이눌린이란?

이눌린,also known as이눌린은, 천연 기능성 다당류의 일종이다, 그것은 주로 식물에 존재합니다.현재 세계에는 3,600 종의 식물이 이눌린을 함유하고있는데 식물총량의 약 3분의 1을 차지하는데 그중 소나무과, 소나무과, 치커리의 이눌린함량이 가장 높은것은 각각 14%~19%와 15%~20%이다.이눌린은 Bacillus, Lactobacillus, Streptococcus 등과 같은 일부 박테리아에도 존재한다.Actinobacteria와 Inulin은 Bacillus, Lactobacillus, Streptococcus, Actinomyces 등과 같은 일부 박테리아에서도 발견됩니다.

1.이눌린의 화학구조

Inulin로 연결은 D-fructofuranose β (채권을 형성하는 것 (1) → 2) straight-chain polyfructose 포도당 그룹과 끝에 있다.이눌린은 식물 종, 재배 조건, 가공 방법 및 기타 요인에 영향을 받기 때문에 과당 중합 정도가 다르다.일반적으로 이눌린의 중합도는 2~60 이고, 중합도가 2~9일 때 올리고프럭토스라고 한다.내생효소는 이눌린을 가수분해하여 GFn-type과 Fn-type의 두 종류의 올리고머를 얻는다;GFn-type은 말단에 포도당과 연결되어 환원특성이 없는 반면, Fn-type은 말단에 과당과 연결되어 일정한 환원특성이 있다.

2.이눌린의 물리적, 화학적 성질

이눌린은 일반적으로 백색 분말이며, 무정형의 순수한 냄새가 나지만 일반적으로 소량의 단당류 또는 이당류가 혼합되어 약간 달다.이눌린은 녹는점이 178℃ 이고 비중력이 1.35 이며 공기중의 물을 흡수하기 쉽다.이눌린은 물에 용해되고, 차가운 물과 알코올에 약간 용해되며, 물에 용해도는 온도에 따라 증가하며, 용해도는 10℃에서 6% 이고, 90℃에서 35%이다;그리고 이눌린의 용해도는 중합도와도 관계가 있는데 중합도가 클수록 용해도가 작아진다.

이눌린이 물에 녹아서 용액을 만드는데 일정한 점도를 보였는데, 용액 중의 이눌린의 함량이 증가함에 따라 용액의 점도가 증가하였고, 용액의 농도가 30%에 도달하면 용액의 성질이 변화하여 겔을 형성하기 시작하였다.용액중의 이눌린의 함량이 높을수록 겔형성이 빨라지는데 이눌린의 함량이 50%에 달하면 겔형성은 고체이다.

연구 결과, 이눌린은 이눌린 겔의 전단 또는 열 용해를 유도하여 지방 유사물질을 생성함으로써 지방 대체제로 사용될 수 있는 것으로 나타났는데, hennelly (2006)는 0%, 23%, 63%의 유도된 이눌린 겔의 전단과 치즈에 이눌린을 열 용해 하여 지방을 대체한 결과 첨가물질의 양이 증가할수록 치즈의 경도는 증가하였으나 (p<0.05), 치즈의 용해 특성에는 영향을 미치지 않았다.전자현미경으로 관찰한 결과 이눌린의 첨가는 단백질 교차연결망 구조를 감소시켰다;그 결과 제품의 풍미 특성에 영향을 주지 않으면서 지방을 대체하기 위해 63%의 이눌린을 치즈에 첨가할 수 있는 것으로 나타났다.

이눌린은 좋은 결합 레올로지 특성을 가지고 있으며, 파스타 제품에 첨가제로 사용되어 좋은 형태를 유지할 수 있습니다.Moscatto 등 (2006)은 표면반응 실험을 통해 초콜릿 케이크에 첨가할 수 있는 이눌린의 적정량을 결정하였다.밀가루에 이눌린 6%와 물 126 ml를 첨가하였을 때 케이크의 경도는 3.638로 가장 우수하였고, 부착성은 0.691로 가장 우수하였으며, 외관은 1.86 cm3/g의 부피를 나타내었다.그 결과를 요약하면 다음과 같다.

3.이눌린의 생리학적 기능

이눌린은 지금까지 발견된 몇 안 되는 수용성 식이섬유 중 하나이며, 중요한 생리 기능을 갖는 체내 비피도박테리아 (bifidobacteria)와 유산균 (lactobacilli)의 강화 인자이다.

