ไอโซมอลทูโลส

ไอโซมอลทูโลส (อังกฤษ: Isomaltulose) คือคาร์โบไฮเดรต (carbohydrate) ประเภทไดแซคคาไรด์ (disaccharide) ที่ประกอบด้วยกลูโคสและฟรุกโตสอย่างละ 1 โมเลกุล ต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิกชนิดแอลฟา-1,6 (alpha-1,6-glycosidic bond) ซึ่งสามารถพบได้น้อยในธรรมชาติ เช่น น้ำผึ้ง และน้ำอ้อย เป็นต้น ไอโซมอลทูโลสถูกพัฒนาและผลิตขึ้นครั้งแรกในประเทศไทยเมื่อปี พ.ศ. 2547

ไอโซมอลทูโลส
ชื่อตาม IUPAC	6-O-α-D-Glucopyranosyl-D-fructose
ชื่ออื่น	พาลาติโนส
เลขทะเบียน
เลขทะเบียน CAS	[13718-94-0]^[CAS]
PubChem	83686
EC number	237-282-1
ChemSpider ID	75509
คุณสมบัติ
สูตรโมเลกุล	C12H22O11
มวลโมเลกุล	342.3 g mol^−1
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa
สถานีย่อย:เคมี

คุณสมบัติ

ไอโซมอลทูโลสผลิตจากน้ำตาลทรายที่ผ่านกระบวนการทางชีวภาพโดยใช้เอนไซม์ ทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีของน้ำตาลซูโครส ส่งผลให้พันธะระหว่างโมเลกุลของกลูโคสและฟรุกโตสแข็งแรงมากขึ้น จากโครงสร้างนี้ทำให้ไอโซมอลทูโลสถูกย่อยและดูดซึมได้ช้าภายในระบบทางเดินอาหารของร่างกาย และมีรสชาติหวานน้อยกว่าน้ำตาลทรายครึ่งหนึ่ง เมื่อรับประทานแล้วส่งผลต่อระดับน้ำตาลในเลือดน้อยกว่าเมื่อเทียบกับการบริโภคน้ำตาลทรายและกลูโคสอย่างชัดเจน ทำให้ได้ค่าดัชนีน้ำตาลเท่ากับ 38 ดังนั้นไอโซมอลทูโลสจึงถูกจัดเป็นอาหารที่อยู่ในกลุ่มดัชนีน้ำตาลต่ำ (low GI) ซึ่งมีคุณสมบัติในการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดให้คงที่สม่ำเสมอกว่าคาร์โบไฮเดรตชนิดอี่น การให้พลังงานที่สม่ำเสมอของไอโซมอลทูโลสนี้ช่วยให้สมองและกล้ามเนื้อทํางานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ช่วยลดความเสี่ยงต่อการเกิดโรคเบาหวานและภาวะแทรกซ้อนต่าง ๆ อีกทั้งเพิ่มการเผาผลาญพลังงานจากไขมันในร่างกาย และไม่ทําให้ฟันผุ

ไอโซมอลทูโลสสามารถทนต่อความเป็นกรด-ด่างที่ pH มากกว่า 3.0 และทนอุณหภูมิในการแปรรูปสูงถึง 120 องศาเซลเซียส โดยโครงสร้างไม่สลายตัว ปัจจุบันไอโซมอลทูโลสผ่านการรับรองโดยองค์การอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (FDA) ว่าสามารถใช้เติมลงไปในอาหารได้อย่างปลอดภัย (Generally Recognized as Safe ; GRAS) สำหรับประเทศไทยไอโซมอลทูโลสถูกจัดอยู่ในหมวดอาหารทั่วไปโดยสํานักงานคณะกรรมการอาหารและยา อีกทั้งยังได้รับการขึ้นทะเบียนเป็นอาหาร และอาหารเพื่อสุขภาพหรืออาหารชนิดใหม่จากองค์การอาหารและยาในหลายประเทศ  เช่น ญี่ปุ่น สหภาพยุโรป ออสเตรเลียและนิวซีแลนด์ เป็นต้น

