감미료 D 알룰로스 분말의 용도는 무엇입니까?

최근에는 피플&의 점진적인 개선으로#39;s 생활수준, 고당분, 고지방 식품의 과도한 섭취로 인해 전 세계적으로 당뇨병, 고혈압 등의 질병이 널리 확산되었다 [1].그러므로, 적합한 것을 찾는 것저칼로리 식품 보충제결정적이 되었고, 여러 가지 효과를 가진 희귀당이 점차 people' s 견해이다.

희귀당은 자연에서 거의 발견되지 않는 단당류 및 그 유도체로 특정 개체의 식이 건강을 향상시킬 수 있습니다.점점 더 많은 연구 결과가 희귀당이 인체 건강에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주고 있다.예를 들어 d-알를로스는 암과 종양을 억제하는 성질이 있다 [2];d-타가토스는 actinomycetes [3]와 같은 병원성 세균에 의한 생체막 형성을 억제함으로써 치아 건강에 긍정적인 영향을 줄 수 있다.희귀당 중 디알룰로오스 (D-allulose, D-psi-cose)는 독특한 맛과 생리적 기능 때문에 수크로스를 대체하는 이상적인 당류로 많은 관심을 끌고 있다.이 글은 d-알룰로스의 생리학적 기능과 주요 응용분야를 소개하여 d-알룰로스에 대한 추후 연구의 기초를 마련하고자 한다.

1 D-allulose

d-알룰로오스의 물리적, 화학적 특성 1.1

D-Allulose is a rare sugar with almost zero calories, 그리고is mainly derived from wheat 그리고sugar cane. The structural formulae 의D-allulose 그리고D-fructose are shown 에서Figure 1 [4], 그리고이two are isomers of each other. D-Allulose is 70% as sweetas sucrose, 그리고is a functional sugar with a variety of health benefits [5]. It is a white powdery crystalline compound. In 2011, the US 음식and Drug Administration (FDA) determined that it was generally regarded as safe (GRAS) [6], which laid the foundation for D-allulose to be used as a food ingredient. The physical and chemical properties of D-allulose are shown 에서Table 1 [7].

d-알룰로스의 합성 방법 1.2

현재까지, 연구원들은 화학 합성과 생물 전환의 두 가지 방법을 사용하여 d-알룰로오스를 준비할 수 있었다.

1.2.1 화학적 합성

화학 합성 방법에서 포도당은 원료로 사용되며, 몰리브덴 데이트는 고온 촉매를 통해 원유 d-알를로오스를 얻는 촉매로 사용됩니다.그 후 crude product를 유기용매로 냉각시켜 결정화하여 순수한 d-알룰로오스 [8]를 얻는다.그러나, 화학 합성 방법은 중간 제품의 복잡한 정화 및 심각한 환경 오염 때문에 d-알룰로오스의 산업 준비를위한 주요 방법이 아닙니다.

생물전환법 1.2.2

생물 전환은 생물학적 효소를 사용하여 기질로부터 목표 제품 생산을 촉매하는 것을 말합니다.d-과당은 D-psicose 3-epimerase (DPEase) [9]의 촉매 작용으로 d-알룰로스로 전환될 수 있다.1990년, 이즈모리 등 [10]은 d-탈리톨을 D 알로-굴론산으로 전환할 수 있는 균주 Alcaligenes sp. 701B를 발견하였다.이것은 d-알로-굴론산의 생물학적 변형에 대한 첫 번째 보고였다.Zhang Longtao 등 11)은 d-과당을 d-알룰로스로 전환할 수 있는 Rhodobacter sphaeroides (SK011) 균주를 스크리닝 하였으며, 6.54%의 수율을 보였다.이는 d-프럭토스를 d-알룰로오스로 전환하는 기능을 가진 균주에 대한 중국 최초의 보고이다.Rhodobacter sphaeroides와 Agrobacterium tumefaciens 외에도 Clostridium cellulolyticum [12], Clostridium bolteae [13], Ruminococcus sp. [14], Clostridium sp. [15]등의 다른 균주들도 DPEase 활성이 보고되었다.

