Tema 2. Polisacáridos. Pectinas Inulinas Fructooligosacáridos y galactooligosacáridos Hemicelulosas

T. Girbes y P. Jiménez 

DETERMINANTES DE LA BIODISPONIBILIDAD DE LOS HIDRATOS DE CARBONO ALIMENTO 

T. Girbes y P. Jiménez 

DETERMINANTES DE LA BIODISPONIBILIDAD DE LOS HIDRATOS DE CARBONO

INDIVIDUO 

T. Girbes y P. Jiménez 

T. Girbes y P. Jiménez 

PECTINAS.  Las pectinas son polisacáridos de origen vegetal  presentes en las paredes celulares de todas las  plantas.  Comercialmente se utilizan las pieles de naranjas,  limones y manzanas por su riqueza en pectinas y  disponibilidad y por ser subproductos en la  fabricación de zumos.  La extracción se realiza en caliente y con  soluciones ácidas.  

T. Girbes y P. Jiménez 

ESTRUCTURA DE LAS PECTINAS. Las pectinas están constituidas por una cadena lineal de ácido D‐poligalacturónico con  uniones α(1‐4) con ramificaciones de azúcares de distinto tipo.  OH OH

OH OH

H

H

O

H

O

H

H

HO H H

OH

HO H

OH OH

H

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OH H

Entre las pectinas encontradas en las paredes celulares hay que distinguir varios tipos:  homogalacturonano (HG)  xylogalacturonano (XGA) apiogalacturonano (AG) rhamnogalacturonano I (RGI)  rhamnogalacturonano II (RGII)  Estos derivados de galacturonano se encuentran unidos covalentemente en cantidades  variables.  Típicamente HG es el componente más abundante constituyendo alrededor del 65% de la  pectina mientras que RGI constituye del 20% al 35%, y XGA, AG and RGII son componentes  minoritarios que representan menos del 10%. 

T. Girbes y P. Jiménez 

RG‐1

arabinanos

arabinanogalactanos

galactanos

ácido poli‐ramnogalacturónico

galactanos

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Las pectinas son por lo tanto galacturonanos substituidos muy complejos. La estructura  básica de la cadena lineal ácida que representa  el núcleo de las pectinas, así como la de las  pectinas con metilación variable.  Las pectinas pueden estar también en menor  medida acetiladas.

T. Girbes y P. Jiménez 

Cuando la metilación es superior al 50% de los grupos  carboxilos las pectinas se denominan de alta metilación o  alto metoxilo, mientras que cuando es menor se  denominan de baja metilación o bajo metoxilo.  Durante el proceso de extracción con ácidos se produce la  desmetilación parcial así como un cierto grado de  despolimerización que tiene como consecuencia el que las  pectinas aisladas para su comercialización sean en realidad  mezclas de polímeros de longitud y grado de metilación  variables. La estabilidad de las pectinas la pH es máxima en el  intervalo 3‐4 y pequeña a pH 1‐2.  Las pectinas tiene la propiedad de formar geles a pH 3 y  en presencia de iones Ca a valores de pH mayores. 

T. Girbes y P. Jiménez 

El pectinato cálcico que se forma precipita de  manera que esta propiedad puede utilizarse para  preparar pectinas altamente purificadas.  Las pectinas poco metiladas forman geles con  mayor facilidad que las altamente metiladas. Por  otro lado, las pectinas muy metiladas necesitan  azúcar además de cationes para formar geles  estables.  En general todos los geles que se forman con  pectinas son termorreversibles.  

T. Girbes y P. Jiménez 

Propiedades beneficiosas y terapéuticas. Como fibra Las pectinas poseen diversos efectos en la ingestión de los alimentos. Unos son por la  naturaleza polisacárida polihidroxilada que les permite retener grandes cantidades de agua  y además de otras substancias, en particular tóxicos y metales.  Las pectinas reducen la velocidad de digestión en el estómago y en el intestino delgado al  inmovilizar nutrientes por adsorción con lo que reducen también la velocidad de la absorción  de los productos de la digestión por la mucosa intestinal.  Cuanto mayor sea el espesor promedio de las capas de pectina que rodean a la masa de  alimento menor es la accesibilidad de las enzimas a los alimentos y por tanto menor la  velocidad de la actividad degradativa. 

