Isomaltulosa
Isomaltulosa (nombre comercial Palatinose ™) es un carbohidrato natural de sabor dulce del grupo de los disacáridos. Su nombre químico es: 6-0-α-D-glucopyranosyl-D-fructose. Su fórmula química es: (C12H22O11. La isomaltulosa es un disacárido de glucosa y fructosa.
Se encuentra como un componente natural de la miel o de la caña de azúcar.1.2
Comercialmente se preparó por primera vez en Alemania en 1957 en el laboratorio central de Südzucker AG en Neuoffstein/Pfalz (de ahí el nombre de marca Palatinose™).
Se obtiene de forma enzimática a partir de la sacarosa (azúcar de remolacha) mediante una fermentación bacteriana, La sacarosa-isomerasa (EC 5.4.99.11), también denominada isomaltulosa-asintasa o sacarosa glucosil-mutasa, de origen bacteriano, es una enzima capaz de producir isomaltulosa (Liu et al., 2021a) EL empleo de la isomerización enzimática, comparada con una técnica química tiene la ventaja de ser más respetuosa con el medio ambiente, y los productos obtenidos son aptos para el consumo, sin necesidad de procesos de purificación posteriores, hacen de esta metodología una herramienta idónea para la síntesis y modificación de carbohidratos.3
Al igual que la sacarosa, la isomaltulosa también se digiere en el organismo hasta convertirse en glucosa y fructosa, por tanto, uno de los hidratos de carbono totalmente digeribles, lo que significa que el organismo puede utilizarlo íntegramente como nutriente para el suministro de energía.
La isomaltulosa se digiere y absorbe completamente en el cuerpo humano. De este modo, es descompuesto por la enzima digestiva isomaltasa, que se encuentra en la pared intestinal. Los productos resultantes de la digestión, la glucosa y la fructosa, se absorben en la sangre y siguen las mismas vías metabólicas en el organismo, de forma similar a la digestión de la sacarosa.
Mientras que la fructosa debe convertirse primero en glucosa en el hígado, la glucosa se distribuye directamente desde el intestino delgado a través de la sangre en el organismo y sirve como fuente de energía directa o indirecta en su destino en el metabolismo celular (es decir, tras un almacenamiento previo en forma de glucógeno en los tejidos corporales y especialmente en el músculo esquelético). Al igual que el azúcar, la isomaltulosa se metaboliza completamente y, por tanto, tiene el mismo valor calórico fisiológico de 16,7 kJ/g (4 kcal/g).
Sin embargo la isomaltulosa también se denomina carbohidrato de disponibilidad lenta debido a sus propiedades metabólicas fisiológicas. Esto se debe a que se descompone y se absorbe más lentamente que el azúcar convencional ya que la glucosa y la fructosa están unidas mediante un enlace α-1,6-glucosídico más estable y menos digerible, mientras que en la sacarosa, también conocida como azúcar doméstico, se trata de un enlace α-1,2-glucosídico más fácil de digerir.
Digestión
Aunque la sacarosa y la isomaltulosa se escinden en el mismo complejo enzimático sacarasa-isomaltasa, varios estudios han demostrado que la escisión de la isomaltulosa en el sitio de la isomaltasa es mucho más lenta que la escisión de la sacarosa en el sitio de la sacarosa .8. Debido a la lenta escisión enzimática, mayores cantidades de isomaltulosa intacta llegan a secciones del intestino delgado más atrás. Por lo tanto, el suministro de energía de carbohidratos de la isomaltulosa se prolonga más en el tiempo que la sacarosa.16 La liberación asociada de glucosa en la sangre, más uniforme y duradera, se refleja también en una evolución más estable del nivel de glucosa en la sangre.9 El cuerpo, por lo tanto, dispone de la energía de este carbohidrato durante un período de tiempo más largo.
Debido a este retraso la concentración de glucosa en sangre también aumenta mucho más lentamente tras su ingesta, en comparación con la sacarosa y la mayoría de los demás hidratos de carbono. Sin embargo, el nivel de glucosa en sangre también se mantiene estable durante más tiempo, lo que significa que el organismo puede retener la energía obtenida durante más tiempo. 2.1. En nutrición sirve como nutriente y proveedor de energía, siendo de especial interés nutricional sus propiedades metabólicas como carbohidrato de lenta disponibilidad.8
Esto también se refleja en la diferente liberación de hormonas incretinas tras su consumo de en comparación con la sacarosa: la hormona GIP (péptido insulinotrópico dependiente de la glucosa), que se libera en las partes superiores del intestino delgado, se libera en cantidades significativamente menores. En cambio, la liberación de la hormona GLP-1 (péptido similar al glucagón 1) en los segmentos posteriores del intestino delgado es significativamente mayor tras el consumo de isomaltulosa que tras la ingesta de sacarosa. La mayor liberación de la hormona incretina GLP-1 también contribuye a un menor aumento de la glucosa en sangre tras su ingesta.15,16
2.3. Baja de glucosa en sangre y acción de la insulina
Debido a la absorción retardada de la isomaltulosa, el nivel de glucosa en la sangre se eleva de forma significativamente más lenta y menos fuerte en general después del consumo. Esto tiene un efecto más estable y en el pico más bajo en el nivel de glucosa en la sangre y por lo tanto también en la posterior liberación de insulina.