미생물의 DPEase를 이용하여 d-알룰로오스를 전환시킬 수 있지만, 천연 미생물의 DPEase의 분비 및 활성은 예상보다 훨씬 낮아 대규모 산업 생산에는 사용할 수 없다.따라서 가공된 균주의 제작은 DPEase 특성 및 산업적 응용 연구에 매우 중요하다.현재, 서로 다른 원천의 DPEase 유전자가 복제되어 Escherichia coli [16], 효모 [17], Bacillus subtilis [18]와 같은 발현 시스템에서 발현되고 있다.생물 변환은 반응의 특이성, 제품 정제의 단순성 및 오염의 부족으로 인해 국내외에서 d-알룰로오스를 합성하는 주요 방법으로서 점차 화학 합성을 대체했습니다.

d-알룰로스의 주요 생리 기능 2

2.1 저혈당 기능

당뇨병은 이질적인 대사장애의 총칭으로 혈당상승을 특징으로 한다 [19].연구에 따르면 d-알룰로오스를 장기간 투여하면 글루코키나제의 핵에서 간세포의 세포질로의 이동을 유도하고, 쥐의 내당성과 인슐린 민감성을 유지시켜 혈당 수치를 유지할 수 있다 [20].d-알롤로스는 또한 실험 생쥐에서 글루카곤 유사 펩티드-1 (GLP-1)의 분비를 촉진하고, afferent 질 신경 신호를 활성화하며, 음식 섭취를 줄이고 mice&를 증가시킬 수 있습니다#39;s 포도당 내성 [21].또한 d-알룰로스를 먹인 쥐를 60주까지 유지시켰을 때, 쥐에서 염증 표지물질인 당화헤모글로빈이 현저히 감소되었다는 것이 밝혀졌으며 [22], 이는 d-알룰로스가 식후 고혈당을 조절함으로써 제2 형 당뇨병의 발생을 예방할 수 있다는 것도 나타낸다.

다른 문헌 보고와 종합해 보면, d-알룰로오스의 저혈당 효과는 주로 간 지방 생성 효소의 활성을 감소시키고 [23]리파제 산화효소의 활성을 증가시키는 것으로 나타난다 [24].이는 d-알룰로오스의 저혈당 효과가 널리 사용될 수 있는 새로운 유형의 저혈당 약물로 만들 수 있음을 보여줍니다.

지방 감소 기능 2.2

고자당 식이를 섭취한 성체 쥐에 대한 d-알룰로스의 항비만 효과를 연구한 결과, 5%의 d-알룰로스는 공복 혈당 수치를 조절하지는 못하지만, 쥐의 복부지방 축적과 체중 증가를 유의적으로 억제한다는 것이 밝혀졌다 [25].같은 용량의 수크로스를 먹인 대조군과 비교했을 때, d-알룰로스 보충제는 부작용 없이 쥐의 체중 증가와 복부 지방을 상당히 감소시킬 수 있다 [26].또한 leptin-deficient 마우스의 식이를 D-allulose로 보충한 결과 체중과 간의 무게가 유의적으로 감소하였다.간 조직학에 따르면, d-알룰로스는 또한 간 청진증을 개선시켰으며, d-알룰로스가 비만 관련 질환에 이로운 효과를 줄 수 있음을 시사한다 [27].

d-알룰로오스가 지질 대사에 참여하는 메커니즘은 아직 명확하지 않다.Moon 등 [28]은 D-allulose 가 지방생성 전사인자를 조절함으로써 pre-adipocyte differentiation과 지질축적을 억제할 수 있다고 추측하고 있다.D-allulose&의 발견#39;s 지방 감소 기능은 기능성 체중 감량 제품 개발에 응용 가능성을 나타냅니다.