장내 미세환경 개선 3.1

이눌린은 위에서는 소화될수 없지만 장에 들어간후 유익한 미생물에 의해 발효되여 단사슬지방산을 생성하는데 장내의 pH 값을 낮추고 일부 유해균의 생장을 억제하며 독소를 산생한다.일부 콜로이드나 올리고프락토스처럼 장내에서 이눌린은 세균이 선호하는 식품으로 장내 유익균 수의 균형을 유지시켜 프로바이오틱스 수는 증가하고 유해균은 감소한다.

깁슨 (Gibson, 1995)은 인간 모델에서 15 그램의 이눌린을 각 인물에 's 15일간 매일 식단을 조사한 결과이 기간 동안 장내 유산균과 박테리아의 수가 약 10% 증가하였고, 그람양성균과 관련된 질병도 감소되었다.비피도박테리아는 이눌린을 소화할 때 아세트산, 프로피온산, 뷰티르산과 같은 유익한 단사슬지방산을 생성한다.Spiller (1994)는 뷰티르산이 장내에서 암세포의 생성을 막는 반면, 처음 두 가지는 간에서 에너지원으로 활용될 수 있다고 밝혔다.

Reddy (1997)는 동물 연구에서 이눌린이 초기 단계의 대장암 세포 복제를 피할 수도 있음을 보여주었다.이눌린은 물 흡수가 강하고, 대변의 양을 증가시킬 수 있으며, 장내 니트로사민, 페놀 및 기타 독성 물질을 희석시킬 수 있으며, 장내 이러한 물질의 자극을 줄일 수 있습니다;동시에 장의 연동운동을 가속화하고 배변속도를 높이며 장내의 대변을 줄여 시간을 머물게하고 장질환을 예방할수도 있다.

3.2 미네랄 흡수를 촉진

무기질은 인체에 필요한 중요한 영양소로서 특히 칼슘, 마그네슘 등 뼈를 형성하는 원소는 이들 물질이 부족하면 여러 가지 질병을 유발하고, 체내 물질교환 및 대사에 영향을 미치게 되면 인체에 중요한 역할을 한다.십대들은 뼈가 빠르게 성장하는 성장기에 많은 칼슘을 필요로 한다.

미국의 연구에 따르면 청소년의 매일 식단에 이눌린 8g을 첨가하면 칼슘 흡수가 약 20% 증가하고 뼈 성장이 촉진된다.최근 일부 연구에 따르면 이눌린이 특정 미네랄과 금속의 장 흡수를 촉진시킬 수 있는 것으로 나타났다.charles Coudray 등 (2006)은 동위원소 측정법을 이용하여 쥐의 zn과 cu의 흡수에 있어서 이눌린의 역할을 연구하였다.각기 다른 연령 (2, 5, 10, 20 mo)의 Wistar 쥐 4 마리 (n=80)를 임의로 그룹으로 분류한 후, 처음 4일간 매일 3.75%의 이눌린을 각 그룹의 식이에 첨가한 후, 그 후 21일간 7.5%의 이눌린을 동위 원소 assay를 이용하여 각 그룹에 투여한 결과, 칼슘의 흡수가 약 20% 증가하는 것으로 밝혀졌다.21일 후 Wistar 쥐의 배설물 중 zn 67과 cu 65 동위원소를 관찰하여 zn과 cu 섭취량을 확인하였다.

그 결과 zn 67과 cu 65 섭취량은 11, 21 mo Wistar 쥐에서 3, 6 mo Wistar 쥐에 비해 유의적으로 낮았고 이눌린의 섭취량을 증가시킴으로써 zn 67과 cu 65 섭취량이 유의적으로 증가하였으며, 연령과 이눌린의 섭취량이 생물체 내 zn과 cu 섭취량에 영향을 미칠 수 있음을 시사하였다.

혈당 조절 3.3

이눌린은 체내에서 소화되지 못하고 분해되여 흡수가 가능한 당이 될수 없으므로 혈당수치에 영향을 주지 않으며 이눌린은 혈당을 조절하는데 일정한 작용을 한다.이눌린은 제2 형 당뇨병 환자의 혈당 수치를 낮추고 위 비우기 시간을 연장하거나 장 이송 시간을 단축시킬 수 있다는 적응증이 있다. 프로피온산의 생산은 글루코네오생성을 억제하고, 혈장이 없는 지방산 수치를 감소시키며, 인슐린 저항성의 원인이 된다.

