Galactooligosaccharide 분말의 시험 방법은 무엇입니까?

Galactooligosaccharides(들)are formed 에 의해linking 2 to 8 monosaccharides via β-glycosidic bonds to form a straight-chain oligosaccharide. They cannot be digested and absorbed in the upper digestive tract 의the human body, and can 직접enter the large intestine. After extensive research by scientists at home and abroad, galacto-oligosaccharideshave been found to have a number 의nutritional benefits, including low energy, promoting the growth of bifidobacteria in the intestines, improving the absorpti에of minerals and preventing osteoporosis, improving lipid metabolism, preventing and treating constipation, being less cariogenic, generating nutrients, improving nutritional status, boosting immunity, enhancing anti-tumour and anti-aging effects, etc. [1-2].

갈락토올리고당은 일본에서 감미료, 설탕 대용, 식품 원료, 기능성 식품 원료 등으로 널리 사용되고 있으며, 다양한 종류의 식품에 첨가되고 있다.인민넷 조문판:인민넷 조문판:인민넷 조문판:人民网#39;s 중화민국은 GOS를 새로운 자원식품으로 승인하고 유아식품, 유제품, 음료, 구운요리, 사탕 등에 첨가하는 것을 허용하고 있다 (Ministry of the Health of the People's Republic of China 발표 No. 20 of 2008, Ministry of Health of the People's 중화민국 발표 2007년 12호) [3].

갈락토-올리고당은 갈락토스계 올리고당의 혼합물로서 중합도가 2~8, 15 성분 이상 [4] 이기 때문에 외부 기준을 이용하여 검출하는 데에는 일정한 어려움이 있어 갈락토-올리고당 검출 기술이 연구의 중심이다.다음은 국내외 갈락토-올리고당 검출 기술의 연구 현황, 문제점 및 연구 방향에 대해 설명한다.

올리고당 검출법 연구 현황 1

갈락토-올리고당 (Galacto-oligosaccharides)은 갈락토-올리고당 (Galacto-oligosaccharides)으로, 갈락토-올리고당 (Galacto-oligosaccharides)의 분리 및 검출 기술은 줄곧 과학 연구자들의 연구 중점이었다.Richard C 등 [5]은 1986년에 종이 크로마토그래피를 이용하여 유아용 조제유 중의 락튜로오스와 콩 올리고당을 검출하였고, Takamitsu chaka 등 [6]은 thin layer chromatography를 이용하여 alginate 올리고당을 분리하였으며, Splechtna B etal [7]은 thin-layer chromatography를 이용하여 transglycosylation 제품의 올리고당을 분석하였다.

There have been relatively more 연구on the separation and detection techniques of oligosaccharidesusing high-performance 액체색 층 분석법(HPLC) [8]. HPLC mainly utilizes the characteristics of oligosaccharides, which are easily soluble and can be effectively separated on sugar columns, amino columns, and gel columns. It is generally detected 사용a differential refractive index detector. With the progress of technology, Antonopoulos A etal [9] used an evaporative light scattering detector (ELSD) to detect oligosaccharides. The detection limit of the ELSD is 1-2 orders of magnitude higher than that of the differential refractometer, and it has a better prospect. Hirotaka Kakita et al [10]derivatized monosaccharides and oligosaccharides 와fluorescein and 사용HPLC method detection achieved good results.

기술의 발전에 따라 질량분석기를 이용한 올리고당의 분리 및 구조분석에 대한 연구도 이루어지고 있다.린친바오 등 11명은 가스크로마토그래피-질량분석기를 이용하여 대추올리고당의 단당류 조성을 확인하였다.그 결과 대추 올리고당의 단당류 조성은 arabinose, rhamnose, ribose, mannose, ga유당및 glucose로 나타났다.동시에 대추의 단당류의 조성은 과당과 포도당으로 양호한 결과를 얻었다.Broberg A [12]는 올리고당의 분석을 위해 고성능 액체 크로마토그래피 탠덤 이온 트랩 질량분석기를 사용하였다.Ying Liu 등 13)은 올리고당류의 분리와 식별을 위해 액체크로마토그래피와 액체크로마토그래피 탠덤식 전기분무 이온화 질량분석기를 사용하였다.

