식품분야에서 갈락토올리고당의 용도는?

올리고당 생산 1

1980년 일본 기업 야쿠르트 혼샤, 닛신 설탕, 스노우 브랜드 우유 제품이 올리고당 제품 특허 15건을 획득했다.1990년대 초 유럽과 미국은 올리고당 제품을 개발해 공업생산에 적용하기 시작했다.중국에서는 1990년대부터 올리고당 생산에 대한 연구가 시작되었고, 현재 광동장먼양자하이테크생물공정유한회사와 광동융푸신진산생물공정유한회사의 두 회사가 올리고당 상업생산에 참여하고 있다 [1-4].

현재 올리고당을 생산하는 주요 국내외 기업은:광동 장먼 양자 하이테크 생물 공학 유한 회사, 광동 융푸 신진 산 생물 공학 유한 회사, 야쿠르트 혼샤 유한 회사 (일본), 닛신 설탕 제조 유한 회사 (일본), 보르culo 도모 성분 Pty 유한 회사 (네덜란드)이다.미국의 Kerry Group plc도 올리고당을 분말 형태로 생산한다.

갈락토-올리고당의 화학적 구조 및 물리적, 화학적 특성 2

2. 1 화학 구조

갈락토올리고당 (GOS)은 유당으로부터 생성된다β의 행동으로-galactosidase, 유당 oligosaccharides로 변환 합니다.GOS의 분자 구조는 일반적으로 갈락토스 또는 포도당 분자에 연결된 1-7개의 갈락토스 단위, 즉 Gal-(Gal)n-Glc/Gal(n은 0 6) [5]로 구성된다.구조식은 아래 그림 1, 2와 같다.

β-Galactosidase 유당은 hydrolyzes는 hydrolase이 낮은 농도에서, 그리고 유당 농도 가 증가하면, glycan 전송의 반응이 발생 oligosaccharides를 형성 하기 위해 [6-7].갈락토올리고당은 주로 6&로 구성되어 있다#39;-β 잔류-galactosyl 모유에 포함 된 26단 당 류다.갈 락 토 오 스 잔류 물은로 연결 되어 β (1 → 4) 채권, β와 (1 → 4) 채권의 주요 유형 되고 있다.갈 락 토 오 스 사이의 채권과 포도당은 주로 β (1 → 4) 채권 [8] 입니다.

상업적으로 생산된 올리고당은 보통 포도당, 갈락토스, 유당, 갈락토스 이당류, 갈락토스 삼당류, 갈락토스 테트라당류, 갈락토스 오당류의 혼합물이다.의 주 된 구조와 비율에 영향을 미치는 요소의 원본에 따라 형성 되는 oligosaccharidesβ-galactosidase사용 생산과 생산 과정에서 [9-12]다.표 1에 나타낸 바와 같이 회사마다 생산하는 올리고당 갈락토스 제품의 구조비에 약간의 차이가 있다.

비록 β-galactosidase 사용 되 며 생산 과정이 달라 질, 상업적으로 이용 할 수 있는 oligosaccharides는 주로 당 결합에 연결 된 β를 통해 d-(1 → 6) 또는 β d-(1 → 4) galactosidic 채권 입니다.구성 요소에, β d-(1 → 3) galactosidic 채권은 또한 비교적 흔하고, β는 동안 d-(1 → 2) galactosidic 채권은 드물다.즉, 없이 구성요소 포도당만 연관 되어 있 갈 락 토 오 있다. β-D-Gal-(1 → 6)-D-Gal, 또한 발견 되었다.측정된 올리고당 도별 글리코사이드 결합 구조를 하기 표 2 [5]에 나타내었다.

연구가 진행됨에 따라 더 많은 올리고당 구조가 발견되고 있다.공부 할 때 Shuichi et al. 발견 5 새로 운 oligosaccharide 구조을 대장균의 합성 circulansβ-galactosidase 유당을 원료로 사용, 그리고 그들 모두 Bifidobacterium에 의해로 활용 될 수 있 [13].

2009년, 광둥성 Jiangmen 양자 첨단 생체 공학 Co., ltd. 대학의 프랑스 릴리에게 맡 겼을 수행 하기 위해 과학과 기술 oligosaccharide 구조적 테스트에 그것이 생산 원자재, 발견 되고 두 구조의 oligosaccharides 표 2에 찾을 수 없어, 즉 β-Gal-(1 → 4)-β-Gal-(1 → 4)-Glu β-Gal-(1 → 2)-β-Gal-(1 → 2) (1) → 2)-β-Gal-(1 → 4)-소 렌 입니다.

