Fructane

Les fructanes sont des homopolymères de fructose liés au résidu fructosyle ou glucosyle d’une molécule de saccharose. Ils sont synthétisés soit par les plantes, soit par les micro-organismes à partir du saccharose. Les fructanes constituent, au même titre que l'amidon, une réserve de carbone pour l'organisme qui les accumule.

Structure et propriétés

Les différents fructanes

On distingue quatre catégories de fructanes selon le type de liaison présente entre les unités de fructose^[1].

L'inuline, un fructane accumulé par les plantes de la famille des Asteraceae, est constituée de résidus fructose liés par des liaisons osidiques β(2→1).

Les fructanes de type lévanes sont produits par les bactéries et sont constitués de résidus fructose liés par des liaisons β(2→6).

Les fructanes de type néosérie diffèrent des deux premiers types car les chaînes de résidus fructosyles sont liées au résidu glucosyle de la molécule de saccharose. Il existe deux sortes de fructanes de type néoséries, des fructanes de type néosérie inuline possédant des liaisons β(2→1) et des fructanes de type néosérie lévane possédant des liaisons de type β(2→6).

Les plantes de la famille des graminées (Poaceae) accumulent un autre type de fructane, les graminanes. Ceux-ci comportent à la fois les deux types de liaisons, pouvant représenter 75 à 90 % des glucides de réserve des organes végétatifs.

Propriétés

Les fructanes sont donc des glucides non réducteurs car les résidus fructosyles sont liés entre eux par des liaisons O-glycosidiques en β-(2,1) ou en β-(2,6) engageant systématiquement la fonction cétone réductrice.

La taille des fructane est très variable. Elle est exprimée en degré de polymérisation (DP). Le DP correspond au nombre de monomères qui composent la chaîne. La longueur des molécules de fructanes varie de faible DP (DP = 3) en passant par des DP de 30 à 50, et exceptionnellement jusqu’à des DP supérieurs à 200.

Sources

De nombreux aliments, notamment ceux issus de plantes de la famille des astéracées (artichaut, topinambour, chicorée …), contiennent des fructanes mais d'autres comme le riz sont incapables d'en synthétiser^[2] :

Forme consommée	Nom scientifique de la plante	Teneur
Plantes alimentaires riches en fructanes, % de ms
grains d'orge (très jeunes)	Hordeum vulgare	22 %^[3]
topinambour	Helianthus tuberosa	16,0 - 20,0 %^[4]
oignon	Allium cepa	1,1 - 10,1 %^[4]
son de seigle	Secale cereale	7 %^[5]
grains de seigle	Secale cereale	4,6 - 6,6 %^[5]
artichaut	Cynara scolymus	2,0 - 6,8 %^[4]
asperge	Asparagus officinalis	1,4 - 4,1 %^[4]
farine blanche	Triticum aestivum ssp. aestivum	1 - 4 %^[3]
pâtes alimentaires	Triticum turgidum ssp. durum	1 - 4 %^[4]
pain blanc	Triticum aestivum ssp. aestivum	0,7 - 2,8 %^[4]

Applications

Santé

Les fructanes favorisent le développement de la flore intestinale, ils sont reconnus actuellement comme étant des prébiotiques. Il semble que leur introduction régulière dans l'alimentation prévienne de l'apparition du cancer du côlon.

Selon une équipe de l'Université de Guadalajara au Mexique^{[citation nécessaire]}, ils sont capables de traverser l'estomac sans être détruits par les sucs digestifs de l'homme. Cette propriété pourrait être intéressante pour aider au traitement de certaines maladies comme la maladie de Crohn, le syndrome du côlon irritable ou le cancer du côlon, en associant par exemple certains principes actifs comme l'ibuprofène aux fructanes qui assureront son transport jusqu'au côlon.

Agroalimentaire

Les fructanes entrent dans la composition d'aliments diététiques à cause de leurs qualités précitées^[6] et sont utilisés dans les aliments transformés, notamment les produits laitiers pour en améliorer la structure^[7]. On utilise alors des extraits de racine de variétés de chicorée produisant beaucoup d'inuline^[7].

Les fructanes sont converties par l'industrie agroalimentaire en glucides à chaînes courtes (kestose, nystose) pour en faire des édulcorants de charge, peu caloriques et non cariogènes (carie dentaire).

Autre

La synthèse chimique des fructanes permet de produire une quantité de composés utiles dans l'industrie tels que l'éthanol, l'hydroxyméthylfurfural (un composé-clé pour l'élaboration des détergents biodégradables) ou bien l'acide lévulinique (un précurseur des polyesters et des polyamides).

Intolérance

Une étude de 2017 publiée dans la revue Gastroenterology laisse penser qu'en réalité, ce sont les fructanes plutôt que la présence de gluten dans les aliments, qui serait la cause de l'inconfort ou des ballonnements digestifs^[8].