In addition, Feng Yongmei et 알다.[14] used a 001×7 cation exchange resin column to separate and purify a mixture of oligosaccharides (GOS), 그리고 나서 정제 결과를 분석하기 위해 얇은 층 크로마토그래피를 사용했습니다.Kamoda S 등 15)은 레이저를 이용한 형광 검출기를 이용하여 모세혈관 전기영동으로 분리된 n 연계 올리고당을 분석하였으며, 또한 좋은 결과를 얻었다.Dreisewerd K 등 [16]도 박층 크로마토그래피를 이용하여 생뚜& 로부터 올리고당을 분리하는 좋은 결과를 얻었다#39;s 우유, 그리고 분석을 위해 matrix-assisted 레이저탈착/이온 화time of flight 질량 분석기를 사용합니다.

이하에서는 갈락토-올리고당을 검출하는 방법에 대해 자세히 소개하며, 이는보다 널리 연구되고 있는 분석 방법인 박층 크로마토그래피, 기체 크로마토그래피, 액체 크로마토그래피 및 이온 크로마토그래피를 기반으로 한다.

1.1 박층 크로마토그래피

리 Yumei et al. [17] 분석 한 β-galactosidase transglycosylation 갖 발효 제품을 30%의 galactooligosaccharide콘 텐 츠이다.박층 크로마토그래피와 HPLC의 두 가지 방법이 사용되었다.박층 크로마토그래피를 위해 실리카겔 60 판을 사용하였으며, 개발 용매는 n-butanol:에탄올:물 = 5:3:2 (부피 기준) 이었다.색소는 20% 황산 용액 + 0.5% 3,5-디 히드 록시 톨루엔이었다.설탕을 120 °C에서 3-5분간 구운 후, ImageJv1.28 소프트웨어로 정량분석을 하였다.

Lu Wenwei 등 (18)은 thin layer chromatography를 이용하여 개발 약제를 n-butanol:n-propanol:ethanol:water = 2:3:3:2 (부피비)로 조절하여 transglycosylation 생성물 중의 올리고당 갈락토오스 (함량 20% 이상)의 함량을 분석하였다.

서무단 등 (19)은 실리카겔 G 층과 n-butanol:water = 85:15를 개발 용매로 하는 상승박층 크로마토그래피를 사용하여 색현상액으로 아닐린-디페닐아민-인산 용액을 사용하는 트랜글리코실화 제품 (올리고당 갈락토오스 함량 20% 이상)의 각 당 성분의 함량을 검출하였다.

이정이 등 (20)은 이유미 등 (17)과 동일한 박층 크로마토그래피 방법을 사용하여 저유당 우유 중 올리고당의 함량을 분석하였다.70%를 넘는 높은 유당 가수분해율 때문에 GOS 함량이 20%를 초과하여 유당의 간섭이 매우 적었다.Aminex HPX-42C (300 mm × 7.8 mm) 당 분석 컬럼을 사용하였으며, HPLC 조건은 이동상으로 초순수 물, 컬럼온도 70 °C.전달된 이당류와 유당의 크로마토그래피 피크가 겹치면서 갈락토올리고당 함량에 대한 검출결과가 낮아지고 유당 함량에 대한 검출결과가 높아졌다.

우하오 등 21명은 고성능 박층 크로마토그래피에 의한 올리고당 분석과 그 유도체에 대한 체계적인 연구를 수행하였다.실험을 수행하여 박층의 두께, 고정상의 염분 효과, 실리카겔 바인더의 농도, 점샘플링 기술 및 전개제의 선정, 색현상액의 최적화 등을 최적화하여 적합한 방법을 결정하였다.그러나이 방법은 high and 가 있는 샘플에 적합합니다low oligosaccharide content and low lactose and galactose content.

기체 크로마토그래피 1.2

가스 크로마토그래피와 유도체화 기술이 발달하면서 탄수화물을 분리하고 검출하는 데에도 가스 크로마토그래피를 사용하는 사람이 있다.당의 높은 분자량과 높은 끓는점 때문에 다당류를 먼저 단당류로 가수분해한 다음 유도체화 시약을 이용하여 단당류를 기화하기 쉬운 물질로 유도하고, 가스 크로마토그래피를 이용하여 분리, 정량한다.따라서 단당류의 조성과 함량을 분석하기 위해서는 가스크로마토그래피가 주로 이용되며, 조작이 비교적 복잡하다.