T. Girbes y P. Jiménez 

La retención de agua por las fibras de pectina incrementa notablemente el volumen de la  masa de alimento lo que conlleva sensación de saciedad y por lo tanto reducción de la ingesta  de alimento.  ‐retraso notable del vaciado gástrico ‐reducción de la ingesta de calorías ‐muy útil en el tratamiento de los desórdenes de la sobrealimentación  El ser humano no posee aparato enzimático capaz de degradar las pectinas en la saliva, el  estómago y el intestino delgado. Por ello puede atravesar todo el tracto desde la boca al  intestino grueso. 

En el intestino grueso las pectinas se degradan gracias a la existencia de flora bacteriana con  la capacidad de descomponerlas y fermentarlas. Los productos finales más importantes son  CO2 y ácidos orgánicos de cadena corta tales como fórmico, acético, propiónico y butírico.   Las pectinas forman parte de la fibra alimentaria y contribuye en gran medida a los efectos  beneficiosos que se atribuye a la fibra.  ‐capacidad de ser fermentadas por las bacterias del colon ‐contribución de los productos de fermentación a los efectos bioquímicos  relacionados con la reducción de la concentración plasmática de colesterol.  T. Girbes y P. Jiménez 

Se estima que son necesarios por encima de los 6 gramos al día de pectina para observar  efectos sobre los niveles de colesterol.  Para ser apreciable esta ingesta debe ser continuada, por ejemplo podríamos hablar de no  menos de dos semanas.  Se ha observado que los efectos sobre el metabolismo del colesterol se ejercen por  disminución de los niveles de LDL.  No obstante en algunos estudios este efecto anticolesterolémico no aparece con claridad. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Como antitumoral Las pectinas de la piel de los cítricos modificadas por pH y temperatura presentan unas  propiedades que han resultado ser muy útiles para terapia anticancerosa, en concreto la  metástasis.  Se ha descrito que estas preparaciones  de pectina son capaces de inhibir la metástasis  experimental de melanoma, y tiene efectos in nitro e in vivo sobre carcinoma de próstata,  colocarcinoma, carcinoma de mama, mieloma múltiple y hemangiosarcoma.  Se cree que estos efectos están mediados por su capacidad de antagonista de la fijación de  galactósidos por la galectina‐3. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Aplicaciones industriales. Las pectinas tienen muchos usos industriales de  los que vamos a destacar unos cuantos.  Mermeladas y gelatinas Los alimentos que utilizan en mayor cantidad las  pectinas son las mermeladas y las “gelatinas”.  Las mermeladas consisten en preparados a base  de frutas poco cocinadas para que liberen sus  jugos y pectina solubilizada.  Las pectinas pueden añadirse al principio o  durante cualquier momento del proceso de  producción, en función de los requerimientos del  preparado. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Aplicaciones industriales. Las pectinas tienen muchos usos industriales de  los que vamos a destacar unos cuantos.  Mermeladas y gelatinas Los alimentos que utilizan en mayor cantidad las  pectinas son las mermeladas y las “gelatinas”.  Las mermeladas consisten en preparados a base  de frutas poco cocinadas para que liberen sus  jugos y pectina solubilizada.  Las pectinas pueden añadirse al principio o  durante cualquier momento del proceso de  producción, en función de los requerimientos del  preparado. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Las pectinas pueden añadirse como polvo mezclado con azúcar como medio de dispersión o  en solución. Interesa más añadir las pectinas en forma de solución concentrada para así  disponer de una preparación de pectina soluble para reducir la cantidad de calor necesaria  para disolverla, con lo cual se reducen también las posibles alteraciones promovidas por el  calor en los demás componentes de la preparación.  Se pueden conseguir disoluciones de pectina 4‐8% perfectamente soluble mediante la  mezcla de pectina y el agua en un mezclador de alta velocidad y después adición del azúcar. 

