D 만코:무엇으로 만들어졌나요?

그 연구 이후로쾅하고 단백질을 섭취하다그리고 핵산 20세기 초, 탄수화물에 대한 연구는 급속한 발전을 경험했다.1960년대에 탄수화물에 대한 과학적 연구는 탄수화물 화학, 탄수화물 생물학, 탄수화물 공학 [1]의 세 분야로 분류할 수 있었다.탄수화물 연구가 깊어짐에 따라 탄수화물에 대한 이해 또한 계속 진화해 왔습니다.예를 들어, 연구자들은 당의 화학적 특성을 활용하여 다양한 당 유도체를 합성하였으며, 당의 기능에 대한 이해는 탄소원으로서의 역할에서 다양한 생물학적 기능으로 발전하였다 [1,2].또한, 심층적인 연구를 통해 여러 가지 생물학적 활성을 갖는 다당류들이 모두 d-만노스를 성분으로 포함하고 있음이 밝혀졌으며, 이후 보고들을 통해 d-만노스가 다양한 생리 활성을 보유하고 있음이 확인되었다.

D 만노스는 자연계에 널리 분포되어 있으며, 다음을 포함하는 다당류가 있다D-mannose 단위식물 세포벽과 올리고당에 다량 존재하며, 일부 과일 껍질에서도 자유로운 d-만코가 발견된다 [1,2].따라서 d-만노스는 식물 다당류를 추출 및 정제하여 순수한 생성물을 얻을 수 있다.추가적으로 d-만노스는 화학적으로 또는 생물 전환 방법을 통해 합성할 수 있다.현재 D-mannose의 국내외 주요 생산업체로는 난징시약유한공사, 후베이 주성기술유한공사, 바이오테크약사 등이 있다., Source Naturals, 그리고 이제는 Foods.d-만노스는 천연 활성 단당류로서 당뇨병 및 비만과 같은 질병을 해결하기 위한 탄수화물 영양소로 널리 사용되고 있습니다.추가적으로, d-만코는 항염증 및 면역 조절 기능을 가지고 있다.인체에서 d-만코는 인체에 의해 쉽게 대사되지 않지만 체액과 조직액에 풍부하게 존재한다.그러나 면역 조절 및 당단백질 합성에 상당한 역할을 한다 [2,3].또한 d-만노스는 식품 산업에서 감미료로 흔히 사용되며, 의학에서는 요로 감염을 방지하기 위한 약물, 육계 닭의 살모넬라 감염을 막고 축산업에서 달걀 생산을 증가시키기 위한 약물, 화학 합성에서는 트리플루오로만노스와 l-리보스 유도체 [4]를 생산하기 위해 사용된다.

1. D-Mannose 제조 기술에 대한 연구 진행

에 대한 주요 방법D-mannose 준비하고추출, 화학적 합성, 생물학적 방법을 포함한다.추출법은 d-만노스를 제조할 때 일반적으로 사용되는 방법으로 식물의 다당류와 올리고당을 가수분해하고 분리하여 d-만노스를 얻는다.이 방법은 많은 양의 식물재료가 필요하며 지리적, 계절적 요인의 영향을 받는다.화학적 합성은 이성질화를 통해 d-포도당을 전환하거나 d-아라비노스의 탄소 사슬을 확장하는 것을 포함한다.화학적 방법은 다양하고 다양한 문헌에 기술되어 있지만, 복잡한 생산 과정과 높은 비용을 수반한다.생물학적 방법은 미생물 발효나 특정 이성질체를 이용하여 단당류나 다당류를 d-만노스로 전환시킨다.이 방법은 온화한 반응 조건 및 저렴한 비용과 같은 장점이 있습니다.그러나 현재 연구에서 사용되는 보고된 이성질체는 촉매 효율이 낮고, 생성물에는 상당한 양의 부산물이 포함될 수 있다 [4].

1.1 추출방법

커피 찌꺼기를 원료로 이용한 추출 1.1.1

커피 찌꺼기는 인스턴트 커피 생산의 부산물이며 함유되어 있다풍부 한 다당류, 주로 mannan oligosaccharides.연구에 따르면 마난올리고당은 D-mannose로 가수분해될 수 있으며, 더 나아가 마난놀로 환원될 수 있으며, 둘다 식품 첨가물로서 중요한 역할을 한다 [5].

