イヌリン

イヌリン

識別子
CAS番号	9005-80-5 Y
チェムBL	チェルノブイリ原子力発電所 Y
ケムスパイダー	なし
ドラッグバンク	DB00638 Y
ECHA 情報カード	100.029.701
ケッグ	D00171
パブケム CID	24763
ユニ	ジョス53KRJ01 Y
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID70872610
プロパティ
化学式	C 6 n H 10 n +2 O 5 n +1
モル質量	ポリマー; nに依存
薬理学
ATCコード	V04CH01 ( WHO )
危険
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	1 1 0
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。 N 確認する （何ですか  ？） YN インフォボックス参照

イヌリンは、多くの種類の植物によって生成される天然に存在する多糖類のグループであり、^{[1]工業的には}チコリから最もよく抽出されます。^{[2]イヌリンは、}フルクタンと呼ばれる食物繊維のクラスに属します。イヌリンは、一部の植物によってエネルギーを貯蔵する手段として使用され、通常は根または根茎に含まれています。イヌリンを合成して貯蔵するほとんどの植物は、デンプンなどの他の形態の炭水化物を貯蔵しません。米国では、2018年に食品医薬品局が、加工食品の栄養価を向上させるために使用される食物繊維成分としてイヌリンを承認しました。 ^{[3]イヌリンを使用して}腎機能を測定することは、糸球体濾過率を推定する他の方法と比較するための「ゴールドスタンダード」です。^[4]

イヌリンは、アガベ、小麦、タマネギ、バナナ、ニンニク、アスパラガス、キクイモ、チコリなど36,000種以上の植物に含まれる天然の貯蔵炭水化物です。これらの植物では、イヌリンはエネルギー貯蔵庫として、また耐寒性の調節に使用されています。^{[5] [6]}イヌリンは水に溶けるため、浸透圧活性があります。特定の植物は、加水分解によってイヌリン分子の重合度を変えることで、細胞の浸透圧ポテンシャルを変えることができます。炭水化物の総量を変えずに浸透圧ポテンシャルを変えることで、植物は冬の寒さと干ばつに耐えることができます。^[7]

イヌリンは1804年にドイツの科学者ヴァレンティン・ローズによって発見された。彼は、沸騰水抽出によってイヌラ・ヘレニウムの^{根から「特異な物質」を発見した。 [7] [8]} 1920年代に、J・アーヴィンはメチル化などの化学的方法を使用してイヌリンの分子構造を研究し、この新しい無水フルクトースの単離方法を考案した。^{[8] [9] 1930年代の}腎尿細管の研究中に、研究者は尿細管に導入された後に再吸収または分泌されないバイオマーカーとして役立つ物質を探した。 ^{[10] [11]} ANリチャーズは、分子量が高く酵素に耐性があるため、イヌリンを導入した。^{[10]イヌリンは}腎臓の糸球体濾過率を決定するために使用される。^[12]

イヌリンは、フルクトース ポリマーの不均一な集合体です。これは、β(2,1)結合でつながれた鎖末端グルコシル 基と反復フルクトシル基から構成されています。 ^[13]標準的なイヌリンの重合度(DP)は2～60です。製造工程でDPが10未満の部分を除去した後、残った製品が高性能イヌリンです。^{[5] [6]}一部の論文では、DPが10未満の部分を短鎖フルクトオリゴ糖とみなし、より長鎖の分子のみをイヌリンと呼んでいます。^[7]

β(2,1)結合のため、イヌリンはヒトの消化器系の酵素によって消化されず、カロリー値の低減、食物繊維、プレバイオティクス効果などの機能特性に貢献しています。色や臭いがないため、食品の感覚特性にほとんど影響を与えません。オリゴフルクトースはスクロースの35%の甘さがあり、その甘味プロファイルは砂糖に似ています。標準的なイヌリンはわずかに甘いですが、高性能イヌリンはそうではありません。その溶解性は古典的な繊維よりも高いです。液体と完全に混合すると、イヌリンはゲルと脂肪に似た白いクリーム状の構造を形成します。不溶性のサブミクロン結晶イヌリン粒子からなる3次元ゲルネットワークは、大量の水を固定し、物理的安定性を保証します。^[14]また、泡やエマルジョンの安定性を向上させることもできます。^[6]

チコリの根は、イヌリンの商業生産のための主な抽出源です。イヌリンの抽出プロセスは、テンサイから砂糖を抽出するプロセスに似ています。^[5]収穫後、チコリの根はスライスされて洗浄され、溶媒（熱湯またはエタノール）に浸されます。^[15]その後、イヌリンが分離され、精製され、噴霧乾燥されます。イヌリンは、スクロースから合成することもできます。^[5]