Liu Jianfu [22-23]는 가수분해되고 분리된 및 파생되었습니다purified oligosaccharide galactose sample and analyzed it using gas chromatography. The experiment used an OV1701 quartz capillary column (30 m, I.D. 0.32 mm), and the approximate structure of the separation product was determined based on the ratio of the peak areas of the measured glucose and galactose. However, no quantitative method was given.

1.3 액체 크로마토그래피

고성능 액체 크로마토그래피는 단당류와 올리고당류의 검출을 위해 현재 가장 일반적인 방법이다.앞서 언급한 연구자들은 트랜스 당화 제품의 올리고당을 분석하기 위해 박층 크로마토그래피와 함께 액체 크로마토그래피도 사용하였다.예를 들어 이유미 등 [17]도 HPLC를 이용하여 transglycosylation 제품의 올리고당을 분석하였다.시럽을 통해 필터링였습니다 μ m 필터 막, 그리고 tristilled 물이 모 바 일 단계로 사용 되었다.컬럼 온도는 80 °C 이며, Aminex HPX-42A (300 mm × 7.8 mm) 당 분석 컬럼을 사용하였다.Lu Wenwei 등 [18]도 HPLC를 이용하여 transglycosylation 생성물의 올리고당 갈락토스의 함량을 확인하였다.이동상은 5 mmol/L 황산, 컬럼 온도는 50 °C, 컬럼은 Aminex HPX 87H 이었다.

Barroso Begona 등 [24]은 온라인 고성능 액체 크로마토그래피/비행시간 질량분석기를 이용하여 당단백질로부터 유래한 올리고당의 구조와 종류를 분석하였고, n-연결 및 o 연결 올리고당을 분석하였으며, 좋은 결과를 얻었다.

Luo Qian 등 (25)은 1-페닐-3-메틸-5-피라졸론 (PMP)을 이용한 올리고갈락토스의 사전 컬럼 유도체화 방법을 연구하였고, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피와 박층 크로마토그래피를 혼합하여 사용하였다separate and detect oligogalactose in raw sugar syrup. Using a UV detector at a wavelength of 245 nm, galactose, glucose lactose, trisaccharides, tetrasaccharides and pentasaccharides. This method can be used for indirect quantification.

우홍경 등 (26)은 물을 이동상으로 하는 역상 고성능 액체크로마토그래프를 이용하여 효소가수분해로 얻어진 2-6포도당 중합체를 함유한 전분의 혼합물을 분리, 분석하였으며 또한 좋은 결과를 얻었다.

Li Jingfang et al. [27] studied the method of determining the content of oligogalactose in dairy products and syrups by high performance liquid chromatography. Water and acetonitrile were used as the mobile phase, and an amino column was used to separate glucose, galactose and lactose 에서other substances. The content of oligogalactose in the sample was calculated by measuring and calculating the content of galactose produced by enzymatic hydrolysis of oligogalactose. The relative standard deviations of glucose, galactose, lactose and oligosaccharide were 2.72%, 4.16%, 1.16% and 4.26% respectively. The linear correlation coefficient of this method was 0.9990-0.9995, and the recovery rate was 95%-110%. This method does not solve the problem of separating galactose and glucose in the sample solution after hydrolysis, nor does it determine the conversion factor for converting galactose to oligosaccharides, so it is of limited significance.

1.4 이온 크로마토그래피

이온 크로마토그래피는 단당류와 올리고당을 검출하는 비교적 새로운 기술이다.그것은 높은 감도와 좋은 분리 효율의 장점을 가지고 있습니다.갈락토올리고당의 검출을 위한 이온 크로마토그래피법은 미국 AOAC에 의해 공식 표준법으로 처음 발표되었다.갈락토-올리고당 검출을 위한 이온 크로마토그래피 방법에 대한 다른 연구는 주로 AOAC 표준법을 개선하는데 초점이 맞추어져 있다.