Estabilizador  autorizado para  helados, cremas  heladas y sorbetes 

T. Girbes y P. Jiménez 

El uso de las pectinas en preparados con baja concentración de azúcar e incluso sin azúcar se  incrementa de día en día debido a la necesidad de reducir la ingesta diaria de calorías. En  estos productos se utilizan geles de pectinato cálcico.  A veces se mezclan en estos preparados bajos en calorías las pectinas con otros polisacáridos,  como gomas naturales y carragenatos para dar mayor estabilidad bajo condiciones ácidas.  Las pectinas se utilizan también junto con los carragenatos para la preparación instantánea de  las denominadas gelatinas de panadería que se pueden añadir a numerosas preparaciones de  bollería y pastelería. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Productos congelados. Las pectinas se utilizan en alimentos congelados para retrasar la formación  y crecimiento de  cristales, así como la pérdida de la consistencia y de la forma del producto cuando se  descongela.  La firmeza de este tipo de productos se mantiene gracias a la acción gelificante de pectina y  calcio.  Estos geles reducen también las pérdidas de aroma durante la descongelación. Por otro lado,  el tratamiento de las frutas cortadas mediante un tratamiento con pectina y calcio las  mantiene más firmes.  Se utilizan también pectinas para estabilizar yogures de frutas y evitar así que sedimenten  en el envase. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Bebidas y salsas. Las pectinas se utilizan mucho en el sector de producción de bebidas sobre todo en  las de bajo contenido en azúcar. La reducción del contenido en azúcar puede cambiar la  sensación en boca y el cuerpo del preparado. Este efecto puede restaurarse mediante la  adición de pequeñas cantidades (0,05‐0,1%) de pectina altamente metilada.  En los zumos de frutas las pectinas cumplen el papel de evitar que los fragmentos  de pulpa sedimenten en los envases dando lugar a la formación de pulpa endurecida difícil de  dispersar por agitación. Las pectinas de baja metilación se utilizan también en la preparación de  determinadas salsas para barbacoa por la textura que les confiere y la liberación lenta de los  aromas de los componentes de las salsas. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Usos farmacéuticos. Las pectinas se utilizan también en la industria farmacéutica tanto por sus propiedades  gelificantes como absorbentes.  Las pectinas se pueden mezclar con diversas substancias para obtener efectos de lo más  variado. Por ejemplo, las pectinas mezcladas con hidróxido de aluminio y con óxido de  magnesio constituyen un preparado galénico de utilidad en el tratamiento y protección de  las úlceras gástrica y duodenal.  Las pectinas en combinación con la gelatina se utilizan para la encapsulación de fármacos de  liberación sostenida.  Una utilización novedosa es la formulación oral de preparados galénicos dirigidos al colon  con pectinas como único excipiente, que además al ser fermentable resulta doblemente útil.  Entre dichas formulaciones podemos citar tabletas, “pellets”, perlas de hidrogel y cubiertas  de pectina. Además se ha investigado la utilización de pectato cálcico como matriz de  liberación lenta de fármacos y fitoquímicos, por ejemplo el resveratrol.  Debido a la capacidad absorbente de las pectinas se utilizan también como secuestradoras de  metales pesados tales como plomo y mercurio para eliminarlos del tracto gastrointestinal.     T. Girbes y P. Jiménez 

