzimático (isomerización) de la sacarosa del azúcar de remolacha . Desde la década de 1950, su papel fisiológico y sus propiedades físicas se han estudiado ampliamente. [3] [4] [5] La isomaltulosa se ha utilizado como alternativa al azúcar en alimentos en Japón desde 1985, en la UE desde 2005, en los EE. UU. desde 2006 y en Australia y Nueva Zelanda desde 2007, [6] además de otros países del mundo.

Al igual que la sacarosa, la isomaltulosa se puede digerir para formar glucosa y fructosa . Sin embargo, mientras que en la sacarosa la glucosa está unida al carbono anomérico de la fructosa (un enlace glucosídico α-1,2 ), en la isomaltulosa el enlace es al carbono 6 (α-1,6), lo que hace que la isomaltulosa sea un azúcar reductor , a diferencia de la sacarosa. La fructosa en la isomaltulosa existe en una estructura de anillo que se abre fácilmente para exhibir un grupo carbonilo como en las cetonas y los aldehídos, lo que explica por qué la isomaltulosa es un azúcar reductor. [7]

La isomaltulosa se hidrogena para producir isomalt , un carbohidrato mínimamente digestible que se utiliza como sustituto del azúcar , por ejemplo, en caramelos y confitería sin azúcar.

Función

En nutrición, la isomaltulosa es una fuente de energía alimentaria , ya que proporciona la misma cantidad de energía que la sacarosa. Al igual que la sacarosa, la isomaltulosa proporciona dulzura a los alimentos, pero la isomaltulosa es solo la mitad de dulce que la sacarosa. [4] En la preparación y el procesamiento de alimentos, tanto la isomaltulosa como la sacarosa tienen características similares, lo que permite que las recetas que utilizan sacarosa puedan utilizar isomaltulosa en lugar de ella o en conjunto. [4]

Carbohidratos disponibles

La isomaltulosa es un carbohidrato disponible [3] como la sacarosa y la mayoría de los demás azúcares o maltodextrinas, en el sentido de que se metaboliza completamente en el intestino delgado y no ingresa al intestino grueso ni se excreta en la orina. [8]

Cuando es ingerida por humanos, la isomaltulosa se digiere completamente y se absorbe. [9] Su digestión intestinal involucra la enzima isomaltasa , que se encuentra en la superficie del borde en cepillo que recubre la pared interna del intestino delgado. Esta enzima también está involucrada en la digestión de los enlaces α-1,6 presentes en el almidón. Los productos de la digestión de la isomaltulosa son glucosa y fructosa, que se absorben y entran al torrente sanguíneo. Una vez absorbidas, la glucosa y la fructosa siguen las mismas vías metabólicas a través del cuerpo como si se derivaran de la sacarosa. [4] Mientras que la fructosa se convierte principalmente en glucosa o en depósitos de glucógeno en el hígado, la glucosa del intestino delgado y el hígado se distribuye a través del sistema circulatorio a diferentes partes del cuerpo donde sirve al metabolismo celular como fuente de energía directa o indirectamente después del almacenamiento como glucógeno en los tejidos del cuerpo, especialmente en el músculo esquelético .

Fuente de energía

Como carbohidrato disponible, [9] [10] el valor energético alimentario de la isomaltulosa es idéntico al de la sacarosa. En ambos casos es de 4 kcal/g (17 kJ/g), valor que se utiliza en el etiquetado de los alimentos o en la planificación dietética.

Liberación lenta y sostenida de carbohidratos y energía.