แหล่งพลังงานจากคาร์โบไฮเดรต

ไอโซมอลทูโลส จัดเป็นคาร์โบไฮเดรตที่ร่างกายสามารถย่อยและดูดซึมได้สมบูรณ์ในลำไส้เล็ก โดยเอนไซม์ที่ชื่อว่าไอโซมอลเทส (isomaltase) ที่อยู่บนผนังลำไส้เล็ก ซึ่งเอนไซม์จะย่อยพันธะไกลโคซิดิกชนิดแอลฟา-1,6 ของน้ำตาลไอโซมอลทูโลส ได้เป็นโมเลกุลกลูโคสและฟรุกโตสและถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดซึ่งเหมือนกับผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการย่อยน้ำตาลทราย

ด้วยคุณสมบัติการเป็นคาร์โบไฮเดรต ไอโซมอลทูโลสให้พลังงาน 4 กิโลแคลอรี่ต่อน้ำหนัก 1 กรัม เทียบเท่ากับพลังงานจากน้ำตาลทราย หรือข้าวแป้งทั่วไป

ให้พลังงานอย่างต่อเนื่องยาวนาน

จากการศึกษาพบว่าไอโซมอลทูโลสจะถูกย่อยด้วยเอนไซม์ไอโซมอลเทส ซึ่งกระบวนการย่อยนี้จะช้ากว่าการย่อยน้ำตาลทรายด้วยเอนไซม์ซูเครส (sucrase) ถึง 4.5 เท่า ทำให้ไอโซมอลทูโลสถูกสลายเป็นพลังงานให้แก่ร่างกายอย่างช้า ๆ สม่ำเสมอและยาวนาน

ส่งผลต่อระดับน้ำตาลและระดับอินซูลินในเลือดในระดับต่ำ

ระดับน้ำตาลและอินซูลินในเลือดหลังการรับประทานไอโซมอลทูโลสต่ำกว่าการทานน้ำตาลทรายและกลูโคสทั่วไป จากการศึกษาในคนไทยพบว่าไอโซมอลทูโลสมีค่าดัชนีน้ำตาลเท่ากับ 38 ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำตาลทรายและกลูโคสที่มีค่าดัชนีน้ำตาลเท่ากับ 65 และ 100 ตามลำดับ พบว่าไอโซมอลทูโลสส่งผลให้ระดับน้ำตาลในเลือดค่อย ๆ เพิ่มขึ้น และไม่ส่งผลให้เกิดภาวะน้ำตาลในเลือดสูง (hyperglycemia) เมื่อเปรียบเทียบกับน้ำตาลทรายและกลูโคส

อินซูลิน คือฮอร์โมนทีหลั่งจากตับอ่อน ทำหน้าที่เก็บน้ำตาลในเลือดเข้าสู่เนื้อเยื่อต่าง ๆ เพื่อเผาผลาญเป็นพลังงานแก่ร่างกาย และช่วยรักษาสมดุลของระดับน้ำตาลในเลือด ซึ่งการศึกษาในผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่ 2 พบว่า หลังจากรับประทานไอโซมอลทูโลส ร่างกายหลั่งอินซูลินน้อยกว่าอย่างชัดเจนเมื่อเทียบกับการรับประทานน้ำตาลทราย แสดงให้เห็นว่าไอโซมอลทูโลสส่งผลให้ตับอ่อนทำงานหนักน้อยกว่าน้ำตาลทราย และช่วยชะลอความเสี่ยงการเป็นเบาหวานอันเนื่องมาจากความเสื่อมของตับอ่อน

ไอโซมอลทูโลสส่งผลเพิ่มการหลั่งฮอร์โมนอินครีตินชนิด GLP-1 มากขึ้นถึง 2 เท่า เมื่อเปรียบเทียบกับการทานน้ำตาลทรายทั่วไป ซึ่ง GLP-1 เป็นฮอร์โมนที่มีบทบาทสำคัญในการรักษาระดับน้ำตาลในเลือด โดยการดึงน้ำตาลเข้าสู่เซลล์ และลดการปลดปล่อยน้ำตาลเข้าสู่กระแสเลือด