イヌリンは、米国食品医薬品局（FDA）から一般に安全と認められる（GRAS）として異議なしのステータスを取得しており、^[16]長鎖イヌリンもGRASに含まれています。^[17] 21世紀初頭、加工食品へのイヌリンの使用は、製造に適応しやすい特性も一因でした。^[18] FDAは、加工食品の食物繊維価を高める成分としてイヌリンを承認しています。^[3]味は淡白なものからほのかに甘いもの（砂糖/スクロースの約10%の甘さ）まであります。砂糖、脂肪、小麦粉の代わりに使用できます。イヌリンには炭水化物（デンプン、砂糖）の25～35%の食物エネルギーが含まれているため、これは有利です。 ^{[19] [20]}多用途の成分であることに加えて、イヌリンはカルシウムの吸収を高め^[21]、おそらくマグネシウムの吸収を高め^{[22] 、腸内}細菌の増殖を促進するなどの栄養上の利点があります。^[18]チコリイヌリンは、カルシウムの吸収が低い若い女性^[23]と若い男性^[1]のカルシウムの吸収を高めることが報告されています。栄養学的には、可溶性繊維の一種と考えられており、プレバイオティクスに分類されることもあります。^{[18]逆に、}結腸で急速に発酵してガスを生成する炭水化物の一種であるFODMAPとも考えられています。^{[18] FODMAPは一部の人に特定の消化不良を引き起こす可能性がありますが、}腸内細菌叢に潜在的に好ましい変化をもたらし、結腸の健康維持に貢献します。^{[24] [25] [26]}

体内のフルクタン処理能力には限界があるため、イヌリンは血糖値の増加にほとんど影響を及ぼさず、メタボリックシンドロームなどの血糖値関連疾患の管理に役立つ可能性がある。^[27]

イヌリンとその類似体であるシニストリンは、糸球体濾過率（GFR）を測定することで腎機能の測定に役立てられています。GFRとは、単位時間あたりに腎臓の糸球体毛細血管からボーマン嚢に濾過される液体の量です。 [ 28 ^]

イヌリンはGFRを測定するためのゴールドスタンダードですが、検査の実施が困難で費用がかかることから、実際にはめったに使用されていません。イヌリンを注入するための静脈内（IV）アクセスと、4時間にわたって患者から最大12個の血液サンプルを採取する必要があります。^[29]ヒトの糸球体濾過率を決定するには、最初に大量のイヌリンを注入し、その後、尿中に失われたイヌリンを補う速度でイヌリンを一定量注入して、血漿中のレベルをほぼ一定に保ちます。^{[30] : 228}米国では、クレアチニンクリアランスがGFRの推定に広く使用されています。^[31]

2017年に実施された低～中程度の質の臨床試験研究の系統的レビューでは、イヌリン型フルクタンの食事性サプリメントを摂取すると、心血管疾患のバイオマーカーである低密度コレステロールの血中濃度が低下することが示されました。^[27]

1日15～50グラムのイヌリンを食事から摂取すると、排便頻度が増加します。^[32]イヌリンを食事で定期的に摂取した場合の副作用としては、イヌリンアレルギーのある人の場合、胃腸の不快感、膨満感、鼓腸、下痢、胃の炎症などが考えられます。 ^{[32] [33] [34]}

非加水分解イヌリンは、糖化と発酵を同時に行うことで直接エタノールに変換できるため、イヌリンを多く含む作物を燃料用のエタノールに変換できる可能性がある。^[35]

イヌリンは主にフルクトース単位（フルクタン）からなるポリマーで、通常は末端にグルコースがある。イヌリンのフルクトース単位はβ（2→1）グリコシド結合でつながっている。分子はほぼ完全に直鎖状で、分岐は数パーセントしかない。^{[36] : 58}一般に、植物性イヌリンには2～70個のフルクトース単位^{[36] : 58}が含まれており、時には200個に達することもある^{[37] : 17}が、10個未満の分子はフルクトオリゴ糖と呼ばれ、最も単純なのは2個のフルクトース単位と1個のグルコース単位を持つ1-ケストースである。細菌性イヌリンはより高度に分岐しており（分岐率が15%以上）、数十から数百個のサブユニットを含んでいる。^{[37] : 17}

イヌリンは次のように命名されます。nはフルクトース残基の数、py はピラノシルの略語です。

• 末端にグルコースを持つイヌリンは、 α -D-グルコピラノシル-[β-D-フルクトフラノシル](n-1)-D-フルクトフラノシドとして知られ、GpyFnと略されます。
• グルコースを含まないイヌリンは、 β -D-フルクトピラノシル-[D-フルクトフラノシル](n-1)-D-フルクトフラノシドであり、 FpyFnと略されます。

イヌリンを加水分解すると、重合度(DP) が 10 以下の オリゴマーであるフルクトオリゴ糖が生成されます。

イヌリンは、糸球体で完全に濾過されるものの、尿細管で分泌も再吸収もされないという点で、ネフロンによって独特な方法で処理されます。このイヌリンの特性により、イヌリンのクリアランスは、糸球体濾過率 (GFR) の非常に正確な測定値として臨床的に使用できます。GFR は、輸入細動脈からボーマン嚢に濾過される血漿の速度で、ml/分で測定されます。^{[引用が必要]}