La isomaltulosa se digiere y absorbe lentamente, por lo que se libera gradualmente en forma de glucosa y fructosa en el torrente sanguíneo. Después de la ingestión, la digestión enzimática de la sacarosa y la isomaltulosa se produce en el mismo complejo enzimático sacarasa-isomaltasa , que se encuentra en el intestino delgado. [8] [11] Varios estudios muestran que este complejo descompone la isomaltulosa más lentamente que la sacarosa. La velocidad máxima a la que la isomaltasa puede procesar la isomaltulosa (Vmax ) es 4,5 veces menor que la de la sacarasa para la sacarosa. [12]

Como resultado de su digestión lenta, la isomaltulosa viaja más lejos a través del intestino delgado humano que la sacarosa, como lo demuestra la diferencia en las respuestas incretínicas que provocan. La hormona incretina polipéptido insulinotrópico dependiente de la glucosa (GIP) se secreta desde la parte anterior (proximal) del intestino delgado en cantidades menores después de la ingestión de isomaltulosa que de sacarosa, mientras que la hormona incretina péptido similar al glucagón-1 (GLP-1) se secreta desde una parte posterior (distal) del intestino delgado en mayores cantidades con isomaltulosa que con sacarosa. [13] [14]

En comparación con la sacarosa, la absorción de energía como carbohidrato a partir de la isomaltulosa es prolongada. [14] El suministro sostenido de energía resultante al cuerpo a partir de la isomaltulosa se refleja en la forma prolongada de la curva de respuesta de la concentración de glucosa en sangre. [5]

Menor respuesta de glucosa en sangre y de insulina

Las concentraciones de glucosa e insulina en sangre después de la ingestión de isomaltulosa son inferiores a las debidas a la sacarosa o la glucosa, lo que le da a la isomaltulosa un índice glucémico (IG) de 32 según lo registrado en la base de datos de IG de la Universidad de Sydney, [15] en comparación con 67 para la sacarosa y 100 para la glucosa, lo que hace de la isomaltulosa un carbohidrato con un IG particularmente bajo (IG <55).

Numerosos estudios realizados en diferentes grupos de población, entre ellos personas sanas, personas con sobrepeso u obesas, personas prediabéticas y pacientes con diabetes tipo 1 o tipo 2, confirman la existencia de una respuesta glucémica baja a la isomaltulosa. [10] [ 16] [17] [18] [13] [14] [19] [20] Todos estos estudios muestran una respuesta glucémica más baja a la isomaltulosa y, cuando se han realizado pruebas, también muestran una reducción asociada de la respuesta a la insulina en sangre. Se ha establecido un papel importante de la hormona incretina GLP-1, que se secreta en respuesta a la absorción distal de carbohidratos y limita el aumento de la concentración de glucosa en sangre después de una comida. [13] [14] [20]

Una declaración correspondiente a la baja respuesta glucémica de la isomaltulosa y su potencial para reducir la respuesta de la glucosa en sangre a los alimentos cuando sustituye a otros azúcares ha sido aprobada en la legislación de la UE [21] tras la publicación de un dictamen positivo de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria . [22]

A largo plazo, al consumir una dieta que incluya carbohidratos, evitar concentraciones indeseablemente altas de glucosa en sangre y la demanda asociada de insulina, es de apoyo a la prevención y el manejo de la diabetes mellitus , las enfermedades cardiovasculares y posiblemente el sobrepeso y la obesidad , como lo indica el consenso del Consorcio Internacional de Calidad de Carbohidratos de científicos expertos en nutrición. [23] El monitoreo continuo de la concentración de glucosa en sangre de 24 horas después de dietas que incluyen isomaltulosa en lugar de sacarosa reduce el perfil de glucosa en sangre a lo largo del día, como resultado de una respuesta de glucosa en sangre más baja a las comidas individuales. [24]

Se puede lograr una dieta con un índice glucémico más bajo eligiendo alimentos con propiedades glucémicas bajas o reducidas, más específicamente eligiendo alimentos con un índice glucémico más bajo dentro de cada grupo de alimentos (fruta, verdura, cereales integrales, etc.). El uso de isomaltulosa en lugar de sacarosa y otros carbohidratos permite la producción de alimentos con un índice glucémico reducido. Varios estudios proporcionan evidencia de mejoras tanto en el control de la glucemia como en el metabolismo de los lípidos en personas diabéticas y no diabéticas tras el consumo regular de isomaltulosa en comparación con otros carbohidratos como la sacarosa, la maltodextrina o la glucosa. [17] [25] [26] [27] [28] [29] [30]

