Introduzione
In questo articolo parleremo dell'isomaltulosio, uno glucide molto simile al più comune saccarosio (zucchero da tavola), con simili applicazioni ma migliore impatto sul metabolismo.
Non è quindi un caso che diverse aziende che operano nel settore alimentare, soprattutto dei cibi dietetici o light, stiano progressivamente adattando la formulazione dei loro prodotti scegliendo l'isomaltulosio in sostituzione ad altri dolcificanti (sia calorici che acalorici).
Di seguito cercheremo di capire meglio se l'impiego di isomaltulosio possa essere considerato effettivamente vantaggioso dal punto di vista nutrizionale e salutistico.
Cos’è
Cos’è l’isomaltulosio?
L'isomaltulosio o palatinose è un carboidrato disaccaride composto dai monosaccaridi glucosio e fruttosio, legati da un legame alfa-1,6-glicosidico.
Naturalmente presente nel miele e negli estratti di canna da zucchero, l'isomaltulosio ha un sapore sì "simile" al saccarosio, ma con la metà del potere dolcificante.
A livello industriale, l'isomaltulosio viene sintetizzato per riarrangiamento enzimatico (isomerizzazione) del saccarosio estratto dalla barbabietola.
L'enzima necessario venne scoperto in Germania nel 1950, periodo dopo il quale iniziarono gli studi sulle sue proprietà.
In Giappone è utilizzato come alternativa allo zucchero già dal 1985. In Unione Europea dal 2005, negli Stati Uniti dal 2006 e in Australia e Nuova Zelanda dal 2007.
I metodi analitici per la caratterizzazione e per il dosaggio dell'isomaltulosio commerciale sono ben stabiliti da compendi standard come il "Food Chemicals Codex".
L'isomaltulosio può anche venire idrogenato per la produzione di isomalto, un carboidrato solo parzialmente digeribile che viene utilizzato come edulcorante in caramelle e confetteria a basso tenore di zuccheri.
Come il saccarosio, l'isomaltulosio può essere digerito per idrolisi in glucosio e fruttosio.
Tuttavia, mentre nel saccarosio il glucosio è legato al carbonio anomerico del fruttosio (un legame α-1,2), nell'isomaltulosio il legame è al carbonio 6 (α-1,6). Questa caratteristica lo rende uno zucchero riducente.
Nota: il fruttosio dell'isomaltulosio ha una struttura circolare che si apre mostrando il gruppo carbonilico – esattamente come nei chetoni e nelle aldeidi.
Rispetto al saccarosio e alla maggior parte degli altri carboidrati, l'isomaltulosio non rappresenta un substrato significativo per i batteri del cavo orale, che faticano a generare gli acidi responsabili della carie dentaria.
Funzioni
Funzioni dell’isomaltulosio
In nutrizione, l'isomaltulosio è una fonte di energia alimentare e fornisce la stessa quantità di calorie del saccarosio: 3,75 chilocalorie per grammo (kcal/g) – oppure 4, a seconda della fonte.
Il suo potere dolcificante è del 45-50% rispetto a quello del saccarosio.
Nella preparazione e lavorazione degli alimenti, isomaltulosio e saccarosio mostrano caratteristiche simili, il che suggerisce di poterli usare in maniera intercambiabile.
L'isomaltulosio è un carboidrato disponibile
L'isomaltulosio è un carboidrato disponibile, esattamente come il saccarosio e la maggior parte degli altri mono-, oligosaccaridi e maltodestrine; viene pertanto completamente digerito e assorbito nell'intestino tenue e non entra nell'intestino crasso, né viene escreto nelle urine.
Dopo l'assunzione per via orale, l'isomaltulosio viene digerito grazie all'enzima isomaltasi che si trova sull'orletto a spazzola della mucosa intestinale del tenue. Questo enzima è altrimenti coinvolto nella digestione dei legami α-1,6 presenti nell'amido.
I prodotti della digestione dell'isomaltulosio sono glucosio e fruttosio, che vengono assorbiti ed entrano nel flusso sanguigno, seguendo le normali vie metaboliche.
Mentre il fruttosio è convertito principalmente in glucosio da convogliare in riserve di glicogeno epatico, il glucosio viene distribuito attraverso il sistema circolatorio nelle diverse parti del corpo dove può essere ossidato o stoccato come glicogeno muscolare.
Proprietà
Proprietà dell’isomaltulosio
L'isomaltulosio rilascia più lentamente e a lungo i carboidrati e l'energia
L'isomaltulosio viene digerito e assorbito lentamente, rilasciando gradualmente glucosio e fruttosio nel flusso sanguigno.