2. 물리적, 화학적 특성 2

상업적으로 이용 가능한 올리고당 갈락토스는 반투명, 황색 내지 무색;높은 과당 시럽과 유사한 낮은 점도를 가지고 있습니다;자당의 20%에서 40% 가 달고, 절반도 달지 않으며, 개운한 맛이 있다;매우 수용성이며 강한 수분 보유 특성을 가지고 있습니다;물의 활성은 자당 (sucrose;광물을 결합하지 않습니다;산과 열 모두에 안정적이고, pH 7에서, 분해하지 않고 10분 동안 160 ℃에서 10분 후에 분해되지 않는다;pH 2에서는 100 ℃에서 10분 동안 안정하게 유지되며, pH 2의 산성 조건 및 5 37 ℃의 온도 범위에서 갈락토-올리고당의 산 안정성이 프럭토-올리고당보다 높으므로 일 수 있다 산성 식품 [14~15]에 사용된다.

갈락토올리고당의 생리적 기능 3

3.1 저에너지 탄수화물

유당과 자당과 비교 했을 때, 포함 oligosaccharides β (1 → 6), β (1 → 4)와 β (1 → 3) galactoside 채권, 그리고 hydrolyzed 되지 않 β-galactosidase에서 인간의 소화 수분이다.위산 검사, 소장액 분해 검사 및 14c 표시 배설 검사 결과는 갈락토-올리고당이 체내에서 소화 또는 흡수되지 않는 '의 소화기관이며, 직접 대장에 도달하여 장내 세균에 이용될 수 있다.또한 일부 연구자들은 SD 수컷 쥐의 소장 점막 추출물을 이용하여 갈락토-올리고당의 에서vitro 가수분해 시험을 실시한 결과 십이지장, 공장 및 회장에 있는 효소가 갈락토-올리고당을 가수분해하지 못한다는 것을 발견하였다.따라서 올리고당은 저에너지 탄수화물로서 당뇨병 환자를 위한 식품의 감미료 및 충전제로 사용될 수 있다 [16-18].

3.2 비피도박테리아의 증식을 촉진한다

갈락토스 전달 올리고당 (TOS)의 갈락토스 기반 올리고당 (GOS) 성분은 사람의 장에서 비피도박테리아에 의해 쉽게 이용될 수 있다.그러나 대장균 (Escherichi한coli), 프로테우스 미라빌리스 (Proteus mirabilis), 클로스트리디움 퍼프린젠스 (Clostridium perfringens), 엔테로코쿠스 페칼리스 (Enterococcus faecalis), 연쇄상구균 (Streptococcus mutans), 일부 연쇄상구균 종 및 황색포도상구균 (Staphylococcus aureus)과 같은 유해균은 TOS를 거의 활용할 수 없다.장 속의 유익균의 증식을 촉진시켜 인체에 유익한 효과가 있다 [19].

깁슨 G R은 프리바이오틱스를 유해균이 아닌 장 내 유익균만이 이용할 수 있는 물질로 정의한다 [20-21].동물실험과 인체실험에 의하면 매일 2~10 g의 올리고당을 섭취하면 대변 내 비피도박테리아 (bifidobacteria)의 수를 크게 증가시키고, 박테로이드의 수를 감소시키며, 비피도박테리아가 지배한 장내 균군을 구축할 수 있다 [5, 22].

3. 3 무기질의 흡수를 개선하고 골다공증을 예방한다

갈락토올리고당은 대장에서 비피도박테리아에 의해 발효되어 유기산 [23]을 생성함으로써 칼슘 흡수를 촉진하고 골다공증을 예방한다.임상 실험 결과 폐경 후 여성은 골다공증과 관상동맥 심장질환의 위험이 높은 것으로 나타났다.Chonan 등 [24]은 난소절제술을 받고 갈락토올리고당을 공급한 암컷 Wistar 쥐를 대조쥐와 비교하였다.실험군은 대조군보다 뼈의 회분 중량과 배아 뼈의 칼슘 함량이 유의적으로 높아 칼슘 흡수가 잘 되는 것으로 나타났다.이는 올리고당 섭취가 골미네랄 침착에 좋은 장내 칼슘 흡수를 효과적으로 촉진하여 일부 골다공증 환자에게 좋은 영향을 미칠 수 있음을 나타낸다.동시에 올리고당 섭취에 의해 마그네슘 흡수력도 향상된다 [25-26].

3. 4 지질대사를 개선한다

인체 및 동물실험 결과 올리고당류는 지질대사를 개선하고, 총 혈청 콜레스테롤의 농도를 낮추며, 혈청 내 고밀도 지단백의 비율을 높이는 효과가 있는 것으로 나타났다.대상자가 2주에서 3개월 동안 하루에 올리고당 6-12 g을 섭취하였을 때, 총 콜레스테롤과 중성지방 수치는 평균적으로 유의적으로 감소하였고, hdl-콜레스테롤 수치는 증가하였다.섭취를 중단한 후 혈청 지질의 개선은 점차 사라지고 섭취 전 상태로 돌아갔다 [27-28].혈청 콜레스테롤 수치의 감소는 이후에 있어 변화의 결과로 생각 될 장내 microflora의 균형, 될 수 있다고 추정 galacto-oligosaccharides 홍보의 성장과 확산,으로 하여 콜레스테롤 합성을 제어의 활동에 영향을 미치는 β-hydroxy-β-methylglutaryl-coenzyme reductase 한, 따라서 콜레스테롤 수치를 혈청 [29]. 절감 효과도 있습니다.