Efecto sobre la oxidación de las grasas

En comparación con otros carbohidratos, la ingestión de isomaltulosa se asocia con mayores tasas de oxidación de grasas y menores tasas de almacenamiento de grasas. En primer lugar, la isomaltulosa "se sumerge" bajo el "radar" enzimático y sobrepasa la parte superior productora de GIP del intestino delgado. Encuentra la enzima degradante en lo profundo de la parte GLP del intestino. El equilibrio GLP/GIP favorece la secreción tardía de insulina y detiene la secreción de glucagón. Por lo tanto, se ralentiza la liberación o nueva producción de glucosa hepática. Mecánicamente, esto implica una menor concentración de glucosa en sangre con una menor secreción de insulina, lo que a su vez permite que se liberen más ácidos grasos del tejido adiposo para su oxidación como fuente de energía. La menor concentración de insulina también disminuye la oxidación de carbohidratos, lo que permite que se oxiden más ácidos grasos. Una menor concentración de insulina también reduce la tasa de reciclaje de ácidos grasos libres del hígado a través de los triglicéridos plasmáticos VLDL y reduce el almacenamiento de triglicéridos en el tejido adiposo. Las implicaciones prácticas incluyen mayores tasas de oxidación de grasas después de la ingestión de isomaltulosa que con carbohidratos de mayor índice glucémico. Esto se ha demostrado en numerosos estudios con diferentes áreas de enfoque:

Control de peso y composición corporal

Los estudios han analizado los efectos sobre la oxidación de grasas y otras respuestas metabólicas al reemplazar azúcares con isomaltulosa en comidas (o bebidas) ingeridas por adultos sanos o con sobrepeso u obesos, con o sin tolerancia a la glucosa alterada, mientras que en gran medida son sedentarios. [18] [31] [32] [33] [34] Estos estudios han demostrado que la isomaltulosa tiene un papel en la reducción de la adiposidad, al menos la obesidad central. La grasa abdominal disminuye cuando se consume isomaltulosa en lugar de sacarosa (reemplazo de azúcar) o en lugar de calorías del desayuno (en gran medida reemplazo de carbohidratos). [17] [25] [26] Esto se produce al menos en parte por una respuesta de GIP más baja y GLP-1 más alta cuando los carbohidratos se digieren lentamente y se absorben lentamente en el intestino delgado inferior (distal). [35]

Actividad física y nutrición deportiva

Otros estudios han examinado los posibles beneficios de la liberación lenta y sostenida de carbohidratos durante la actividad física. Al utilizar isomaltulosa en lugar de otros carbohidratos ingeridos, también se producen tasas más altas de oxidación de grasas durante las actividades de resistencia, donde la conservación del glucógeno es importante. [32] [36] [37] Además, los ensayos que utilizan una bebida proteica de recuperación han demostrado que la incorporación de isomaltulosa y un suplemento nutricional ( β-hidroxi-β-metilbutirato ) puede ayudar a la recuperación del ejercicio de resistencia, reduciendo así el daño muscular y mejorando el rendimiento atlético. [38]

Pacientes con diabetes tipo 1 que realizan actividad física

En personas con diabetes tipo 1 , tomar isomaltulosa en lugar de glucosa durante una carga moderada de carbohidratos antes del ejercicio mejora el control de la glucosa en sangre y protege contra la hipoglucemia mientras mantiene el rendimiento en carrera. [39] El riesgo reducido de hipoglucemia inducida por el ejercicio surge en parte de un menor requerimiento de insulina por inyección (50% menor) cuando se usa isomaltulosa y en parte de la mayor contribución de la oxidación de grasas al metabolismo energético, que preserva las reservas de glucógeno, reduciendo aún más el riesgo de hipoglucemia.