เพิ่มการเผาผลาญไขมันในร่างกาย

เนื่องจากไอโซมอลทูโลสถูกย่อยและดูดซึมเข้าสู่ร่างกายอย่างช้า  และผลจากการที่ร่างกายหลั่งอินซูลินออกมาน้อยลง ทำให้อัตราการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตเป็นพลังงานในร่างกายลดลง จากกลไกเหล่านี้จึงส่งผลให้ร่างกายมีการนำไขมันที่ถูกเก็บไว้ในเซลล์ไขมันออกมาเผาผลาญเป็นพลังงานแทน ซึ่งอัตราการเผาผลาญไขมันที่เกิดขึ้นนี้ สูงกว่าอัตราการเผาผลาญเมื่อทานน้ำตาลทรายทั่วไปถึงร้อยละ 20 ทั้งนี้เมื่อกรดไขมันในเลือดและเซลล์ไขมันถูกดึงไปสลายเป็นพลังงาน ส่งผลให้ระดับไตรกลีเซอไรด์ลดลง และลดการสะสมไขมันในตับและเซลล์ไขมันในร่างกาย

เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของสมอง

อัตราการดูดซึมน้ำตาลเข้าสู่ร่างกายมีผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของสมอง ด้วยคุณสมบัติของไอโซมอลทูโลสที่มีค่าดัชนีน้ำตาลต่ำทำให้ร่างกายดูดซึมเข้าสู่ร่างกายช้า งานวิจัยในเด็กอายุ 5-11 ปี พบว่าการรับประทานอาหารที่มีส่วนประกอบของไอโซมอลทูโลสมีส่วนช่วยเสริมความจำและทำให้อารมณ์ดีขึ้น ภายหลังจากการทานอาหารเช้า 3 ชั่วโมง เมื่อเปรียบเทียบกับอาหารที่มีส่วนประกอบของน้ำตาลทราย

ไม่ทำให้ฟันผุ

ไอโซมอลทูโลสไม่ทำให้ฟันผุ เนื่องจากจุลินทรีย์ในช่องปากไม่สามารถย่อยสลายไอโซมอลทูโลสได้ จึงไม่ก่อให้เกิดการสร้างคราบพลัคและกรดมาทําลายสารเคลือบฟัน ที่เป็นต้นเหตุหลักของฟันผุ

การนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์อาหาร

ไอโซมอลทูโลสถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มหลากหลายชนิด เช่น ขนมหวานเบเกอรี่ ขนมเด็ก น้ำผลไม้ เครื่องดื่มสำหรับผู้ออกกำลังกาย เครื่องดื่มชูกำลัง อาหารเสริมสูตรดื่ม ผลิตภัณฑ์ทดแทนมื้ออาหาร อาหารทางการแพทย์ และผลิตภัณฑ์สำหรับออกกำลังกาย เป็นต้น อีกทั้งยังเป็นส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์อาหารสุขภาพ (Functional Food) เป็นอาหารทางเลือกที่มีค่าดัชนีน้ำตาลต่ำสำหรับผู้บริโภคที่ต้องการควบคุมอาหาร ควบคุมะระดับน้ำตาลในเลือด และลดความเสี่ยงต่อโรคเรื้อรังต่าง ๆ เช่น โรคเบาหวาน โรคความดันโลหิตสูงและโรคอ้วน เป็นต้น