3. 변비의 예방과 치료 5

올리고당을 섭취하면 장 내 비피도박테리아가 성장 · 증식하면서 올리고당을 대량의 단쇄지방산 (아세트산, 프로피온산, 부티르산 등)으로 발효 · 분해하고 가스를 생성한다.이는 장내의 pH를 낮추고 유해균의 성장과 대사를 억제하며 장운동을 촉진시키고 대변의 수분함량을 증가시키고 일정한 삼투압을 유지시켜 변비를 예방한다 [26, 30].Ulla Teuri 등은 변비로 고생하는 여성 14명을 대상으로 실험을 진행했는데 평균 연령은 79.6세였다.실험 결과, 배변 상태가 좋지 않은 노인이 하루에 올리고당 9g을 섭취하고 2주 후에 변비가 개선되었다 [31].

3. 6 낮은 카리스를 유도한다

카리에스는 구강 미생물의 침식에 의해 발생한다.올리고당은 경구 streptococci의 기질이 아니기 때문에 캐리를 유발하지 않으며 캐리 방지 효과를 가질 수 있다 [32].

3. 7 영양소를 생성하고 영양상태를 개선한다

갈락토올리고당은 장에서 비피도박테리아의 성장을 촉진해 비타민 B 생성에 이롭다.비피도박테리아는 인간 대장에서 VB1, VB2, VB6, VB12, 나이아신, 엽산을 합성할 수 있으며 [33] 숙주에게 직접 영양소를 제공한다.성인의 장에 있는 일부 세균은 비타민 B에 파괴적인 영향을 미친다.예를 들어 티아민-라이아제 박테리아는 VB1을 분해하여 결핍을 일으킬 수 있다.갈락토올리고당은 비피도박테리아의 증식을 촉진하고,이 박테리아의 성장을 억제하며 인체에 VB1을 제공할 수 있다 [34-35].

동물실험 결과 비피독 박테리아는 몸&도 개선시킬 수 있는 것으로 나타났다#39;s의 소화 및 흡수 유당.유당을 발효시키는 비피도박테리아로부터 얻어지는 갈락토스는 신경계의 강글리오사이드 (gangliosides)의 주요 구성요소이며, 신생아의 뇌 조직의 빠른 발달과 성장과 밀접한 관련이 있다 [36].그것은 또한 단백질의 흡수를 촉진 할 수 있고, 몸을 증가 's 질소와 단백질 축적, 그리고 혈중 암모니아 농도를 감소시킨다 [37].

3. 8 면역력, 항종양, 노화방지 기능을 향상시킨다

동물 실험 결과 장에서 bifidobacteria가 증식하는 것을 확인하였는데, 이는 한편으로는 혈청 내 superoxide dismutase (SOD)를 활성화시켜 체내 산화된 활성산소를 제거한다 [38];반면 체내 항체 수치를 높이고 대식세포의 식세포 활동을 활성화하며 신체 's 감염과 싸우는 능력 [39-41].장에서 비피도박테리아의 증식은 종양 세포를 예방, 억제 및 죽이고 신체의 노화를 지연시키는데 중요한 역할을 한다 [42-43].따라서, 올리고당을 섭취하면 신체 & 개선에 도움이 될 수 있습니다#39;s 면역력과 항종양 및 노화 방지 기능을 향상시킵니다.

식품산업에서의 올리고당 개발 및 응용 4

1990년에,올리고당은 어떤 음식에 적용되었다그리고 일본에서 음료 제품, 그리고 상업화된 최종 제품이 나타났습니다.현재 올리고당은 일본에서 감미료, 설탕 대체재, 식재료, 기능성 식품 원료 등으로 널리 사용되고 있으며, 유제품, 사탕, 음료, 빵, 잼, 디저트, 건강식품 등 다양한 식품에 첨가되고 있다.최근 유럽, 중국, 일본 등이 연이어 올리고당의 생산과 기능에 대한 많은 연구를 수행하고 있다.새로운 프리바이오틱 기능성 인자이자 이상적인 식품 성분으로서 올리고당은 식품학의 연구 거점으로 각광받고 있으며 유아식, 유제품, 구운 음식, 사탕, 노인용 식품, 기능성 식품 등에 프리바이오틱으로 널리 사용되고 있다.