20세기말, 손중량 등 6명은의 가수분해과정에 대한 초보적인 연구를 진행하였다mannan oligosaccharides다.산, 압력 등을 첨가하고 특정 온도를 설정하여 마난올리고당을 가수분해하였고 관형 반응기가 고온과 짧은 반응시간에서 가장 좋은 가수분해 효과를 얻는다는 것을 발견하였다.반응 생성물 용액은 밝은 갈색을 띠고 있어 분리 및 정제가 용이했다.21세기 초에 황광민 등 [7,8]은 산가수분해법을 이용하여 커피찌꺼기로부터 D-mannose를 생산하는 공정연구를 수행하였다.황산 농도 1.5 mol/L 내지 3.0 mol/L, 온도 100°C 내지 130°C, 반응시간 80분 내지 120분의 조건에서 가수분해 용액에서 d-만 노스의 수율은 28% 내지 30% 이었다.이후 탈색, 증발농도, 결정화 분리, 건조 등의 단계를 거친 후, 순수한 d-만노스를 얻었다.2015년 페이준 등 [9]은 커피 찌꺼기에서 고순도 d-망코를 추출하는 방법을 발명했다.이 방법은 준비 중 제품 분리가 용이하여 수율이 60%를 초과하고 순도가 98%를 초과하며 공정이 간단하고 비용 효율적이어서 산업 생산에 적합합니다.

야자 씨앗을 원료로 사용하여 추출 1.1.2

야자나무는 중국 남부지방에서 많이 발견되며 야자과에 속한다.야자나무의 잎, 꽃, 뿌리, 껍질 등은 모두 전통 약재로 쓰인다.1980년대에 팡지니 안 등 [10]은의 열화 조건을 참조했다대나무 다당류다른 재료도.부순 야자나무 종자에 80% 농축 황산을 첨가하고, 황산 농도를 2N으로 희석한 후, 100°C에서 5-6시간 환류하였다.분리, 농도, 결정화, 정제, 건조 후 30%의 수율로 d-만 코스를 얻었다.이어서 절강대학의 판쯔궈 [1]는이 방법에 근거하여 d-만니톨의 추출과 정제과정을 진일보 연구하였다.야자나무 씨앗을 원료로 사용하여 산가수분해, 알칼리 중화, 효소반응을 통해 d-만니톨이 함유된 액체를 추출하였다.이후 액체를 활성탄으로 탈색시키고 농축시킨 후 실리카겔을 이용하여 분리하였다.순수한 d-만니톨을 함유한 액체를 이온교환수지를 이용하여 탈염하여 최종적으로 d-만니톨 결정이 결정화 되었으며, 결정화 수율은 86.7%, 총 48.4%의 결정화 수율을 보였다.이 방법은 제품 수율을 향상시키고, 생산 비용을 절감하며, 오염을 최소화하여 대상 제품의 산업 규모 생산과 중간 액체의 추출, 분리, 정제에 필수적인 기초 데이터를 제공했습니다.

1.2화학 합성법

에 대해 일반적으로 사용되는 화학 합성 방법D-mannose 준비하고포도당에서 차별적인 이성질화 반응을 유도하기 위해 화학 시약을 사용하는 것을 포함한다.그러나이 방법은 가공 중 산 농도와 온도를 엄격하게 제어해야 합니다.1975년 다케무라 [11]는 몰리브덴산을 촉매로 하여 110°C~160°C의 온도와 pH2.3~4.5의 온도에서 d-포도당 용액을 가열하여 포도당의 일부를 30%~36%의 수율로 d-만노스로 전환시킨 특허방법을 기술하였다.제품의 낮은 수율과 불순물 함량으로 인해이 방법은 대규모 생산에 적합하지 않습니다.pH2.3-4.5.몰리브덴 산의 불안정성으로 인해 2003년에 류춘옌 [12]이 자당 (T = 100°C, pH = 2.0)을 2시간 동안 가수분해하여 50%의 d-포도당과 50%의 d-과당을 생성하였다.혼합물을 가열 되는 그때 0.15% (NH ₄) ₂ ₄'(pH = 3. 0) 100 ° C에서 2 시간 동안, 30%의 양보 D-mannose를 초래 한다.나중에, 자 오 Guanghui et알다.[13] 사용 1% (NH ₄) ₂ ₄'(pH = 3. 0) 반응을 촉진시 킵 150 ° C, 2 시간 동안 달성 32.3%의 최대 포도당 전환 율이다.d-만노스를 준비하기 위한 화학 합성 방법은 수율이 낮고 조작적으로 번거로워 소규모 실험실 준비에만 적합합니다.

1.3 생물학적 방법

생물학적 발효법 1.3.1

생물학적 방법을 이용하여 D-mannose를 생산하는 방법에는 생물학적 발효와 생물학적 전환의 두 가지가 있다.생물학적 발효법은 미생물을 이용하여 다당류 또는 단당류를 발효시키는 것을 포함한다얻 D-mannose, 수많은 문헌 보고서를 이용할 수 있습니다.2007년 후자오후이 등 [14]의 문헌 고찰에서 효소가수분해나 고온에서의 가열을 통해 만코 단백질을 효모로부터 쉽게 얻을 수 있다는 것이 언급되었다.이어서 양 B 등 [15]은 간장 잔류물에서 SSLO (자일로스와 만노스가 SSLO 분자 사슬을 구성하는 성분)의 단당류 조성이 대두의 올리고당류와 다르다는 것을 밝혀내어 d-만노스가 미생물 발효에서 유래된 것일 가능성을 제시하였다.2013년 Charchoghlyan H 등 [16]은 토양으로부터 M. chitosanitabid한라는 박테리아 균주를 분리하였는데, EPS를 가수분해하면 포도당, 만코, 갈락토오스 (분자량비 18:6:1)로 구성된 높은 수준의 세포 밖 다당류 (ESP) 가 생성되었다.이는 미생물 발효를 통해 자유로운 d-만코를 얻는 것이 간단하지 않음을 나타낸다.