Inulina y fructanos tipo inulina. Se denomina fructano a cualquier carbohidrato que tenga uno o más uniones fructosa‐ fructosa: por lo tanto, los fructanos son oligosacáridos de fructosa o polisacáridos de  fructosa de longitud variable lineares o ramificados con dos tipos de estructura, las inulinas  y los levanos.  Las inulinas o fructanos tipo inulina son carbohidratos polidispersos de unidades de  fructosa unidas por enlaces β(2‐1) de origen vegetal. Los levanos son carbohidratos de fructosa unidos por enlaces β(2‐6) de origen  fundamentalmente bacteriano y presente también en algunos hongos.  Ambos carbohidratos, inulinas y levanos se sintetizan de manera natural y artificial a partir  de unidades de sacarosa con donadores de fructosa mediante las enzimas sacarosa‐sacarosa  fructosil‐transferasa.  El grado de polimerización de los levanos es de hasta 100.000 unidades, mientras que el de  las inulinas es de hasta 150. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Fuentes naturales.   Los fructanos de plantas se encuentran ampliamente distribuidos en mono y  dicotiledóneas. Abundan en las familias Liliaceae, Amaryllidaceae, Gramineae y  Compositae.  Varias plantas ricas en fructanos son comestibles totalmente o algunas de sus partes, por  ejemplo, las raíces de achicoria, los espárragos, el apio, las cebollas, las alcachofas, etc.  Algunas especies son de utilidad industrial no alimentaria, en particular aquellas que  acumulan inulinas en partes que permiten una fácil extracción y purificación de los  carbohidratos, por ejemplo, los bulbos, tubérculos, raíces tuberosas, etc.  Desde el punto de vista industrial se utilizan tres plantas ricas en inulina, el agave (Agave  azul tequilana), la aguaturma (Helianthus tuberosus) y la achicoria (Cichorium intybus). El  agave se utiliza para la fabricación d la tequila mediante fermentación del jugo de agave  por la levadura Kluyveromyces marxianus que se encuentra de manera natural en la  superficie de la planta. La achicoria es la fuente más utilizada para la obtención de inulina. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Fuentes naturales.   Los fructanos de plantas se encuentran ampliamente distribuidos en mono y  dicotiledóneas. Abundan en las familias Liliaceae, Amaryllidaceae, Gramineae y  Compositae.  Varias plantas ricas en fructanos son comestibles totalmente o algunas de sus partes, por  ejemplo, las raíces de achicoria, los espárragos, el apio, las cebollas, las alcachofas, etc.  Algunas especies son de utilidad industrial no alimentaria, en particular aquellas que  acumulan inulinas en partes que permiten una fácil extracción y purificación de los  carbohidratos, por ejemplo, los bulbos, tubérculos, raíces tuberosas, etc.  Desde el punto de vista industrial se utilizan tres plantas ricas en inulina, el agave (Agave  azul tequilana), la aguaturma (Helianthus tuberosus) y la achicoria (Cichorium intybus). El  agave se utiliza para la fabricación d la tequila mediante fermentación del jugo de agave  por la levadura Kluyveromyces marxianus que se encuentra de manera natural en la  superficie de la planta. La achicoria es la fuente más utilizada para la obtención de inulina. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Fuentes naturales.   Los fructanos de plantas se encuentran ampliamente distribuidos en mono y  dicotiledóneas. Abundan en las familias Liliaceae, Amaryllidaceae, Gramineae y  Compositae.  