El índice glucémico (IG) de la isomaltulosa es de 32. Este valor figura en la base de datos del IG de la isomaltulosa (Palatinose™). El IG de 32 es bajo en comparación con el IG de 67 de la sacarosa y el IG de 100 de la glucosa, por lo que la isomaltulosa se clasifica como un carbohidrato de "bajo índice glucémico".
Este efecto en la reducción de la glucosa en sangre se ha demostrado en numerosos estudios y se ha confirmado en diversas poblaciones, como individuos sanos, individuos con sobrepeso y obesidad, y prediabéticos y diabéticos de tipo 1 y 2.12,15,16
Estos estudios se han confirmado los resultados consistentes en cuanto al efecto sobre la disminución de la glucosa en sangre y, en los casos en que también se ha determinado, la menor liberación de insulina asociada.,
2.4. Mejora del control de la glucemia
La reducción de las concentraciones indeseables de glucosa en la sangre mediante una selección selectiva de alimentos con un efecto glucémico/insulinémico bajo o reducido puede desempeñar un papel positivo y de apoyo en la prevención dietética y el tratamiento de la diabetes mellitus, las enfermedades cardiovasculares y, posiblemente, el sobrepeso y la obesidad. A esta conclusión también llegó la opinión de los expertos del "International Carbohydrate Quality Consortium".
En un estudio con medición continua de la glucosa en sangre durante 24 horas, se demostró que una dieta que contenía isomaltulosa reducía significativamente el perfil de glucosa en sangre a lo largo del día en comparación con una dieta que contenía sacarosa. Por ello, la isomaltulosa, como sustituto de la sacarosa y de muchos otros hidratos de carbono, puede reducir el efecto de la glucosa en sangre de los alimentos. Algunos estudios a largo plazo también sugieren mejoras correspondientes en los niveles de glucosa en sangre y en el metabolismo de los lípidos.20,28,30,31,32,33,34
2.5. Efecto sobre la quema de grasas
En comparación con otros hidratos de carbono, el consumo de isomaltulosa se asocia con una mayor tasa de quema de grasas (oxidación de grasas) y una menor tasa de almacenamiento de grasas. Esto puede explicarse por el hecho de que, tras su consumo, la glucosa en sangre y, sobre todo, el nivel de insulina aumentan menos que tras la ingesta de carbohidratos de alto índice glucémico, debido a su lenta liberación
Dado que los niveles de insulina más elevados inhiben la oxidación de las grasas, una menor secreción de la misma provoca un aumento de la tasa de oxidación de las grasas, y que se formen menos triglicéridos en el hígado y almacenen en el tejido adiposo, un proceso que favorece aún más la quema de grasas y el menor almacenamiento de las mismas.
En consecuencia, se ha podido demostrar en numerosos estudios, cada uno con un enfoque diferente, una mayor oxidación de las grasas tras la ingesta de isomaltulosa en comparación con los carbohidratos de mayor índice glucémico. 7
• Control de peso y composición corporal
Con respecto a una posible reducción de peso, algunos estudios han investigado el efecto de la sustitución del azúcar por isomaltulosa en las comidas y bebidas. En este caso, la atención se centró sobre todo en la influencia metabólica en adultos sanos o con sobrepeso u obesidad con tolerancia a la glucosa normal o alterada.21,22 ,28,33 Los estudios a largo plazo sugieren que una mayor sustitución de los hidratos de carbono de alto índice glucémico por isomaltulosa puede conducir a una reducción de la masa grasa, al menos en la zona de la grasa abdominal. En consecuencia, la grasa visceral disminuyó cuando se sustituyó el azúcar o las calorías del desayuno.20., Al menos en parte, esto se ha atribuido a una menor respuesta de GIP y mayor de GLP-1, ya que se digiere más lentamente y, por tanto, no se absorbe hasta el segmento posterior del intestino delgado.17
• Actividad física y nutrición deportiva
Otros estudios han investigado los posibles beneficios de una liberación más prolongada de energía de los carbohidratos de lenta digestión en comparación con otros carbohidratos durante la actividad física. Esto también dio lugar a una mayor tasa de oxidación de grasas durante el ejercicio de resistencia. Esto puede favorecer el efecto del entrenamiento en la resistencia y conservar las reservas de glucógeno 29.
Los ensayos con una bebida proteica para la recuperación después del ejercicio han demostrado que la adición de isomaltulosa y un suplemento dietético (β-hidroxi-β-metilbutirato) puede favorecer la recuperación después del entrenamiento con pesas reduciendo el daño muscular y mejorando el rendimiento deportivo.