1.3.2   Bioconversion 방법

생물전환은 효소반응을 이용하여 약한 온도, 압력, pH 조건에서 과당이나 포도당을 d-만노즈로 전환하는 방법이다.이러한 효소반응에 관여하는 효소로는 d-만노즈 이성질화효소, 셀로비오스 이성질화효소, d-리소즈 이성질화효소 등이 있으며 널리 이용되고 있다.보고에 따르면 바실러스 서브틸리스 M-1에서 추출한 d-만노즈 이성질체는 pH 가 8.0-8.5 이고 과당 농도가 5%에서 40%로 증가할 때 약 25%의 과당을 d-갈락토스로 전환한다 [17].2015년 장보 등 [18]은 D-fructose를 효율적으로 전환하는 생산 공정을 설계했다D-mannosePseudomonas pseudomallei 로부터 d-만노즈 이성질체 분해효소를 이용하였으며, 특허 (CN201510195854.4)를 출원했다.이 방법은 대규모 생산에 적합하며 D-mannose의 효소적 산업 준비를 위한 새로운 접근법을 제공합니다.d-만노즈 이성질화효소에 비해, 셀룰로오스 이성질화효소는 포도당을 d-만노즈로 전환시킬 수 있는 유일한 효소이다;그러나이 효소는 전환 효율이 낮고 전환 과정에서 대량의 부산물 (d-프럭토스)을 생성하므로 대규모 산업 생산에는 부적합하다 [5].추가적으로, d-만코 합성을 위한 d-릭소스 이성질화효소의 사용은 연구자들로부터 상당한 주목을 받았다.Huang Jiawei et알다.[5]은 열에 강한 미생물로부터 열안정성이 있는 d-락툴로오스 이성질체를 합성하여 d-만노즈 합성에 적용하였다.그들은 좋은 열 안정성 전시 효소를 다는 것을 발견하고 중립 weakly 알칼리성 조건에서 70 ° C의 온도에서 75 ° C, 현저하게 향상 시키는 효소 Co ₂ 활동과 함께, D-lactulose 변환에 적합하게 만들고, 또한 좋은 촉매 과당을 향 해 효율성을 보여주고 있습니다.

2  D-Mannitol의 응용에 대한 연구 진행

2. 1   식품 산업에서 d-만니톨의 응용

d-만 니톨은 안정적인 특성, a달콤한 맛이, 그리고 칼로리가 낮아 직접 섭취 할 수있는 감미료 및 식품 첨가물로 일반적으로 사용됩니다.현재 식품급 d-만니톨을 생산하는 주요 국가는 중국과 미국이며, 주로 캡슐이나 분말 형태 [3]로 제품을 생산하고 있다.D-mannose를 음식에 첨가하면 식감을 개선할 수 있다.Elghaouth et al. [19]은 D-mannose를 부패에 가까운 사과에 접종하면 부패점의 직경이 감소한다는 것을 증명했다.양빙순 등 [20]은 고성능 액체크로마토그래피를 이용해 D-mannose 가 면역기능 음료를 강화시킨다는 것을 확인하였다.

제약산업에서의 D-mannose 활용 사례 2.2

연구에 따르면D-mannose면역력을 향상시키고, 면역체계를 개선하며, 당뇨병과 같은 일반적인 질병을 치료하는 등 다양한 생리 활동을 보유하고 있습니다.현재 제약 산업 내에서 임상 응용에 사용되는 유일한 탄수화물 영양소입니다.왕수팅 [21]은 d-만노스가 표적치료제로 독소루비신과 중합다발을 형성하여 표적암 치료를 가능하게하고 약물의 독성 부작용을 줄일 수 있음을 증명했다.란타 [22]는 D-mannose를 원료로 사용하여 칸디다 알비칸스의 세포벽 mannans와 연관된 면역자극제를 준비하였다.카멜 [23]은 합성 중간체로 d-만코 (D-mannose)를 사용하여 일련의 새로운 쉬프 염기를 합성하였고,이 화합물들이 항암 활성을 가지고 있음을 증명하였다.Dengler 등 [24]은 d-만노즈를 혁신적으로 활용해 비바이러스 유전자 치료를 개선했다.