1.4.1 미국 AOAC 45.4.12-2001.02 표준 

AOAC를 위한의 이론적 근거 45.4.12-2001.02 표준"trans-Galactooligosaccharides의 결정 (TGOS) 선택 한 식품의"은 특정의 사용, 배타적 β-galactosidase 유당 hydrolyze와 표본에 galacto-oligosaccharides에 이르기까지, 포도당과 제품으로 갈 락 토 오 있다.유당의 가수분해에서 나오는 갈락토스 함량을 시료에서 검출된 유당 함량을 이용하여 계산한다.유당 가수분해 원료로부터 추출한 갈락토스의 함량.마지막으로, 시료 용액 중의 총 갈락토스 함량을 자유 및 유당 가수분해 유래의 갈락토스 함량에서 뺀 다음, 갈락토스 증가량을 인자로 곱하여 시료 중의 갈락토올리고당 (GOS)의 함량을 계산한다.이 표준의 연산 및 계산 단계는 다음과 같습니다:

이처럼, IC를 이용한 유리갈락토오스 (free galactose)와 유당 (lactose)의 양을 측정한다;

② 유당으로부터 유래한 갈락토오스의 양을 계산한다;

다시 한번 시료에서 락토오스 및 TGOS를 가수분해하고;

④ 총 갈 락 토스의 양을 측정에 사용 한 hydrolysate IC;

⑤ 계산 GALGOS = 골-GALfree-GALLAC;

⑥ 계산 TGOS = k × GALGOS다.

참고:여기서 k = (180 + 162 n)/(180 n), 여기서 n은 올리고당 갈락토스의 분자 내 갈락토스 단위의 평균 개수이다.

올리고당 갈락토스의 검출을위한이 표준 방법에는 두 가지 기술적인 문제가 있습니다:

(1) AOAC 45.4.12-2001.02 표준의 계산 인자는 과당류의 중합 도로부터 계산된다.그러나 실제 시험에서는 생산 공정마다 발생하는 과당-함유 성분의 복잡성으로 인해 과당-함유의 중합 정도를 정확하게 측정할 수 없다.일정한 변환 인자가 없기 때문에이 방법은 검사 방법에 대한 아이디어를 줄 수 있을 뿐 일반화를 위한 의미는 거의 없다.

2) Because the quantitative basis is the increase in galactose in the sample, the amount of lactose or carbohydrates containing galactose in the sample to be tested is the most important factor affecting the accuracy of the test results (as explained in the standard). The lactose content of foods, especially milk powder (≥40 g/100 g), is much higher than the added GOS content (≤1 g/100 g), so the galactose content derived 에서lactose hydrolysis is higher than 20 g/100 g. The galactose content obtained from GOS hydrolysis does not exceed 5% of the total galactose content. From the analysis of sample treatment and instrumental analysis results, this 5% increase can be considered as very good parallel results. It cannot be used to calculate the GOS content, so this method is not suitable for samples 와high lactose content.

1.4.2기타 이온 크로마토그래피 검출 방법

이온 크로마토그래피를 이용한 갈락토-올리고당 함량 결정에 관한 연구는 기본적으로 AOAC 45.4.12-2001.02 표준에 기초하고 있다.주요 열 유형에 연구가 수행 되, 모 바 일 단계의 그라 디 언 트와 집중력, β의 양-galactosidase 추가, 등이 있습니다.또한 일부 연구자들은 이온 크로마토그래피-질량 분석법 (ion chromatography-mass spectrometry)을 사용하여 연구를 진행하기도 한다.

Bruggnk C 등 [29]은 치커리 커피, 꿀, 맥주 시료에서 단당류, 이당류, 삼당류, 올리고당류의 분리 및 분석을 연구하기 위해 이온교환 크로마토그래피와 단일 사중극자 질량분석법을 함께 사용하였다.

이장원 등은 AOAC-2001.02 법에 기초한 펄스형 전류검출법을 이용한 고성능 이온 크로마토그래피를 통해 원당 시럽의 올리고당 함량을 결정하고 용출액의 gradient를 최적화하였다.