2.3 죽상경화 방지 기능

연구에 따르면 고밀도립테인콜레스테롤 (HDL-C)은 동맥경화증 위험과 직접적인 관계가 있다.d-알룰로스는 scavenger receptor class B type I의 발현을 증가시킴으로써 간에 의한 HDL-C의 섭취를 강화시켜 HDL-C 수치를 감소시키고 [29].동맥경화증 발병을 예방할 수 있다.d-알룰로스가 사람의 배움정맥 내피세포에서 단핵구 화학매력성 단백질-1 (MCP-1)에 미치는 영향을 연구한 결과, d-알룰로스가 MCP-1의 발현을 억제함으로써 항죽상경화 효과를 얻을 수 있음이 밝혀졌다 [30].D-allulose&의 발견#39;s 항 죽상 경화 기능은 죽상 경화 질환 연구에 대한 후속 약물 연구에 대한 선택을 제공합니다.

2.4 항산화 기능

일부 연구 결과에 따르면 다음과 같다d-알룰로스는 더 강한 반응성 산소 종을 가지고 있다(ROS) 다른 희귀당 [31]보다 청소 활성.연구에 따르면 2%와 4% 농도의 d-알룰로스는 di(2-ethylhexyl) 프탈레이트를 경구 투여한 후 생쥐가 생성하는 반응성 산소종 (ROS)을 제거하고, 수컷 Sprague-Dawley 쥐의 고환에서 ROS와 malondialdehyde (MDA)의 생성을 억제하여 고환 손상을 예방할 수 있다 [32].좋은 항산화 특성 때문에 d-알룰로오스는 건강 제품, 화장품 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.

2.5 신경 보호 기능

d-알룰로스는 6-hydroxydopamine (6-OHDA)에 의해 유도된 세포 사멸을 늦출 수 있다.연구에 따르면 특정 농도의 d-알룰로오스가 쥐에서 크로마핀 세포 종양의 사멸을 현저히 늦출 수 있는 것으로 나타났다.세포를 D-allulose와 6-OHDA로 24시간 동안 공동 배양하면, 세포 내 글루타치온 함량이 유의하게 증가하며, 이는 D-allulose 가 세포 내 글루타치온의 농도를 조절함으로써 중추신경계의 신경 퇴행성 질환에 중요한 역할을 할 수 있음을 의미한다 [3 3].이는 d-알룰로오스가 신경계의 퇴행성 질환 치료에 잠재력을 가지고 있으며 이후 관련 약물 개발에 지원을 제공함을 나타낸다.

2.6 항염증 기능

D-allulose can also interact with certain intestinal microorganisms to reduce inflammation by downregulating the expression of genes in multiple tissues and increasing the composition of Lactobacillus and Enterococcus in the intestinal microbiota[34]. In rats with spontaneous type II diabetes, D-allulose supplementation, with or without drinking water containing 3% D-allulose, for 13 weeks significantly slowed the increase in blood glucose levels and the progressive mesangial expansion of the glomerulus [35]. D-allulose can therefore be used as an anti-inflammatory agent, and has potential medical value in the prevention and treatment of various diseases.

요약하면, d-알룰로스가 식후 혈당 감소 및 체중 조절에 상당한 효과가 있음이 많은 동물모델 실험을 통해 밝혀졌으나, 항염증 및 신경보호 기능에 대한 연구는 적었다.

D-allulose의 3가지 주요 응용 분야

현재 d-알룰로오스의 적용에 대한 연구는 주로 식품 및 의료 분야에 집중되어 있다.

3. 음식

d-알룰로스는 특별한 기능과 건강상의 이점 때문에 자크로스보다 더 인기가 있다.예를 들어 d-알룰로오스는 식품의 수분 유지 능력을 향상시킬 수 있습니다.d-알룰로스가 첨가된 콩젤을 복용하면 위 비우는 속도를 늦출 수 있고 따라서 포만감을 연장시킬 수 있다 [36].시리얼 밀가루 기반의 구운 음식에 d-알룰로스를 첨가하면 부드럽고 촉촉함을 유지할 수 있으며, 입에 잘 녹는 듯한 느낌을 줄 수 있다 [37].동시에 d-알룰로오스는 식품 중의 단백질과 반응하여 마이야르 반응을 일으켜 기분 좋은 맛을 낼 수 있다 [38].