Los ensayos realizados con diabéticos de tipo 1 han demostrado que el consumo de isomaltulosa en lugar de glucosa como dosis moderada de carbohidratos antes de una sesión deportiva puede conducir a mejoras en el control de la glucemia y proporcionar protección contra la hipoglucemia, manteniendo el rendimiento en la carrera. La necesidad de insulina es hasta un 50% menor y en parte a la mayor oxidación de las grasas en el metabolismo energético, que ahorra reservas de glucógeno y contrarresta así el riesgo de hipoglucemia. 2.6.
Rendimiento cognitivo (estado de ánimo y rendimiento de la memoria)
Los hidratos de carbono y su aporte de glucosa pueden influir en el rendimiento cognitivo. También se ha investigado científicamente hasta qué punto puede ser beneficiosa la liberación de glucosa más duradera de la isomaltulosa, especialmente en la fase tardía después de una comida. En consecuencia, los estudios de su incorporación como parte de un desayuno en niños, adultos y ancianos sanos , han observado mejoras en el estado de ánimo y el rendimiento de la memoria.
2.7. Salud dental
La fermentación de los carbohidratos por parte de las bacterias orales es responsable de la formación de la placa y de los ácidos que provocan la desmineralización de los dientes y la formación de caries. Sin embargo, la isomaltulosa no es digerida ni utilizada de forma significativa por las bacterias de la flora bucal y resiste en gran medida la utilización y la fermentación por parte de las bacterias orales y no mostró ninguna formación de ácido significativa en la superficie del diente en una prueba de telemetría del pH., por lo tanto, se considera que es no cariogénico. Estas pruebas científicas constituyen la base de la afirmación "amigo de los dientes", aprobada en Estados Unidos por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA). , El uso de esta declaración en los productos alimentarios también está permitido en la UE a través del anexo del Reglamento (UE) 432/201224 basado en el dictamen científico positivo de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria25.
2.8. Aplicación
La propiedad de bajo índice glucémico de la isomaltulosa y el potencial asociado para reducir el efecto de azúcar en sangre de un alimento cuando se sustituyen los azúcares por isomaltulosa están reconocidos en la legislación europea. El uso de una declaración de salud correspondiente en los productos alimentarios está regulado en la legislación de la UE a través del anexo del Reglamento (UE) 432/201223 y se basa en la evaluación científica positiva de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria .
Desde entonces, la isomaltulosa se ha descrito detalladamente en lo que respecta a sus propiedades fisiológicas y físicas y se utiliza hoy en día como alternativa a los azúcares convencionales en diversos alimentos: En Japón desde 1985, en la UE desde 2005, en EE.UU. desde 2006 y en Australia y Nueva Zelanda desde 2007, así como en muchos otros países del mundo. Los métodos analíticos para la caracterización y especificación de la isomaltulosa se describen, por ejemplo, en el Codex de Productos Químicos para la Alimentación.
En los alimentos, tanto la isomaltulosa como la sacarosa se utilizan para endulzar. El dulzor natural de la isomaltulosa es muy parecido al del azúcar doméstico (sacarosa);8. Las similitudes también se extienden a las propiedades físicas y a las capacidades de procesamiento, por lo que puede utilizarse indistintamente o en combinación con la sacarosa en las formulaciones y procesos existentes.8
Es poco higroscópico, es decir, absorbe poca humedad del ambiente, por lo que se utiliza, por ejemplo, en bebidas instantáneas. Además presenta una gran estabilidad durante la producción, el procesamiento y el almacenamiento de los alimentos, así como en entornos muy ácidos o en condiciones que favorecen el crecimiento bacteriano.
Algunos ejemplos del uso de en productos alimentarios son: Productos de panadería, glaseados de pastelería, cereales para el desayuno, barritas de cereales, productos lácteos, caramelos (por ejemplo, chocolate, productos de goma, caramelos masticables, chicles), postres congelados, bebidas de zumo de frutas, bebidas de malta, bebidas deportivas, bebidas energéticas, bebidas instantáneas y alimentos especiales y clínicos.7
EFSA (2011) ha aprobado diferentes alegaciones de salud de la isomaltulosa, que incluyen el mantenimiento de la mineralización de los dientes y la reducción de las respuestas de la glucemia postprandial, sin aumentar desproporcionadamente las respuestas insulinémicas postprandiales, en comparación con los alimentos/bebidas que contienen sacarosa o glucosa.
La aprobación legal se su uso en alimentos y bebidas se ha aclarado en muchas regiones. Por ejemplo, la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos ha reconocido la isomaltulosa como GRAS (Generally Recognized As Safe) . En la Unión Europea, la isomaltulosa está aprobada como nuevo alimento . En Japón, la isomaltulosa tiene el estatus de FOSHU (Food for Specific Health Use) .
Referencias
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