العلم وراء الفركتان

عندما تتناول قطعة من خبز الثوم، أو تمضغ حبة لوز، أو تستمتع بطبق من معكرونة القمح، فأنت لا تأكل مجرد نشويات وألياف. ففي العديد من أطعمتنا اليومية، توجد الفركتانات، وهي نوع خاص من الكربوهيدرات أثار اهتمام علماء النبات، وخبراء تكنولوجيا الأغذية، والباحثين في مجال الصحة على حد سواء. ولكن ما هي الفركتانات تحديدًا، ولماذا هي مهمة؟

ما هي الفركتانات؟

الفركتانات عبارة عن سلاسل بوليمرية من الكربوهيدرات تتكون أساسًا من سكر الفركتوز المرتبط ببعضه، وعادةً ما تبدأ بجزيء جلوكوز واحد. تُصنف الفركتانات ضمن الألياف الغذائية غير القابلة للهضم لأن الجهاز الهضمي البشري يفتقر إلى الإنزيمات اللازمة لتحليلها. وبدلًا من ذلك، تنتقل الفركتانات سليمة إلى الأمعاء الغليظة، حيث تُشكل غذاءً للبكتيريا المعوية المفيدة.

في النباتات، لا تُعدّ الفركتانات مجرد بقايا عشوائية لعملية استقلاب السكر. بل هي جزيئات مُصنّعة بعناية تعمل كمخزون احتياطي من الكربوهيدرات (مخزون طاقة طويل الأمد) وكعوامل حماية من الإجهاد، مما يساعد النباتات على البقاء على قيد الحياة في مواجهة الجفاف أو البرد أو غيرها من التحديات البيئية.

أنواع مختلفة من الفركتان

تأتي الفركتانات في عدة "عائلات" هيكلية، تختلف في كيفية ارتباط وحدات الفركتوز:

• الفركتانات من نوع الإينولين: سلاسل خطية ذات روابط β (2 → 1)، توجد بكثرة في جذور الهندباء البرية، والخرشوف القدسي، والبصل. وبفضل بنيتها الخطية، تُعدّ مخزونًا ممتازًا للطاقة للنباتات، وهي الشكل الرئيسي المُستخلص للاستخدام في الأغذية الوظيفية. أما بالنسبة للإنسان، فهي تعمل كمواد حيوية نموذجية، تُغذي البكتيريا النافعة بشكل انتقائي، وتُنتج أحماضًا دهنية قصيرة السلسلة تدعم صحة الأمعاء والتمثيل الغذائي.
• الفركتانات من نوع ليفان: روابط خطية من نوع بيتا (2 → 6)، وتوجد بكثرة في الأعشاب مثل الجاودار والقمح. يُضفي تركيبها المتفرع عليها فائدة خاصة للنباتات كعوامل حماية من الإجهاد، حيث تعمل على تثبيت أغشية الخلايا في ظروف الجفاف أو البرد. وفي تغذية الإنسان، تميل هذه الفركتانات إلى التخمر ببطء أكثر من الإينولينات قصيرة السلسلة، مما قد يعني آثارًا جانبية هضمية أقل وتأثيرًا حيويًا مستدامًا.
• الغرامينانات: تراكيب مختلطة تجمع بين روابط β (2 → 1) و β (2 → 6). يمنح هذا التركيب الهجين الحبوب، كالقمح والشعير، مرونة أيضية. بالنسبة للإنسان، تُعدّ الغرامينانات مصدرًا رئيسيًا للفركتان في النظام الغذائي اليومي، حتى وإن كانت الكميات في الحصة الواحدة أقل من تلك الموجودة في جذور مثل الهندباء. كما أن تركيبها المختلط يدعم نطاقًا أوسع من ميكروبات الأمعاء.
• الفركتانات من السلسلة الجديدة : جزيئات أكثر تعقيدًا، حيث تمتد سلاسل الفركتوز من طرفي جزيء السكروز الأساسي. تتميز هذه الفركتانات بتركيب كيميائي أكثر تعقيدًا، وتوجد غالبًا في نباتات مثل البصل والهليون والأغاف. يسمح هذا التعقيد للنباتات بضبط تخزين الطاقة والاستجابة للضغوط بدقة. في عملية الهضم لدى الإنسان، تُنتج أطوال سلاسلها المتفاوتة نمط تخمير متدرج، مما يعني أنها توفر فوائد حيوية سريعة وطويلة الأمد.

هذه الاختلافات مهمة. تؤثر درجة البلمرة (DP)، أي طول سلسلة الفركتان، على سرعة تخمير الجزيء في الأمعاء. تتخمر الفركتانات قصيرة السلسلة بسرعة، مما قد يُسبب الغازات وعدم الراحة، بينما تتخمر السلاسل الأطول ببطء، مما يوفر تأثيرًا حيويًا ثابتًا.

