Bioavailability of glucose from Palatinit^®

Summary

For the sake of metabolic insight into the fate of the sugar substitute Palatinit^®, its two components D-glucosyl-α(1→1)-D-mannitol and D-glucosyl-α(1→6)-D-glucitol [D-glucosyl-α-(1→6)-D-sorbitol] were assayed for glucose bioavailability by the procedure of Karimzadegan et al. using ketotic rats. With conversion rates into glucose of 6 and 20 %, respectively, for free mannitol and glucitol (sorbitol), 39 % for glucosylmannitol and 42 % for glucosylglucitol, the metabolic glucose pool of the rat does not receive the full carbohydrate complement of these compounds. The preformed glucose moiety of the glucosylhexitols is bioavailable by 36 and 32 %, respectively, from glucosylmannitol and glucosylglucitol, with 50 % as theoretical maximum.

Less than theoretical bioavailability of glucose from Palatinit^® is ascribed to microbial attack in the hindgut. The data on rats are held valid also for other species demonstrating carbohydrate fermentation in the caecum and/or colon. Differences between D-glucosyl-α(1→1)-D-mannitol and D-glucosyl-α(1→6)-D-glucitol are caused by a differential delay of glucose absorption in the small intestine, also exerted by D-glucitol.

The deep metabolic insight offered by the glucose bioavailability assay into the fate of carbohydrates includes the mammal-microbial symbiosis in the large bowel. Since a rather complete survey of the metabolic consequences after their intake can be obtained, the assay system should be generally applied in assessments of food safety also of other sugar substitutes.

Zusammenfassung

Zur Vertiefung des Verständnisses vom Stoffwechsel des Zuckeraustauschstoffes Palatinit^® wurden seine zwei Bestandteile D-Glucosyl-α(1→1)-D-mannit und D-Glucosyl-α(1→6)-D-glucit [D-Glucosyl-α(1→6)-D-sorbit] nach dem Verfahren von Karimzadegan et al. auf ihre Glucose-Bioverfügbarkeit an ketotischen Ratten untersucht. Bei Umwandlungsraten in Glucose von 6 bzw. 20 % für Mannit und Glucit (Sorbit) sowie von 39 bzw. 42% für Glucosylmannit und Glucosylglucit erhält demnach der metabolische Glucose-Pool nicht das volle Glucose-Äquivalent aus diesen Verbindungen. Von dem Anteil an präformierter Glucose in den Glucosylhexiten — theoretisches Maximum 50 % — sind nur 36 % aus Glucosylmannit bzw. 32 % aus Glucosylglucit bioverfügbar.

Die im Vergleich zur Theorie verminderte Bioverfügbarkeit von Glucose aus Palatinit^® wird auf partiellen mikrobiellen Abbau in unteren Darmabschnitten zurückgeführt. Die an Ratten erhaltenen Ergebnisse werden auch für alle anderen Spezies gelten, welche in Caecum und/oder Colon Kohlenhydrate vergären. Die Unterschiede zwischen D-Glucosyl-α(1→1)-D-mannit und D-Glucosyl-α(1→6)-D-glucit werden durch unterschiedliche Verzögerung der Glucoseresorption im Dünndarm, wo auch D-Glucit angreift, bedingt.

Die Ermittlung der Glucose-Bioverfügbarkeit gewährt weitgehende Einblicke in das Schicksal von Kohlenhydraten einschließlich der Symbiose zwischen Säugetier und Mikroorganismen im Dickdarm. Da ein ziemlich vollständiger Überblick über die metabolischen Konsequenzen nach ihrer Zufuhr erhalten wird, sollte das Verfahren zur Messung der Bioverfügbarkeit von Glucose daher bei Abschätzungen der Lebensmittelsicherheit anderer Zuckeraustauschstoffe ebenfalls angewandt werden.