Varias plantas ricas en fructanos son comestibles totalmente o algunas de sus partes, por  ejemplo, las raíces de achicoria, los espárragos, el apio, las cebollas, las alcachofas, etc.  Algunas especies son de utilidad industrial no alimentaria, en particular aquellas que  acumulan inulinas en partes que permiten una fácil extracción y purificación de los  carbohidratos, por ejemplo, los bulbos, tubérculos, raíces tuberosas, etc.  Desde el punto de vista industrial se utilizan tres plantas ricas en inulina, el agave (Agave  azul tequilana), la aguaturma (Helianthus tuberosus) y la achicoria (Cichorium intybus). El  agave se utiliza para la fabricación d la tequila mediante fermentación del jugo de agave  por la levadura Kluyveromyces marxianus que se encuentra de manera natural en la  superficie de la planta. La achicoria es la fuente más utilizada para la obtención de inulina. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Fuentes naturales.   Los fructanos de plantas se encuentran ampliamente distribuidos en mono y  dicotiledóneas. Abundan en las familias Liliaceae, Amaryllidaceae, Gramineae y  Compositae.  Varias plantas ricas en fructanos son comestibles totalmente o algunas de sus partes, por  ejemplo, las raíces de achicoria, los espárragos, el apio, las cebollas, las alcachofas, etc.  Algunas especies son de utilidad industrial no alimentaria, en particular aquellas que  acumulan inulinas en partes que permiten una fácil extracción y purificación de los  carbohidratos, por ejemplo, los bulbos, tubérculos, raíces tuberosas, etc.  Desde el punto de vista industrial se utilizan tres plantas ricas en inulina, el agave (Agave  azul tequilana), la aguaturma (Helianthus tuberosus) y la achicoria (Cichorium intybus). El  agave se utiliza para la fabricación d la tequila mediante fermentación del jugo de agave  por la levadura Kluyveromyces marxianus que se encuentra de manera natural en la  superficie de la planta. La achicoria es la fuente más utilizada para la obtención de inulina. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Fuentes naturales.   Los fructanos de plantas se encuentran ampliamente distribuidos en mono y  dicotiledóneas. Abundan en las familias Liliaceae, Amaryllidaceae, Gramineae y  Compositae.  Varias plantas ricas en fructanos son comestibles totalmente o algunas de sus partes, por  ejemplo, las raíces de achicoria, los espárragos, el apio, las cebollas, las alcachofas, etc.  Algunas especies son de utilidad industrial no alimentaria, en particular aquellas que  acumulan inulinas en partes que permiten una fácil extracción y purificación de los  carbohidratos, por ejemplo, los bulbos, tubérculos, raíces tuberosas, etc.  Desde el punto de vista industrial se utilizan tres plantas ricas en inulina, el agave (Agave  azul tequilana), la aguaturma (Helianthus tuberosus) y la achicoria (Cichorium intybus).  El agave se utiliza para la fabricación d la tequila mediante fermentación del jugo de agave  por la levadura Kluyveromyces marxianus que se encuentra de manera natural en la  superficie de la planta. La achicoria es la fuente más utilizada para la obtención de inulina. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Estructuras. La inulina de achicoria está formada por dos tipos de estructuras, mezcladas, denominadas  GpyFn y FpyFn GpyFn: α‐D‐glucopiranosil‐[β‐D‐fructofuranosil]n‐1‐D‐fructofuranosido‐……  FpyFn: (β‐D‐fructopyranosil‐[α‐D‐fructofuranosil]n‐1‐D‐fructofuranosido‐……  HO