혈중 지질 저하 3.4

이눌린이 혈중 지질을 낮추는 효과는 주로 두 가지 면에서 나타나는데, 한편으로는 지질 효소가 섭취한 지방을 분해하는 것을 억제하여 체내 지방의 소화가 차단되고, 이러한 식이섬유와 지방이 대변과 복합체를 형성하여 체내 지방의 흡수를 감소시킨다;반면 이눌린은 혈중 콜레스테롤과 중성지방의 함량을 낮춰 혈중 지질 수치를 조절할 수 있다. 소화되지 않은 이눌린은 장내에서 비피dobacterium bifidum에 의해 발효되어 단사 지방산과 젖산을 생성한다.단쇄지방산 중 프로피온산은 콜레스테롤 합성을 억제하고 담즙 분비를 증가시키며, 젖산은 간의 대사를 조절해 혈중 지질 수치를 낮춘다. 매일 일정량의 이눌린이 함유된 음식을 보충하면 고혈중지질로 인한 일부 질병의 증상을 효과적으로 완화할수 있다.

Trautwein (1998)은 시리아 햄스터에서 매일 식단 (20% 지방, 0.12% 콜레스테롤 포함)에 8%, 12% 또는 16% 이눌린을 첨가한 것을 보여주기 위해 동물 실험을 실시, 5주 후 대조군과 비교하여 8%, 12% 및 16% 이눌린 햄스터 혈장 총 콜레스테롤 농도가 18%, 15% 및 29% 감소;VLDL 콜레스테롤은 크게 감소하였고, VLDL 콜레스테롤은 각각 15%, 29% 감소되었다.8%, 12%, 16%의 이눌린을 먹인 햄스터의 총 혈장 콜레스테롤 농도는 각각 18%, 15%, 29% 감소하였고;VLDL 콜레스테롤은 유의하게 감소하였으며, LDL 콜레스테롤과 HDL 콜레스테롤은 변화가 없었다.이눌린의 지질 저하 효과는 간 중성지방 합성 및 VLDL 분비의 변화와 순환 담즙산 재흡수의 감소에 기인한 것으로 보인다.

3.5 비만 예방법

이눌린은 수용성 식이섬유로서 구강, 위, 소장에서 소화, 흡수되지 못하고 특정 장내 세균에 의해서만 완전히 발효되어 단사슬지방산과 젖산을 생성하므로 저에너지 식품이다.이눌린은 위에서 물을 흡수하여 부글부글해져서 고점도 콜로이드를 형성하는데, 이는 사람들이 배고픔을 느끼기 어렵게하고 위의 비우는 시간을 연장시켜 음식물의 섭취량을 감소시키고, 소장에서 음식물의 거주시간을 감소시키며, 또한 단백질, 지방, 기타 소장 내의 물질과 복합체를 형성하여 이러한 영양소의 흡수에 도움이 되지 않으므로 체중 감량의 목적을 달성한다.

3. 6 항암

이눌린은 발효 후 생성되는 단쇄 지방산, 특히 부티르산에서 오는 항암 효과가 있으며, 고농도의 칼슘과 마그네슘 이온에 의한 세포 증식 억제 효과가 있다.

일부 연구에서 부티크산은 대장 점막의 상피에서 흡수, 대사되어 장 상피의 증식을 촉진하고, 기둥 세포와 컵 세포를 재생하고, 컵 세포의 점액을 증가시키고, 대장 및 전체 장내의 점막의 온전성을 유지하고, 손상된 상피의 DNA를 복구하며, 많은 종류의 종양 세포의 성장을 억제하고, 세포의 분화를 유도할 수 있다는 것을 알아냈다;동시에 sodium butyrate는 또한 많은 경로를 통해 암세포의 사멸을 유도 할 수 있으며, 상당한 항암 효과가 있습니다.또한, 이눌린은 장내 칼슘과 마그네슘 이온을 농축시켜 이들 현탁액의 농도를 증가시키고 암세포의 증식률을 조절할 수 있다.

4.식품산업에서의 이눌린의 응용

이눌린은 기능성 식이섬유의 일종으로 달콤한 맛과 구조적인 특성 때문에 다양한 종류의 식품에 첨가될 수 있다.미국에서는 1인당 하루 평균 이눌린 섭취량이 1~4 그램;유럽에서는 하루 평균 섭취량이 더 많을 것이다.

유제품에 적용 4.1

이눌린은 다양한 유제품에 널리 사용되며 지방을 대체하기 위해 저지방 및 탈지분유 제품에 첨가됩니다.이눌린은 수용성 섬유질로서 물과 섞으면 지방 같은 맛을 낼 수 있으며 입안에서 섬세하고 부드러워 유제품의 지방 함량을 감소시킬 뿐만 아니라 유제품의 맛을 향상시킨다.