Dopo l'ingestione, la digestione enzimatica del saccarosio e dell'isomaltulosio avviene sullo stesso complesso enzimatico sucrasi-isomaltasi intestinale (vedi sopra).
Diversi studi mostrano che questo complesso scompone l'isomaltulosio più lentamente del saccarosio. La velocità massima alla quale l'isomaltasi può elaborare l'isomaltulosio (Vmax) è 4,5 volte inferiore a quella del saccarosio.
Come risultato, l'isomaltulosio rimane più a lungo nel lume intestinale e transita per un tratto più lungo dello stesso rispetto al saccarosio.
Questo aspetto è messo chiaramente in luce dalla differenza nella risposta delle incretine.
- L'incretina ormone polipeptidico insulinotropico e glucosio-dipendente (GIP) è secreto dalla parte più precoce (prossimale) dell'intestino tenue, in quantità inferiori per l'isomaltulosio rispetto al saccarosio.
- Mentre l'ormone incretina glucagon-like peptide-1 (GLP-1) è secreto dalla parte successiva (distale) dell'intestino tenue, in quantità maggiori con isomaltulosio rispetto al saccarosio.
Rispetto al saccarosio, l'assorbimento dei monosaccaridi a partire dall'isomaltulosio è più prolungato. La curva di risposta della concentrazione di glucosio nel sangue risulta quindi meno elevata e più lunga.
Riduzione della glicemia e della risposta insulinica
Le concentrazioni di glucosio nel sangue e di insulina dopo l'ingestione di isomaltulosio sono inferiori a quelle post-assunzione di saccarosio o glucosio, conferendo all'isomaltulosio un indice glicemico (IG) di 32.
L'isomaltulosio un carboidrato a indice glicemico basso (GI <55), soprattutto se paragonato al valore di 67 del saccarosio e di 100 del glucosio – dati forniti dall'Università di Sydney.
La conferma di questa bassa risposta glicemica è fornita da numerosi studi per diversi gruppi di popolazione, tra cui: persone sane, persone in sovrappeso od obese, persone prediabetiche e pazienti con diabete di tipo 1 e di tipo 2.
Tutti questi studi mostrano una risposta glicemica più bassa dell'isomaltulosio e, laddove testati, evidenziano anche una riduzione della risposta insulinica nel sangue.
È stato stabilito un ruolo significativo dell'ormone incretina GLP-1, che come abbiamo detto viene secreto in risposta all'assorbimento distale dell'isomaltulosio limitando l'aumento della concentrazione di glucosio nel sangue dopo un pasto.
In seguito alla pubblicazione di un parere positivo della "European Food Safety Authority", è stata approvata nella legislazione dell'UE un'indicazione corrispondente alla bassa risposta glicemica dell'isomaltulosio e al suo potenziale di ridurre la risposta della glicemia agli alimenti in caso di sostituzione di altri zuccheri.
A lungo termine, quando si segue una dieta con normali livelli di carboidrati, evitare concentrazioni elevate di glucosio ed insulina nel sangue, è un accorgimento utile alla prevenzione e alla gestione del diabete mellito, delle malattie cardiovascolari e possibilmente del sovrappeso e dell'obesità, come indica il "International Carbohydrate Quality Consortium".
Il monitoraggio continuo della concentrazione glicemica nelle 24 ore dopo l'assunzione di isomaltulosio in sostituzione al saccarosio indica una riduzione del profilo glicemico.
L'utilizzo dell'isomaltulosio al posto del saccarosio e di altri carboidrati consente la produzione di alimenti con IG inferiore.
Diversi studi forniscono prove di miglioramenti sia nel controllo della glicemia che nel metabolismo dei lipidi, in soggetti diabetici e non diabetici, a seguito del consumo regolare di isomaltulosio rispetto ad altri carboidrati come saccarosio, maltodestrina o glucosio.
Effetti dell'isomaltulosio sull'ossidazione dei grassi
Rispetto all'assunzione di altri carboidrati, quella di isomaltulosio è associata a tassi più elevati di ossidazione dei grassi e tassi più bassi di accumulo degli stessi nel tessuto adiposo.
L'equilibrio delle incretine GLP e GIP favorisce una secrezione più tardiva dell'insulina e blocca quella di glucagone. In questo modo vengono rallentate la sintesi e la liberazione di glucosio epatico.
Ciò comporta livelli glicemici ed insulinici inferiori, che consentono a sua volta di rilasciare più acidi grassi dal tessuto adiposo come fonte di energia.
Una minore concentrazione di insulina riduce anche l'ossidazione dei carboidrati, consentendo una maggior ossidazione degli acidi grassi.
Una minor concentrazione di insulina riduce anche il tasso di ricambio degli acidi grassi liberi nel fegato attraverso le VLDL plasmatiche e riduce l'immagazzinamento dei trigliceridi nel tessuto adiposo.