Xu Li 등 (31)은 기준인 AOAC-2001.02 방법으로 물, 250 nmol/L NaOH 용액, 1 mol/L sodium acetate 용액을 이용한 경사용출을 이용하여 카보팩 PA10 (2 mm × 250 mm) 컬럼과 amperometric detector를 이용한 이온크로마토그래피로 시럽중의 올리고갈락토스의 함량을 확인하는 방법을 연구하였다.시럽에 함유되어 있는 각 성분 (유당, 갈락토스, 포도당, 올리고갈락토스)의 함량을 확인하였다.시럽에 들어있는 각 성분 (유당, 갈락토스, 포도당, 올리고당)의 함량.

기존 방법의 문제점 2

2.1시료 다목적성

갈락토올리고당을 검출하는 기술은 많지만 갈락토올리고당 원시럽, 역당 제품 등 갈락토올리고당 함량이 높은 시료에 주로 사용된다.AOAC 표준을 포함하여, 관련된 식품 샘플은 또한 주로 유당 함량이 낮고 갈락토오스 함량이 낮은 식품 샘플에서 갈락토올리고당 함량의 검출입니다.

외부 표준방식의 적용 가능성 2.2

락타아제 (lactase)의 산업적 생산은 서로 다른 원료를 사용하며, 각 제조업체에서 사용하는 생산 공정 또한 어느 정도 차이가 있기 때문에 올리고당 성분의 종류와 비율이 복잡해진다.검출을 위한 외부 표준 방법을 사용하면 표준 준비의 어려움과 크로마토그래피 분리에 대한 높은 기술적 요구 등의 기술적 어려움을 나타낸다.따라서 외부 표준 방법은 검출 방법에 대한 연구에 사용될 수 있을 것 같지는 않습니다.

2.3 경험적 전환요인 (Empirical conversion factor)

β-galactosidase는 유당 hydrolyze하 곤 했 으며 oligosaccharides 샘플,에고에 oligosaccharides 표본의 내용은 갈 락 토 오 증가에 의해 계산 된다.시료 내 과당류의 평균 갈락토스 단위 수 (갈락토스 단위의 평균 중합 정도)를 이용하여 전환 인자를 계산할 필요가 있다.올리고당 조성의 복잡성으로 인해 현재 보편적인 전환 인자가 존재하지 않아, 올리고당으로부터 갈락토스 증량을 측정하더라도 시료의 올리고당 함량을 계산하는 것은 불가능하다.

시료중의 유당함량 2.4

AOAC-2001.02 방법을 사용하려는 생각을 고려할 때, 우리는 시료에서 올리고메릭 갈락토스로부터 유래한 갈락토스의 증가된 양을 검출해야합니다.따라서, 유제품과 같이 시료 중 갈락토오스를 함유한 유당, 유당 또는 올리고당의 함량이 매우 높은 경우, 시료 중 갈락토오스를 함유한 유당, 유당 또는 올리고당의 제거가 해결되어야 할 필요가 있다.그러나이 문제는 상술한 연구에서 연구되지 않았다.

식품 중 올리고당 검출법의 연구방향 3

올리고당 검출에 대한 국제적으로 발표된 유일한 표준은 AOAC 45.4.12-2001.02"Selected Food Products에서 trans-Galactooligosaccharides (TGOS)의 결정"으로서, 중국에는 올리고당 검출에 대한 국가 또는 산업 표준이 없습니다.다른 연구의 결과를 식품 중 올리고당 측정에 적용하면 더 많은 단점을 가지고 있다.따라서 식품 중 올리고당의 검출방법에 대한 연구는 다음 두 가지 문제를 해결하는데 초점을 맞추어 AOAC 방법에 근거해야 한다.

3.1 상용 과당류의 중합도 평균

상용 과당 원료 중 과당 함량의 조성과 비율을 연구하여 과당 함량의 평균 중합도를 결정하고 계산한 후 갈락토스 증량을 이용하여 과당 함량을 계산하는 전환 인자를 계산하여 AOAC 법의 결과를 계산하는 문제를 해결할 수 있다.

올리고당류의 평균 중합도를 결정하는 주요 방법은 고성능 액체 크로마토그래피, 이온 크로마토그래피 및 질량 분석법이다.