Notes et références

↑ Jérémy Lothier, Métabolisme des fructanes chez Lolium perenne L.: Identification de deux gènes codant des fructane exohydrolases (FEHs) et étude de la régulation de l’activité FEH par les sucres solubles, Caen, Université de Caen, 2006, 204 p. (lire en ligne [[PDF]])
↑ (en) A. Kawakami, Y. Sato et M. Yoshida, « Genetic engineering of rice capable of synthesizing fructans and enhancing chilling tolerance », Journal of Experimental Botany, vol. 59, n^o 4,‎ 7 mars 2008, p. 793–802 (ISSN 0022-0957 et 1460-2431, DOI 10.1093/jxb/erm367, lire en ligne, consulté le 25 février 2024)
↑ ^{a et b} (en) Department of Food Science and Nutrition, University of Minnesota, Joanne L. Slavin, PhD, RD, "Mechanisms for the Impact of Whole Grain Foods on Cancer Risk," Journal of the American College of Nutrition, Vol. 19, No. 90003, 300S-307S (2000) [lire en ligne]
↑ ^{a b c d e et f} (en) J Susan, M Shepherd, R Peter & MD Gibson, "Fructose Malabsorption and Symptoms of Irritable Bowel Syndrome: Guidelines for Effective Dietary Management," J Am Diet Assoc 2006:106:1631-1639.[lire en ligne] [PDF]
↑ ^{a et b} (en) Karppinen, Sirpa. Dietary fibre components of rye bran and their fermentation in vitro. Espoo 2003. VTT Publications 500. 96 p. + app. 52 p. [lire en ligne] [PDF]
↑ (en) Bryan Tungland, « Nondigestible Fructans as Prebiotics », dans Human Microbiota in Health and Disease, Elsevier, 2018, 349–379 p. (ISBN 978-0-12-814649-1, DOI 10.1016/b978-0-12-814649-1.00008-9, lire en ligne)
↑ ^{a et b} (en) D. Meyer, S. Bayarri, A. Tárrega et E. Costell, « Inulin as texture modifier in dairy products », Food Hydrocolloids, vol. 25, n^o 8,‎ décembre 2011, p. 1881–1890 (DOI 10.1016/j.foodhyd.2011.04.012, lire en ligne, consulté le 25 février 2024)
↑ Les fructanes, et non le gluten, seraient responsables de problèmes intestinaux, Publié le mardi 14 novembre 2017 sur le site de Radio-Canada, consulté le 30 décembre 2017.

Voir aussi

[LOTHIER-2006-1] Jérémy Lothier, Métabolisme des fructanes chez Lolium perenne L.: Identification de deux gènes codant des fructane exohydrolases (FEHs) et étude de la régulation de l’activité FEH par les sucres solubles, Caen, Université de Caen, 2006, 204 p. (lire en ligne [[PDF]])

[2] (en) A. Kawakami, Y. Sato et M. Yoshida, « Genetic engineering of rice capable of synthesizing fructans and enhancing chilling tolerance », Journal of Experimental Botany, vol. 59, n^o 4,‎ 7 mars 2008, p. 793–802 (ISSN 0022-0957 et 1460-2431, DOI 10.1093/jxb/erm367, lire en ligne, consulté le 25 février 2024)

[mechanisms-3] {a et b} (en) Department of Food Science and Nutrition, University of Minnesota, Joanne L. Slavin, PhD, RD, "Mechanisms for the Impact of Whole Grain Foods on Cancer Risk," Journal of the American College of Nutrition, Vol. 19, No. 90003, 300S-307S (2000) [lire en ligne]

[doi-4] {a b c d e et f} (en) J Susan, M Shepherd, R Peter & MD Gibson, "Fructose Malabsorption and Symptoms of Irritable Bowel Syndrome: Guidelines for Effective Dietary Management," J Am Diet Assoc 2006:106:1631-1639.[lire en ligne] [PDF]

[karppinen-5] {a et b} (en) Karppinen, Sirpa. Dietary fibre components of rye bran and their fermentation in vitro. Espoo 2003. VTT Publications 500. 96 p. + app. 52 p. [lire en ligne] [PDF]

[6] (en) Bryan Tungland, « Nondigestible Fructans as Prebiotics », dans Human Microbiota in Health and Disease, Elsevier, 2018, 349–379 p. (ISBN 978-0-12-814649-1, DOI 10.1016/b978-0-12-814649-1.00008-9, lire en ligne)

[:0-7] {a et b} (en) D. Meyer, S. Bayarri, A. Tárrega et E. Costell, « Inulin as texture modifier in dairy products », Food Hydrocolloids, vol. 25, n^o 8,‎ décembre 2011, p. 1881–1890 (DOI 10.1016/j.foodhyd.2011.04.012, lire en ligne, consulté le 25 février 2024)

[8] Les fructanes, et non le gluten, seraient responsables de problèmes intestinaux, Publié le mardi 14 novembre 2017 sur le site de Radio-Canada, consulté le 30 décembre 2017.

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