중국 보건부는 고스를 새로운 자원 식품으로 승인했다.또한 유아식품, 유제품, 음료, 구운요리, 사탕 등에 첨가하는 것을 허용한다 (Ministry 의the Health 의People's Republic 의China 발표 No. 20 의2008, Ministry 의Health 의the People's 중화민국 발표 2007년 12호) [45].

다음은 유제품 및 건강 식품에 갈락토올리고당의 응용을 설명합니다.

4. 유제품에 갈락토올리고당 적용 1

일본, 유럽, 미국 등 국가와 지역의 소비자들은 기능성 올리고당에 대한 인지도가 높다.이들 지역에서는 프리바이오틱스 (prebiotics)와 같은 새로운 유형의 기능성 올리고당의 개발 및 응용이 빠르게 발전하고 있으며, 이들은 주로 분식류 및 보건품에 사용되고 있다.중국에서 갈락토올리고당 (GOS)은 주로 조제분유, 우유음료, 발효유에 사용된다.조제분유, 특히 고급 유아용 조제분유 및 노인용 분유의 경우 갈락토올리고당이 좋은 프리바이오틱 성분 [46]이다.

인공적으로 수유한 유아에게 가장 흔한 문제 중 하나는 건성 변이나 심지어 변비이다.연구에 따르면 기능성 올리고당을 함유한 조제분유가 이런 문제를 더 잘 예방할 수 있다고 한다 [47-48].프리바이오틱스는 소화를 개선하고, 영양소 흡수를 촉진하며, 비타민 B를 생성해 여러 가지 효과를 낸다.그들은 유제품을 더 영양적으로 균형있고 흡수하기 쉽게 만듭니다.갈락토올리고당을 첨가하는 목적은 모유의 영양성분을 모방하기 위해서일뿐만아니라 건강을 증진하기 위해서이기도하다.첨가의 구체적인 양은 관련 연구 결과, 기술 규정 및 갈락토-올리고당의 단위 효능에 따라 결정됩니다.일반적으로 첨가량은 0.5%~6.0% [5, 26, 45, 49]이다.

AC 닐슨 통계에 따르면, 발효 유제품은 세계에서 가장 빠르게 성장하는 여섯 가지 식품 중 하나입니다 (연간 성장률 18%).국내 시장에서도 발효유제품은 낙농업계에서 가장 발 빠르게 움직이는 신제품 중 하나다.건강에 대한 인식이 높아지면서 요구르트의 기능화와 소비자 집단의 세분화가 발전 추세가 될 것이다.갈락토올리고당 등 프리바이오틱 인자가 추가된 요구르트나 맛우유 음료는 이미 Mengniu& 등 시중에 나와 있다#39;s 건강 산 우유.변비가 있는 사람에게 적합하며 장기간 섭취하면 소화를 돕고 체내의 독소를 제거하며 장을 천천히 조절하고 완화와 치료를 할수 있다 변비 [50-53]다.

건강식품에서의 올리고당 활용 4.2

갈락토올리고당은 순수하고 상쾌한 단맛, 생리활성이 우수하고 건강을 증진시키는 특성이 있을 뿐만 아니라 수분 보유력이 우수하고 가공이 용이하기 때문에 건강식품에 많이 사용되고 있다.Maria Saarela [54], Costas G. Biliaderis [55], Pan Daodong [56], Zhong Yaoguang [57] 등은 모두 갈락토올리고당이 프리바이오틱 특성과 건강증진 효과가 우수하여 다양한 건강식품에 사용될 수 있다고 믿고 자신의 연구에 갈락토올리고당을 기능성 식품 재료로 사용하였다.현재 시중에는 이미 올리고당을 활성성분으로 하여 비피도박테리아의 증식을 촉진하고 설사를 예방하며 변비를 예방할수 있는 제품이 있다.

5 결론

요약하자면 피플&처럼#39;의 생활수준이 계속 향상되면서 각종 다이어트와 관련된"문명병"의 발병률도 증가하고 있다.건강은 21세기 인류의 제1 추구로 되였다.또한 나이가 들어감에 따라 생활습관의 스트레스가 가중되고 업무압력이 가중되며 식생활의 균형이 맞지 않게 되고 항생제 복용 및 환경변화 등 다양한 이유로 체내 유익균은 점차 감소하는 반면 유해균은 증식하여 불면, 복통, 트림, 식욕부진 등의 소화기 장애를 유발한다.식습관이 인간의 건강에 미치는 영향이 점차 인식되고 있으며, 이에 따라 올리고당을 함유한 기능성 식품의 연구 개발도 활발해지고 있다.동시에 올리고당이 함유된 식품을 섭취하면 소화기 증상을 완화하고"문명병"의 발병률을 낮출수 있다.

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