El número de unidades de fructosa  va desde 2 a más de 70

CH2 O

O

OH

OH

HO OH HO

H2C

O

O

HO

CH2

CH2

OH HO

H2C

OH

HO

H2C

OH CH2

OH

O

O

CH2

OH

O HO

O

H2C

O O

OH

OH CH2

OH

T. Girbes y P. Jiménez 

GpyFn

CH2 OH

OH

FpyFn

OH

La inulina de achicoria posee un grado de polimerización de 10 a  20 unidades de fructosa.  Hay que resaltar que la achicoria contiene inulinasa que es capaz  de degradar la inulina por lo que antes de la extracción del  carbohidrato hay que inactivar el enzima.  No obstante en usos industriales se degrada parcialmente la  inulina para dar carbohidrato de grado de polimerización medio  de 5 (cadenas de 2 a 10 unidades de fructosa). 

T. Girbes y P. Jiménez 

Fructanos dietarios Tres son los denominados fructanos dietarios:  ‐las inulinas (INU) ‐los fructooligosacáridos derivados de inulina (OFr)  ‐los fructooligosacáridos sintéticos que son sintetizados a partir de sacarosa (SFr).  Los grados de polimerización son en promedio 10‐20 en las INU, 2‐10 en los OFr y de 2‐4 en  los SFr.  Los OFr se obtienen de las INU mediante hidrolisis enzimática parcial por una endo‐inulinasa y separación durante los procedimientos de obtención industrial. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Estabilidad intestinal de la inulina y sus derivados. Debido a la especial configuración de los enlaces tipo β(2‐1) entre las unidades de fructosa,  las inulinas son prácticamente resistentes a la acción de las glicosidasas digestivas  humanas, α‐glucosidasa, maltasa‐isomaltasa y sacarasa, que son específicas de los enlaces  de tipo α.  Esta es la razón por la cual las inulinas y sus derivados han sido clasificados como  oligosacáridos no digeribles.  En el intestino grueso las inulinas resultan degradadas y fermentadas por la flora bacteriana  rindiendo como productos finales CO2, H2 y los ácidos de cadena corta, acético, propiónico,  butírico y láctico esencialmente, con algo de fórmico.  Estos ácidos orgánicos estimulan el crecimiento de las bifidobacterias en otros tipos  bacterianos y con ello se comportan como agentes prebióticos.  Los prebióticos se definen como ingredientes no digeribles de los alimentos que benefician al  huésped al estimular el crecimiento y la actividad de un tipo de bacteria en el colon que  contribuye a la mejora de la salud.

T. Girbes y P. Jiménez 

Efectos fisiológicos en los seres humanos. Las inulinas son ingredientes de los alimentos de baja energía con un contenido calórico de  1‐2 kcal/g lo que supone aproximadamente el 50 % de los valores para carbohidratos  digestibles.  Aproximadamente el 95 % de los ácidos producidos por la fermentación son absorbidos por el  colon y contribuyen a la salud del epitelio intestinal.  Curiosamente, la suplementación de inulina conduce al incremento de la secreción de  sialomucina.  Los efectos de la ingestión de inulina sobre la disponibilidad de minerales son muy  importantes. La inulina como polisacárido polihidroxilado es capaz de fijar y retener cationes  metálicos, en particular calcio, magnesio y hierro, formando complejos que migran hasta el  colon. Allí, la inulina se degrada en la fermentación y los cationes se liberan.  La fermentación afecta a la biodisponiblidad de estos cationes esencialmente provocando el  descenso del pH que favorece la ionización de los minerales y su absorción por los sistemas de  transporte. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Efectos fisiológicos en los seres humanos (II). El incremento de la concentración de calcio, magnesio y hierro en el colon favorece el  recambio celular del epitelio intestinal y contribuye sobremanera a la salud del mismo.  Además, una alta concentración de calcio en el colon promueve la formación de jabones  insolubles con los ácidos grasos de cadena larga reduciendo así la ingesta calórica Produce también sales cálcicas insolubles con los ácidos biliares reduciendo la formación de  substancias carcinogénicas como colantrenos y norcolenos.          En resumen la mayor parte de los efectos de las inulinas son los mismos que los de sus  derivados de menor grado de polimerización

T. Girbes y P. Jiménez 

Aplicaciones en la industria alimentaria. Los fructanos entre los que se incluyen las inulinas y sus derivados se consideran ingredientes  naturales (INU y OFr) y nuevos ingredientes (SFr).  Su utilización está esencialmente en que son indigeribles en el intestino delgado pero son  fermentables en el intestino grueso.  Estos carbohidratos reúnen las características para ser considerados ingredientes de  alimentos funcionales para los cuales se permite realizar alegaciones de salud justificadas. Las inulinas se utilizan como sustituto de la grasa, como agentes texturizantes, como  estabilizadores de espumas, en la producción de postres, mermeladas y gelatinas, en la  producción de productos de bollería y pastelería, así como en la preparación de alimentos  infantiles. Al ser considerado ingrediente funcional se puede añadir a una gran variedad de alimentos  preparados. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Fructoligosacaridos.