Ciò determina tassi più elevati di ossidazione lipidica dopo l'assunzione di isomaltulosio rispetto agli altri carboidrati. Come vedremo di seguito, ciò è stato dimostrato da vari studi.
Controllo del peso e composizione corporea
Alcuni studi hanno esaminato gli effetti sull'ossidazione lipidica e su altre risposte metaboliche quando si sostituiscono altri carboidrati con isomaltulosio, negli adulti sani o in sovrappeso, obesi, con o senza ridotta tolleranza al glucosio, sedentari.
Questi approfondimenti hanno dimostrato che l'isomaltulosio ha un ruolo nel ridurre l'adiposità, soprattutto centrale, in sostituzione al saccarosio o ad altri alimenti per la prima colazione.
Ciò è determinato, almeno in parte, da una risposta inferiore di GIP e più elevata di GLP-1 quando i carboidrati sono più lenti a digerire ed assorbire.
Attività fisica e nutrizione sportiva
Altri studi hanno esaminato i potenziali benefici del rilascio lento e prolungato di carboidrati durante l'attività fisica.
Utilizzando l'isomaltulosio al posto di altri carboidrati, si osservano tassi più elevati di ossidazione dei grassi anche durante le attività di resistenza, durante le quali è importante preservare il glicogeno.
Inoltre, se associato ad altri prodotti – ad esempio proteine – l'assunzione di isomaltulosio nel post-workout favorisce il recupero dall'esercizio motorio di resistenza.
Pazienti con diabete di tipo 1 impegnati in attività fisica
Nelle persone con diabete di tipo 1, l'assunzione di isomaltulosio al posto del glucosio in un carico moderato di carboidrati prima dell'esercizio migliora il controllo della glicemia e protegge dall'ipoglicemia mantenendo le prestazioni nella corsa.
Il minor rischio di ipoglicemia indotta dall'esercizio deriva, in parte, da un minor fabbisogno di insulina per iniezione (inferiore del 50%) quando si utilizza isomaltulosio, ma anche dal maggior contributo dell'ossidazione dei grassi al metabolismo energetico che preserva le riserve di glicogeno.
Performance cognitiva (umore e memoria)
L'apporto di glucosio da carboidrati alimentari può influenzare le prestazioni cognitive, con effetti sull'umore e sulla memoria, che sono stati dimostrati in diversi studi – svolti su bambini sani, adulti di mezza età e adulti anziani – confrontando l'isomaltulosio con i carboidrati ad alto indice glicemico a colazione.
Igiene orale
L'isomaltulosio è positivo per l'igiene orale.
La fermentazione dei carboidrati da parte dei batteri nella bocca (soprattutto sui denti) è responsabile della formazione della placca dentale e degli acidi orali.
L'acido avvia la demineralizzazione dei denti e la formazione di carie dentale.
L'isomaltulosio resiste ampiamente alla fermentazione da parte dei batteri orali ed è l'unico carboidrato del suo genere ad avere una produzione di acido trascurabile, come dimostrato dalla telemetria del pH.
La "Food and Drug Administration" e la "European Food Safety Authority" approvano la dicitura kind to teeth.
Utilizzi
Utilizzi dell’isomaltulosio
L'isomaltulosio è utilizzato in alimenti, bevande e prodotti salutistici.
Viene impiegato soprattutto come edulcorante naturale, anche se ha meno potere dolcificante del saccarosio.
L'isomaltulosio ha un bassissimo assorbimento di umidità (igroscopia), aspetto che gli conferisce estrema solubilità nelle polveri istantanee, facilmente utilizzabili nelle bevande.
È altamente stabile durante la lavorazione, comprese le variazioni di acidità e gli ambienti in cui i batteri potrebbero crescere facilmente.
Nelle bevande sportive, ad esempio, l'isomaltulosio mantiene perfettamente l'isotonicità.
Trova applicazione nei prodotti da forno, nelle glasse e altri prodotti per pasticceria, per la colazione, barrette, prodotti lattiero-caseari, confetteria (ad esempio cioccolatini, gelatine, confetture gommose e gomme da masticare o da masticare), dessert congelati, bevande a base di frutta, bevande al malto, bevande sportive, energetiche, istantanee e prodotti per regimi nutrizionali speciali e clinici.
L'isomaltulosio è consentito in alimenti e bevande di molte regioni del mondo. Ad esempio, è generalmente riconosciuto come sicuro (GRAS) dalla "Food and Drug Administration" statunitense, è approvato come "novel food" dalla "European Commission" e in Giappone gode dello status "FOSHU" (alimento per uso sanitario specifico).
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