อ้างอิง

1. Siddiqui, I. R.; Furgala, B. (January 1967). "Isolation and Characterization of Oligosaccharides from Honey. Part I. Disaccharides". Journal of Apicultural Research (ภาษาอังกฤษ). 6 (3): 139–145. doi:10.1080/00218839.1967.11100174. ISSN 0021-8839.
2. ผศ. ดร. วันทนีย์ เกรียงสินยศ. (2553) การศึกษาค่าดัชนีน้ำตาล การเปลี่ยนแปลงระดับน้ำตาลและการเผาผลาญสารอาหารเพื่อนำไปใช้เป็นพลังงานภายหลังการรับประทานน้ำตาลไอโซมอลตูโลส. มหาวิทยาลัยมหิดล, สถาบันโภชนาการ.
3. Sentko, Anke; Willibald-Ettle, Ingrid (2012-07-16), O'Donnell, Kay; Kearsley, Malcolm W. (บ.ก.), "Isomaltulose", Sweeteners and Sugar Alternatives in Food Technology, Wiley-Blackwell, pp. 397–415, doi:10.1002/9781118373941.ch18, ISBN 978-1-118-37394-1, สืบค้นเมื่อ 2021-03-03
4. Nutrition, Center for Food Safety and Applied (2020-08-04). "GRAS Notice Inventory". FDA (ภาษาอังกฤษ).
5. Winger, Ray (September 2003). "Australia New Zealand Food Standards Code". Food Control. 14 (6): 355. doi:10.1016/s0956-7135(03)00044-6. ISSN 0956-7135.
6. Lina, B.A.R.; Jonker, D.; Kozianowski, G. (October 2002). "Isomaltulose (Palatinose®): a review of biological and toxicological studies". Food and Chemical Toxicology (ภาษาอังกฤษ). 40 (10): 1375–1381. doi:10.1016/S0278-6915(02)00105-9.
7. Lyn O'Brien Nabors (2012). Alternative sweeteners (4th ed.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 1-4398-4615-4. OCLC 760056415.
8. Ang, Meidjie; Linn, Thomas (2014-10-01). "Comparison of the effects of slowly and rapidly absorbed carbohydrates on postprandial glucose metabolism in type 2 diabetes mellitus patients: a randomized trial". The American Journal of Clinical Nutrition (ภาษาอังกฤษ). 100 (4): 1059–1068. doi:10.3945/ajcn.113.076638. ISSN 0002-9165.
9. Maeda, Aya; Miyagawa, Jun-ichiro; Miuchi, Masayuki; Nagai, Etsuko; Konishi, Kosuke; Matsuo, Toshihiro; Tokuda, Masaru; Kusunoki, Yoshiki; Ochi, Humihiro; Murai, Kazuki; Katsuno, Tomoyuki (May 2013). "Effects of the naturally-occurring disaccharides, palatinose and sucrose, on incretin secretion in healthy non-obese subjects". Journal of Diabetes Investigation (ภาษาอังกฤษ). 4 (3): 281–286. doi:10.1111/jdi.12045. PMC 4015665. PMID 24843667.
10. Keyhani-Nejad, Farnaz; Barbosa Yanez, Renate Luisa; Kemper, Margrit; Schueler, Rita; Pivovarova-Ramich, Olga; Rudovich, Natalia; Pfeiffer, Andreas F.H. (March 2020). "Endogenously released GIP reduces and GLP-1 increases hepatic insulin extraction". Peptides (ภาษาอังกฤษ). 125: 170231. doi:10.1016/j.peptides.2019.170231.
11. Sridonpai, Pimnapanut; Komindr, Surat; Kriengsinyos, Wantanee (March 2016). "Impact of Isomaltulose and Sucrose Based Breakfasts on Postprandial Substrate Oxidation and Glycemic/Insulinemic Changes in Type-2 Diabetes Mellitus Subjects". Journal of the Medical Association of Thailand = Chotmaihet Thangphaet. 99 (3): 282–289. ISSN 0125-2208. PMID 27276739.
12. König, Daniel; Theis, Stephan; Kozianowski, Gunhild; Berg, Aloys (June 2012). "Postprandial substrate use in overweight subjects with the metabolic syndrome after isomaltulose (Palatinose™) ingestion". Nutrition (ภาษาอังกฤษ). 28 (6): 651–656. doi:10.1016/j.nut.2011.09.019.
13. Young, Hayley; Benton, David (September 2015). "The effect of using isomaltulose (Palatinose™) to modulate the glycaemic properties of breakfast on the cognitive performance of children". European Journal of Nutrition (ภาษาอังกฤษ). 54 (6): 1013–1020. doi:10.1007/s00394-014-0779-8. ISSN 1436-6207. PMC 4540784. PMID 25311061.
14. Hamada, Shigeyuki (2002-01-01). "Role of sweeteners in the etiology and prevention of dental caries". Pure and Applied Chemistry. 74 (7): 1293–1300. doi:10.1351/pac200274071293. ISSN 1365-3075.