Los oligosacáridos son carbohidratos formados por unas pocas unidades de monosacárido.  Los fructooligosacáridos (FOS) son carbohidratos formados por unidades de fructosa en  número variable (de 3 a 5) unidas a una unidad de glucosa terminal, que se encuentran en  los vegetales y que pueden aparecer en procesos de degradación industrial.  Se denominan fructooligosacáridos y tienen actividad biológica como prebióticos, de ahí su  importancia. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Los fructooligosacáridos más habituales en los alimentos  son kestosa (GF2), nistosa (GF3) y fructosil‐nistosa (GF4).    

HO

CH2 O

OH HO

CH2

OH HO HO

H2C

O

OH

OH OH

CH2 O

HO

H2C

CH2

OH

HO

HO

O

O

CH2

CH2

HO

O

H2C

O

O

O

OH OH

OH HO OH HO

H2C

CH2 O

O

OH HO

H2C

HO

H2C

H2C

O

O OH

OH

CH2

CH2

CH2

OH

OH

O HO

O

H2C

HO

O

O

OH

H2C

CH2

OH CH2

CH2

OH

OH

OH

O

O

OH

OH

GF2

HO

O O

OH OH

CH2 HO

CH2

GF3 OH

T. Girbes y P. Jiménez 

GF4

OH

Los galactooligosacáridos (GOS) son carbohidratos formados por unidades de galactosa  formados a partir de lactosa, por lo que tienen una glucosa terminal.  El proceso consiste en la transferencia de unidades de galactosa a una unidad de lactosa  [β‐D‐Gal(1‐4)‐α‐D‐glu] con lo que se obtiene el galactooligosacárido [α‐D‐Glu(1‐4)‐((β‐D‐ Gal(1‐6)‐)n], siendo n=2‐5.  El enzima responsable de esta transferencia es la β‐galactosidasa denominada también  lactasa. Estos productos se encuentran en la leche pero se puede preparar fácilmente  mediante la incubación de la lactosa con el enzima. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Los oligosacáridos no se hidrolizan ni en el estómago ni en el intestino delgado, por lo que al  igual que las inulinas, gomas y mucílagos, llegan intactos al intestino grueso en donde son  fermentados por la flora intestinal.  Al igual que otros carbohidratos fermentables los productos de la fermentación son CO2, H2 y los ácidos de cadena corta, acético, propiónico, butírico y láctico esencialmente, con algo  de fórmico.  Por lo tanto se les puede definir como carbohidratos no digestibles fermentables.      En general los FOS y los GOS son buenos substratos para las bacterias de las especies  Bifidobacterium y Bacteroides ya que poseen los enzimas necesarios para metabolizarlos y  utilizar los productos de la fermentación para su crecimiento y desarrollo como  componentes importantes de la flora intestinal. En contraste no son buenos substratos para  Escherichia coli y Clostridium perfringens que carecen de los enzimas necesarios para su  degradación y metabolismo.  ‐Competencia por el habitat con las bacteria patógenas ‐Inmunoestimulación ‐Producción de ácidos orgánicos que disminuyen el pH ‐Reducción de la producción de carcinogénicos a partir de sales de ácidos biliares T. Girbes y P. Jiménez 

La fermentación de los FOS y GOS produce ácidos grasos de cadena corta que ejercen efectos  positivos sobre el colon.  La modificación de la flora intestinal está asociada con un descenso en el pH fecal desde 7,5 a  5,6 aproximadamente.  La acidificación promovida por las bifidobacterias crea un ambiente desfavorable para el  crecimiento de los microorganismos patógenos, así como la formación de carcinógenos  derivados de los alimentos y de las sales biliares que se ve favorecida por el pH alcalino. 

Los FOS incrementan la expresión (inducción de la síntesis de enzimas) y la liberación  (secreción de enzimas) en las heces de enzimas relacionadas con su degradación  (fructooligohidrolasas). 