HPLC 방법은 중합도 분석과 아미노컬럼 분석을 이용하여 면적정규화법을 이용한 과당류의 평균 중합도를 계산할 수 있다.이온 크로마토그래피 방법은 과당-함유 원료를 잘 분리하기 위해 과당-함유 원료를 분리하기에 적합한 컬럼을 사용하고, 각 성분의 분자량 (또는 중합도)을 측정한 다음, 면적 정규화법을 이용하여 과당-함유 원료를 평균 중합도를 계산해야 한다.이 두 가지 방법은 연구에 사용되는 올리고당 물질이 순수한 유당으로부터 전환된다는 가정, 유당으로부터 유래한 올리고당 이외의 갈락토스, 포도당, 올리고당을 포함하지 않는다는 가정, 올리고당 물질의 각 올리고당 성분이 잘 분리된다는 가정, 각 성분의 중합 정도가 알려져 있다는 가정,그리고 각 성분의 반응 값이 같다는 가정으로 인해 특정 오차가 있다는 것.

질량분석기를 이용하려면 과당류의 각 성분의 질량-전하 비를 측정하고, 다양한 질량-전하 비의 이온 풍부도를 파악하며, 중합 성분의 각 도수의 이온 부푼스의 비율로 과당류의 중합 평균 정도를 계산해야 한다.또한 질량분석기로 연구되는 대상은 순수한 유당으로부터 추출한 올리고당이어야 하며, 다른 원료에서 추출한 올리고당류를 포함해서는 안 된다.또한 유당과 올리고당의 이당류가 잘 분리되고, 각 중합도 성분의 이온 풍부도 반응 값이 같아야 한다 (가장 중요한 것은 각 이온에 걸리는 전하의 개수가 같아야 한다).또한, 어떤 오류가 있다.

상기 중합 정도를 측정하는 방법에는 약간의 오차가 있지만, 허용 가능한 오차 수준과 측정 방법의 조작성을 분석함으로써, 단백질과 유사한 과당류의 전환 인자를 설정할 수 있어야 한다.

측정 가능한 표본의 보편성 연구 3.2

시료 중의 올리고당 함량은 시료 중의 갈락토오스의 증가를 측정하여 계산해야 하기 때문에, 시료 중의 유당 및 갈락토오스의 함량은 측정 결과의 정확성에 영향을 미치는 중요한 요소이다.배경 갈락토스 함량이 너무 높으면 가수분해 후 얻어지는 갈락토스 증가량의 상대적 비율이 낮아지고, 측정 오차가 상대적으로 커지게 된다.

시료 전처리시 유당 및 갈락토오스를 제거하는 간섭을 연구하고 해결하면 시료, 특히 유제품에 대한 시험 결과의 정확성과 시험 방법의 보편성을 향상시킬 수 있다.시료 중의 유당 (free lactose)과 갈락토오스 (galactose)의 제거는 고체상 추출, 미생물학, 크로마토그래피 제조 기술로 고려할 수 있다.그러나 목표 물질과 락토오스, 갈락토오스가 모두 같은 구조를 가진 당이기 때문에이 연구는 더 어려울 것이며 더 큰 투자가 필요할 것이다.

또한 시료내의 전하이온, 특히 양이온이 이온크로마토그래피 컬럼에 미치는 영향은 시료 전처리시 고려되어야 하며, 이들 이온에 대한 제거기술에 대한 연구가 필요하다.

4 결론

에 대한 연구이긴 하지만oligosaccharides의 검출 기술people&의 지속적인 개선과 함께 도전적#39;s 생활 수준, 올리고당이 첨가된 식품은 소비자에 의해 점점 더 평가 될 것입니다.probiotic 기능을 가진 올리고당을 첨가한 식품의 개발 및 생산이 개발 추세가 될 것이다.현재 국내 식품 품질 및 안전 상황과 소비자 '식품 품질에 대한 요구가 계속 증가함에 따라 식품 중 올리고당 함량에 대한 검출 방법을 연구 개발하는 것이 특히 중요합니다.식품 중의 올리고당 함량에 대한 표준화된 시험 방법을 연구 개발하는 것은 기업에 적합한 시험 방법을 제공하고 생산 과정의 통제를 강화할 뿐만 아니라;또한 식품 품질 감독 및 검사 부서에 시험 방법을 제공하고 식품 내 다른 올리고당 구성 요소에 대한 시험 기술에 대한 연구에 참고 자료를 제공 할 것입니다.

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