d-만노스의 양식산업 활용 2.3

양식장에서 항생제를 과도하게 사용하면 약제내성균이 증식하여 환경오염을 초래할 수 있다 [25,26].Van [26]과 Zhang Zhaofu [27] 등은 d-만코가 병아리의 살모넬라균 감염 억제 효과가 있으며, 부작용이 없으며, 살모넬라균 감염 치료를 위한 항생제의 대안으로 사용될 수 있음을 증명하였다.Berge 등 [28]은 d-망노즈를 더하는 것을 증명했다가축 사료장 내 병원균의 증식을 억제하고 장 건강을 보호하며 면역력과 질병 저항력을 높이고 사료 이용률을 향상시킨다.

d-만노스의 화학합성 분야 응용 2.4

d-만코는 다양한 유도체로 합성될 수 있으며 [29] 임상 응용에서 중요한 역할을 한다.양지수 등 30)은 출발 물질로 d-만노스를 사용하였으며 아세틸화, 가수분해, 설폰화를 거쳐 순도 99%의 트리플루오로 만노스를 제조하였다.자연계에서 뉴클레오사이드의 주된 구조 형태는 d-리보스이며, l-리보스는 d-리보스의 이성질체이다.d-리보스에 비해 l-리보스는 더 나은 항바이러스 및 항종양 활성과 낮은 세포독성을 나타낸다 [31].현재 l-리보스는 주로 화학적으로 합성되며, 일반적으로 d-만노스를 출발물질로 사용하며, 이를 통해 l-리보스로 전환된다D-mannose acid-1, 4-lactonization[31, 32]다.다카하시 등 [32,33]은 미츠노부 조건에서 순환화를 포함한 8단계를 거쳐 d-만노스가 l-리보스로 합성될 수 있음을 증명하였다.서 등 (32,34)은 d-만노즈 acid-1,4-lactone을 원료로 사용하여 l-리보스를 제조함으로써 수율을 향상시켰다.

화장품 산업에서의 D-mannose 활용 2.5

알로에 베라 태양 같은 기능을 갖고 있 보호, 아름다움 향상, 그리고 moisturization [35], glucuronic 산과 β-(1 → 4)-mannan 구조 고분자 [36] 기본 bioactive 구성요소 되고 있다.연구에 따르면, 그 결과D-mannose피부 컨디셔닝 효과가 있어 세안 후 피부가 더 부드럽고 부드러워진다 [37].Wivell 등 [38]은 d-포도당, d-글루쿠론산, d-만노스의 몰비가 2.8:2.0:2.0일 때 피부 보습 및 클렌징 효과가 최적임을 증명하였다.

생화학 연구에서의 d-만노스의 응용 2.6

조어스보 외 [39]D-mannose 사용변형된 사탕무를 걸러내는 형질전환 세포 스크리닝제로서 엑스플랜트의 30%까지 발아율을 달성하였다.추가적으로 D-mannose-resistant cell은 다양한 재배조건에서 1차 형질전환 벼에 적합한 것으로 나타났다.Wang 등 (40)은 d-만노스가 폴리에틸렌 글리콜 매질에서 옥수수의 원형질 변환에 좋은 영향을 미친다는 것을 발견하였다.

요약 및 전망 3

에 대한 생산 과정D-mannose 준비주로 추출 방법을 포함하는데, 추출 방법은 노동 집약적이고, 원료의 계절 및 지역적 변동에 민감하며, 환경 파괴와 오염이 발생하기 쉽습니다.화학 합성은 소규모 실험실 생산에는 적합하지만 대규모 산업 생산에는 적합하지 않습니다.생물학적 방법은 간편하고 친환경적이며 안전하기 때문에 최근 연구의 화두가 되고 있다.그러나 지금까지 발견된 이성질화효소는 대부분 촉매 활성이 낮고, 반응 조건에 쉽게 영향을 받으며 생산 공정에 지장을 줄 수 있는 반면 효소 자체는 가격이 비싸다.따라서 촉매 효율과 안정성이 높은 저가의 이성질화효소를 규명하는 것은 현재 연구자들에게 큰 과제이다.

특히 d-만코스의 광범위한 적용은 고열량의 당 및 새로운 식품 첨가물의 대체 역할을 할 수 있기 때문에 넓은 시장 전망을 만들어 상당한 시장 적용 가치를 제공하고 있습니다.미세화학 분야에서 d-만노스는 비용을 줄일 뿐만 아니라 천연 특성과 탁월한 피부 관리 효과로 인해 기업에 상당한 경제적 이익을 가져다 준다.제약 분야에서는 D-mannose로 변형된 약물이 상당한 항염증성을 나타내며,항암, 그리고 항암효과, 향후 신약 개발에 응용할 수 있는 유망한 전망을 제시하고 있습니다.

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