T. Girbes y P. Jiménez 

Se cree que la proliferación de bifidobacterias previene también la denominada diarrea  autogénica como se ha podido observar en niños alimentados con leche humana versus leche  preparada.  Por esta razón existe la tendencia a suplementar la leche preparada con galactooligosacáridos.  La ingestión de oligosacáridos al promover la reducción del pH por la fermentación  incrementan la absorción de dos minerales esenciales como son el calcio y el hierro.  Un fenómeno muy importante relacionado con la fibra alimentaria en general, y con los  oligosacáridos en particular, es su papel en el estreñimiento.  El carácter polihidroxilado de estos carbohidratos determina la absorción de gran cantidad de  agua por la masa fecal y por lo tanto su plasticidad.  Además, los ácidos grasos de cadena corta producidos estimulan los movimientos  peristálticos del intestino que junto con la mayor humedad y plasticidad de las heces reduce  notablemente el estreñimiento y las patologías derivadas como son por ejemplo, las  hemorroides y la hernia de hiato.            

T. Girbes y P. Jiménez 

Dos efectos importante del consumo de oligosacáridos son la reducción del colesterol  plasmático promovido por los cambios beneficiosos de la flora intestinal, en particular el  enriquecimiento en Lactobacillus acidophillus, y la reducción de la carcinogénesis derivada  probablemente de un aumento de la inmunidad y una reducción de la producción de  substancias carcinogénicas derivadas de los alimentos y de las propias sales biliares.  Otro aspecto que no puede pasar desapercibido es que las bifidobacterias producen  vitaminas B1, B2, B6, B12, ácido nicotínico y ácido fólico.  Por ello el mantenimiento de una buena salud en cuanto a flora intestinal se refiere asegura  un buen complemento vitamínico de los alimentos.  Este efecto es muy relevante por cuanto después de determinados tratamientos  farmacológicos, por ejemplo con antibióticos, se reduce la flora intestinal notablemente y  en estas ocasiones la restauración de una flora bacteriana adecuada y beneficiosa es  esencial.  Por ello en estas situaciones se suele recomendar la ingestión de yogures fortificados con  prebióticos y probióticos. 

T. Girbes y P. Jiménez 

Hemicelulosas Mezcla de polímeros químicamente heterogéneos Representan 15‐35% de la biomasa vegetal Las más abundantes son xilanos, glucomananos y galactoglucomananos (paredes  celulares secundarias)  xilanos: 20‐30% de la biomasa de los tejidos duros y de las plantas herbáceas glucomananos y galactoglucomananos: tejidos blandos y poca cantidad en  tejidos duros  arabinogalactano (AG) ‐ tejidos blandos, GP 100‐600  glucuronoarabinoxylano (GAX) ‐ 15‐30 % biomasa seca, cereales  glucoxilano (GX) ‐ 15‐30% biomasa seca, tejidos duros, GP 100‐200 arabinoxilano (AX) ‐ 0,15‐30% biomasa seca, cereales

T. Girbes y P. Jiménez 

Xiloglucano (XG) 2‐25% biomasa seca Tejido duros y plantas herbáceas

α‐L‐Fucp

β‐D‐Xylp

β‐D‐Xylp

β‐D‐Xylp

β‐D‐Xylp

β‐D‐Xylp

β‐D‐Xylp

β‐D‐Glcp

β‐D‐Glcp

β‐D‐Glcp

β‐D‐Glcp

β‐D‐Glcp

β‐D‐Glcp

T. Girbes y P. Jiménez 

Glucomanano (GM) 2‐5% biomasa seca Tejidos blandos y duros GP 40‐70

β‐D‐Glcp

β‐D‐Manp

β‐D‐Glcp

β‐D‐Manp

β‐D‐Glcp

β‐D‐Manp

Intoxicación grave por inhalación  de polvo de glucomanano

Amorphophallus konjac

T. Girbes y P. Jiménez 

Galactoglucomanano (GGM) 10‐25% biomasa seca Tejidos blandos GP 40‐100

AC β‐D‐Glcp

β‐D‐Manp

β‐D‐Glcp

AC

β‐D‐Manp

T. Girbes y P. Jiménez 

β‐D‐Manp