イヌリンの特性をパラアミノ馬尿酸(PAH)の特性と比較すると参考になる。PAH は糸球体で血漿から部分的に濾過され、尿細管で再吸収されないが、これはイヌリンと同じである。PAH がイヌリンと異なるのは、糸球体を迂回してネフロンの尿細管細胞 (尿細管周囲毛細血管経由) に入る PAH の一部が完全に分泌される点である。したがって、PAH の腎クリアランスは腎血漿流量 (RPF) の計算に役立ち、経験的には (1-ヘマトクリット) と腎血流量の積である。注目すべきは、PAH のクリアランスは尿形成を司る腎臓の部分への RPF のみを反映しているため、実際の RPF を約 10% 過小評価する点である。^[38]

イヌリンまたはシニストリンによる GFR の測定は、依然としてゴールド スタンダードと考えられています。しかし、現在では、GFR の近似値となる他のより単純な測定法に大きく取って代わられています。これらの測定法は、EDTA、イオヘキソール、シスタチン C、¹²⁵ I -イオタラム酸(放射性イオタラム酸ナトリウム)、クロム放射性同位元素⁵¹ Cr (EDTA でキレート化)、クレアチニンなどの基質の除去を伴い、慢性腎臓病患者の大規模コホートでその有用性が確認されています。^{[引用が必要]}

イヌリンとクレアチニンの両方について、計算には尿と血清中の濃度が関係します。しかし、クレアチニンとは異なり、イヌリンは体内に自然には存在しません。これはイヌリンの利点（注入量がわかるため）であり、欠点（注入が必要であるため）でもあります。^{[引用が必要]}

イヌリンは、デンプンを消化するのに適応したヒトの酵素である プチアリンとアミラーゼでは消化されないため、消化器系の大部分をそのまま通過します。結腸でのみ、細菌がイヌリンを代謝し、大量の二酸化炭素、水素、および/またはメタンを放出します。イヌリンを含む食品は、特にイヌリンに慣れていない人にとってはガスがたまる可能性があるため、最初は適度に摂取する必要があります。^[要出典]

イヌリンは水溶性食物繊維で、水溶性、不溶性、難消化性デンプンの3種類の食物繊維のうちの1つです。水溶性食物繊維は水に溶けてゼラチン状の物質を形成します。一部の水溶性食物繊維は血中コレステロールや血糖値を下げる効果があると考えられています。^[39]

通常の消化ではイヌリンは単糖類に分解されないため、血糖値が上昇せず、糖尿病の管理に役立つ可能性があります。イヌリンは腸内細菌の増殖も刺激します。 [ ^{5]イヌリンは消化されずに}胃や十二指腸 を通過し、腸内細菌叢に非常によく利用されます。そのため、難消化性デンプンやその他の発酵性炭水化物に似ています。^{[引用が必要]}

伝統的な食事には、1日あたり20g以上のイヌリンまたはフルクトオリゴ糖が含まれているものもあります。チワワ砂漠の先史時代の狩猟採集民の食事には、1日あたり135gのイヌリン型フルクタンが含まれていたと推定されています。^{[40]チコリ、ニンニク、}ネギ など、イヌリンやフルクトオリゴ糖を自然に多く含む多くの食品は、何世紀にもわたって「健康促進剤」と見なされてきました。^[41]

2013年現在、プレバイオティクスを一つのクラスとして販売する際に健康強調表示を許可した規制当局はない。イヌリンの健康効果は小規模な臨床試験で研究されており、膨満感や鼓腸などの胃腸への悪影響を引き起こすが、トリグリセリド値や脂肪肝の発症には影響しないことが示された。また、旅行者下痢の予防や、青少年のカルシウム吸収を高める効果もある可能性がある。^[18]

イヌリンを高濃度に含む植物には以下のものがあります。

• アガベ（アガベ属）
• バナナとオオバコ（バショウ科）
• ゴボウ（Arctium lappa）
• カマス（Camassia spp.）
• チコリ( Cichorium intybus )
• コーンフラワー（エキナセア属）
• コスタス（Saussurea lappa）
• タンポポ（Taraxacum officinale）
• エルカマンペーン（Inula helenium）
• ニンニク（Allium sativum）
• グローブアーティチョーク( Cynara scolymus、Cynara Cardunculus var. scolymus )
• キクイモ( Helianthus tuberosus )
• ヒカマ（Pachyrhizus erosus）
• ヒョウタンボク（アルニカ・モンタナ）
• ヨモギの根 ( Artemisia vulgaris )
• タマネギ（Allium cepa）
• ワイルドヤム（Dioscorea spp.）
• ヤコン( Smallanthus sonchifolius )