الفركتان في طعامنا

قد لا تدرك ذلك، لكن الفركتانات منتشرة على نطاق واسع في نظامنا الغذائي. تشمل الأطعمة الغنية بالفركتانات ما يلي:

• البصل والثوم والكراث والهليون
• القمح والشعير والجاودار
• جذر الهندباء (مصدر شائع للإينولين التجاري)
• الأغاف، الهندباء، والخرشوف القدسي

على سبيل المثال، أجرت دراسات في سلوفينيا قياسات لمستويات الفركتان في الأطعمة الشائعة. ووجدت أن البصل قد يحتوي على ما يقارب 2 غرام من الفركتان لكل 100 غرام، بينما يحتوي دقيق القمح على حوالي 0.75 غرام لكل 100 غرام. وبناءً على الدراسات الاستقصائية الغذائية، يستهلك الشخص العادي حوالي 1.6 إلى 1.7 غرام من الفركتان يوميًا، مع العلم أن هذه الكمية تختلف اختلافًا كبيرًا تبعًا لخيارات الطعام.

فلماذا يجب أن نهتم بالفركتان خارج نطاق علم النبات؟

1. تأثير البريبايوتيك
   تعمل الفركتانات كمركبات بريبيوتيك تحفز بشكل انتقائي نمو بكتيريا الأمعاء المفيدة مثل بكتيريا البيفيدوباكتيريوم واللاكتوباسيلوس . ينتج عن هذا التخمر الميكروبي أحماض دهنية قصيرة السلسلة مثل البيوتيرات والأسيتات والبروبيونات، والتي تحسن صحة القولون، وتنظم مستوى السكر في الدم، بل وتؤثر على وظائف الجهاز المناعي.
2. فوائد مناعية ومضادة للأكسدة
   تشير الأبحاث الحديثة إلى أن الفركتان قد يتفاعل مباشرة مع الخلايا المناعية في الأمعاء، مما يساعد على تنظيم الالتهاب. كما أنه يعمل كمضاد للأكسدة، مما يقلل من الإجهاد التأكسدي في خلايا الأمعاء.
3. الدعم الأيضي
   ارتبطت الفركتانات بانخفاض مستويات الكوليسترول والدهون الثلاثية، وتحسين امتصاص الكالسيوم، وتنظيم أفضل لمستوى الجلوكوز في الدم. ولأنها منخفضة السعرات الحرارية وحلوة المذاق، فإنها تُستخدم غالبًا في الأطعمة الوظيفية كبديل للسكر أو الدهون.
4. الجانب الآخر: فودماب
   لا يتحمل الجميع الفركتان جيدًا. ينتمي الفركتان إلى مجموعة الكربوهيدرات القابلة للتخمر المعروفة باسم FODMAPs (السكريات قليلة التعدد، والسكريات الثنائية، والسكريات الأحادية، والبوليولات القابلة للتخمر). بالنسبة للأشخاص المصابين بمتلازمة القولون العصبي، قد يؤدي التخمر السريع للفركتان قصير السلسلة إلى انتفاخ البطن، وتقلصات، واضطرابات في حركة الأمعاء.

من النباتات إلى البشر: لماذا يُعدّ التطور مهمًا؟

من المثير للاهتمام أن النباتات لم تُطوّر الفركتانات لصالحنا، بل ابتكرتها كأداة للبقاء. يستخدم حوالي 15% من النباتات المزهرة الفركتانات كمخزون رئيسي للكربوهيدرات، وغالبًا ما تخزنها في تراكيب تحت الأرض مثل الجذور والأبصال والريزومات. تحمي الفركتانات أغشية خلايا النبات أثناء الجفاف والتجمد، حيث تعمل كمضاد طبيعي للتجمد.

لقد تحولت هذه الاستراتيجية التطورية إلى ميزة غذائية للبشر. ومع استمرارنا في استكشاف النباتات البرية الغنية بالفركتان، مثل أنواع نبات البوليغوناتوم في آسيا أو نبات الأغاف في المكسيك، يتزايد الاهتمام باستئناس وهندسة المحاصيل التي تنتج فركتانات مصممة خصيصًا للأغذية الوظيفية.

الفركتانات ليست مجرد ألياف، بل هي نقطة التقاء رائعة بين استراتيجيات بقاء النباتات وفوائدها الصحية للإنسان. فمن تركيبها الكيميائي الفريد إلى دورها في الميكروبات المعوية، تُظهر الفركتانات كيف يمكن لشيء بسيط كسلسلة سكرية أن يؤثر على كل من النظم البيئية وصحتنا.

هذا بالضبط ما فعلناه مع كعكات "نو سبايك" من شركة "بيسبوك".

بفضل دقيق اللوز المقشور، والبروتين، و21 غرامًا من الألياف البريبايوتيكية، و128 ملغ من المغنيسيوم، وغيرها من العناصر الغذائية المفيدة، صُممت كوكيز نو سبايك لتكون لذيذة كالحلوى، لكنها في الوقت نفسه مغذية كغذاء وظيفي. لا تسبب انخفاضًا مفاجئًا في مستوى السكر في الدم. لا سعرات حرارية فارغة. فقط وجبة خفيفة صحية.

لا توجد كعكات سبايك من بي سبوك لأن الكعكة يجب أن تهتم بعملية التمثيل الغذائي لديك بقدر اهتمامها برغباتك الشديدة.