 요거트에 이눌린을 첨가하면 요거트의 비피도 생성 인자의 효과가 강화되고 요거트의 영양가가 향상된다.이눌린은 특수한 영양기능을 갖고있어 일부 특수집단의 기능성 유제품을 만드는데 사용할수 있다.

중년과 노년의 유제품에 이눌린을 첨가하면 유제품의 식이섬유 함량을 효과적으로 증가시킬 수 있고, 동시에 이눌린은 칼슘의 흡수를 촉진하는 기능이 있어 노인의 식이 영양 요구와 일치한다.일부 저당 유제품에서는 수크로스를 대체하기 위해 이눌린을 첨가하는데 시중의 이눌린의 맛은 약간 단맛이 있어 체내에서 소화, 흡수되지 않고 혈당 수치에도 영향을 주지 않으므로 당뇨병 환자가 섭취하기에 적합하다.

차가운 음료에 적용 4.2

아이스크림에서 지방 대신 일정량의 이눌린을 첨가하면 그래도 아이스크림이 우유빛 구조에 많은 물을 유지할 수 있는 반면 기름기의 맛은 변하지 않기 때문에 기름기와 모양 보존감이 좋은 아이스크림을 만들 수 있다.

4.3 파스타에 적용

이눌린은 확실한 노화 방지 효과가 있는데, 구운 제품에 지방, 설탕 대신 이눌린을 첨가하면 모양 보존이 잘되면서 구운 제품의 아삭함을 향상시킬 수 있고, 제품의 보관 시간을 연장할 수 있다.

참조:

[1] 정장산, 기능성 올리고당 [M.북경:화학공업출판사,2004.57~60 쪽.

[2] He Qiang, Jiang Bo.저지방 아이스크림의 지방 대체제로서 이눌린이 레올로지 및 품질에 미치는 영향 [J.식품산업과학기술,2004,25(6):52-54.

천샤오밍 (陳曉明), 이눌린과 이눌린의 기능 및 식품산업에서의 응용, 한국식품의약품안전처.식품공학,2000,(5):34-35.

[4]Hennelly p. J, Dunne p.G, osullivan M 등이 있다.inul-ing을 함유한 모조치즈의 질감, 레학적 및 미세구조적 특성 (J.한국식품공학회지,2006, 75 (3):388-395.

[5] 모스카토 J. A, 보라사토 D, 보나 E 외.이눌린 및 야콘밀 함유 초콜릿 케이크의 제조 최적화 (J.한국식품과학회지 &Technology 2006년, 한국식품과학회지 &Technology vol.(2):41 181-188다.

[6]Nilsson u, Nyman M. 단분자조성, 중합정도, 용해도를 달리하는 올리고당류를 섭취한 쥐의 후장에서 단사슬지방산 형성  [J]다. 영국 한국영양학회지 2005,94(5):705-713.

[7] FankA다.프리바이오틱스는 칼슘 흡수를 촉진시킨다 [J]다.음식 호주, 2005년.57 (12):530-532.

[8]Gibson G.R, Beatty E.R, wang x 등.oligofructose와 inulin에 의한 인간 대장내 bifidobacteria의 선택적 자극 (J.소화기내과, 1995, 108(4):975-82.

[9] 찰스 쿠드레, 크리스틴 페일렛 쿠드레, 엘리엇 구 외.디트레이 이눌린 섭취량과 나이는 쥐의 아연과 구리의 장 흡수에 영향을 줄 수 있다.j. Nutr,2006, 136:117-122.

[10]Menne E, Guggenbuhl N, Roberfroid M. fn 형 치커리 이눌린 가수분해물은 사람에게 전생효과가 있다  [J]다. J.Nutr다.,2000, 130:1197-1199.

[11]Reddy B.s, Hamid R, Rao C. V. 식이 올리고당 및 이눌린이 colonic preneoplastic aberrant cryptfoci 억제에 미치는 영향 [J].발암, 1977, 18:1371-1374.

[12] 이눌린이 인간의 지질 변수에 미치는 영향 (J) Williams c.M.j. Nutr, 1999, 129:1471s-1473s.

[13] 폴 a. a. 쿠즈sement inulin and oligofructose:safe intakes and legal status[J].한국영양학회지 1999, 129:1412s-1417s.

[14] E.푸토, R. 프레네,H.Dumon, et al.의 이눌린의 결장발효는 개의 전신아세테이트 회전율을 증가시킨다 [J]. j. Nutr, 2005, 135(12):2845-2851.