기능성 식품 분야에서 d-알룰로오스는 식품 또는 음료에 프리바이오틱 특성을 줄 수 있습니다.d-알룰로오스는 항산화 효과를 강화하기 위해 다른 프리바이오틱스 또는 프로바이오틱스와 함께 사용할 수도 있습니다.d-알룰로스는 적색일즙농축액의 d-포도당과 d-과당으로부터 생화학적으로 합성하였으며, d-알룰로스를 함유한 기능성 적색일즙을 개발하였다 [39].

The biggest advantage of D-allulose in the food industry is that it is very similar to sucrose in terms of properties and functions, while also having many physiological functions that sucrose does not have, making it the best sugar substitute when compared to other sweeteners. With people becoming more health conscious and food safety issues becoming increasingly prominent, D-allulose, as a new type of sweetener, will definitely play a huge role in the food industry.

3.2의료 분야

연구에 의하면 d-알룰로오스와 메트로니다졸은 일정한 상호작용이 있어 메트로니다졸의 약물효과를 대폭 강화할수 있다.d-알룰로스를 메트로니다졸과 함께 사용하면 약물 용량을 줄일 수 있고 트리코모나드의 내약성 발생을 막을 수 있다 [40].d-알룰로스는 또한 잠재적인 선충제로 사용될 수 있는데, 이는 운동성, 성장 및 생식 성숙을 특이적으로 억제하고, 선충의 대사 발현을 방해할 수 있다 [41].d-알룰로스를 Wistar 쥐에 경구 및 정맥 투여하면 혈액이나 소변으로 빠르게 전달되는 것으로 밝혀졌는데, d-알룰로스는 쥐에 잘 흡수되고, 투여 후 빠르게 제거되며, 작용 기간이 짧다는 것을 나타내어 [42]d-알룰로스의 추후 약물 개발에 귀중한 약리적 자료를 제공하였다.또한, 희귀당 (d-알룰로오스 포함)이 세포주를 이용하여 In vitro에서 세포증식에 미치는 영향을 확인하였다.d-알룰로스가 암세포 증식을 억제할 수 있다는 것이 밝혀졌으며, 이는 d-알룰로스가 향후 보조 항암제가 될 수 있음을 시사한다 [43].

현재 의료분야에서 d-알룰로스에 대한 연구는 아직 비교적 적으며 대부분이 시험관 또는 동물실험에 기초하고 있다.그것의 생리적 기능과 가능한 독성 영향을 연구하기 위해서는 더 많은 임상 실험이 여전히 필요하다.

3.3기타 분야

d-알룰로스는 식품 및 의료 분야에서의 용도 외에도 방수, 빛을 전달하는 필름 [44]을 만드는 재료로도 사용되어 제품의 환경 친화성을 향상시킬 수 있다.또한, d-알룰로스는 d-알를로스 및 d-타가토스 [45]를 합성하기 위한 전구체로도 사용될 수 있다.또한 d-알룰로스는 혈당을 낮추는 기능이 있기 때문에 [46]지방 및 포도당 대사의 독특한 대사 조절제로도 사용되어 탄수화물 대사를 개선할 수 있다.d-알룰로스의 인기에 힘입어 다양한 신제품에도 사용될 예정이다.

4 결론

D-Allulose is a recognized fourth-generation natural sweetener that is an ideal substitute for sucrose and is currently one of the most popular sweeteners in the world. At present, the bioconversion technology for the production of D-allulose has been widely studied, including the source, modification, preparation and conversion of the required enzymes. Products produced using D-allulose as a raw material also include beverages, baked goods, dairy products, etc. Research on D-allulose in China started relatively late, and although the physiological functions and related applications are not satisfactory, the upstream gene mining and engineered cell construction have developed rapidly. Nowadays, with the 개발of global diseases such as diabetes and obesity, and in-depth research on the physiological functions and applications of D-allulose, D-allulose is bound to have a broader marketvalue.

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