Rendimiento cognitivo (estado de ánimo y memoria)

La tasa de aporte de glucosa a partir de los carbohidratos de la dieta puede afectar el rendimiento cognitivo, y se han demostrado efectos sobre el estado de ánimo y la memoria en varios estudios que compararon la isomaltulosa con carbohidratos de mayor índice glucémico tomados en el desayuno, que mostraron mejoras en el estado de ánimo y la memoria en niños sanos, adultos de mediana edad y adultos mayores. [40] [41] [42] [43]

Salud bucal

La isomaltulosa es "amable con los dientes". La fermentación de carbohidratos por bacterias en la boca (especialmente en los dientes) es responsable de la formación de placa dental y ácidos orales. El ácido inicia la desmineralización de los dientes y la caries dental. La isomaltulosa resiste en gran medida la fermentación por bacterias orales y es el primer carbohidrato de su tipo con una producción de ácido insignificante en los dientes, como lo demuestra la telemetría de pH. La evidencia es sólida y proporciona la base para las afirmaciones de "amable con los dientes" aprobadas tanto por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. [44] [45] como por las autoridades europeas tras una opinión positiva de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria . [22]

Producción y ensayos

La enzima isomaltulosa sintasa de la bacteria Protaminobacter rubrum se utiliza para convertir la sacarosa en isomaltulosa. La enzima y su fuente fueron descubiertas por la empresa alemana Südzucker en 1950. [46]

Los métodos analíticos para la caracterización y el análisis de la isomaltulosa comercial se establecen, por ejemplo, en el Codex sobre productos químicos alimentarios . [47]

Usar

La isomaltulosa se utiliza en alimentos, bebidas y productos para la salud debido a varias de sus propiedades. Se utiliza en alimentos y bebidas, donde proporciona un perfil de dulzor natural similar a la sacarosa con un poder edulcorante de aproximadamente la mitad del de la sacarosa y sin regusto. [3] Tiene una absorción de humedad muy baja ( higroscopia ), lo que le da propiedades de fluidez en polvos instantáneos, que debido a su bajo riesgo de formación de grumos se pueden utilizar fácilmente en bebidas y otros productos instantáneos. Es muy estable durante el procesamiento, incluso en condiciones ácidas y entornos donde pueden crecer bacterias. En las bebidas deportivas, por ejemplo, la isotonicidad (presión osmótica igual a la de los líquidos del cuerpo) se puede mantener durante el almacenamiento durante la vida útil de la bebida.

La isomaltulosa se utiliza en productos horneados, glaseados y coberturas de pastelería, cereales para el desayuno, barras de cereales, productos lácteos, confitería (por ejemplo, chocolates, gelatinas, confites masticables y chicles o goma de mascar), postres helados, bebidas de jugo de frutas, bebidas de malta, bebidas deportivas, bebidas energéticas, bebidas instantáneas y alimentos nutricionales especiales y clínicos. [3] [48]

La isomaltulosa está permitida para su uso en alimentos y bebidas en muchas regiones del mundo. Por ejemplo, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos la reconoce generalmente como segura (GRAS) , [48] la Comisión Europea la ha aprobado como nuevo alimento [ 49] y en Japón tiene la condición de FOSHU (alimento para uso sanitario específico). [50]

La isomaltulosa se hidrogena para producir isomalt , un carbohidrato mínimamente digestible que se utiliza como sustituto del azúcar , por ejemplo, en caramelos y confitería sin azúcar.

  • Páginas web dedicadas a la isomaltulosa
  • Comercialización de isomaltulosa como nuevo alimento o nuevo ingrediente alimentario en la Unión Europea
  • Evaluación del índice glucémico de la isomaltulosa
  • Declaraciones sobre la salud bucal con isomaltulosa en EE.UU.
  • Artículo sobre carbohidratos innovadores de bajo índice glucémico
  • Páginas web que describen con más detalle la isomaltulosa (Palatinosa)

Referencias

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