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]다.따라서 적합한 저칼로리 식품보충제를 찾는 것이 결정적이 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-알룰로오스의 생리학적 기능과 주요 응용분야를 소개하여 추후 연구를 위한 기초를 마련하고자 한다D-allulose에 대한 연구.

1 D-allulose

d-알룰로오스의 물리적, 화학적 특성 1.1

d-알룰로스는 칼로리가 거의 제로인 희귀한 설탕으로, 주로 밀과 사탕수수에서 추출된다.d-알룰로스와 d-프럭토스의 구조식은 그림 1 [4]에 표시되어 있으며, 둘은 서로 이성질체이다.d-알룰로스는 자당 (sucrose)의 70%만큼 달며, [5]건강상 다양한 효능이 있는 기능성 당이다.그것은 백색 분말 결정 화합물입니다.2011년 미국 식품의약국 (FDA)은 일반적으로 안전한 것으로 평가 (GRAS) [6]된다고 결정했고, 이는 d-알룰로스가 식품 재료로 사용될 수 있는 토대를 마련했다.d-알룰로오스의 물리적, 화학적 특성은 하기 표 1 [7]에 나타내었다.

d-알룰로스의 합성 방법 1.2

현재까지, 연구자들은 할 수 있었습니다D-allulose 준비화학 합성과 생물 전환의 두 가지 방법을 사용합니다.

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 연구에 따르면 d-알룰로스는 다른 희귀당보다 활성산소종 (reactive oxygen species, ROS) 소거 활성이 더 강하다 [31].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-알룰로오스는 또한 특정 장내 미생물과 상호작용하여 여러 조직에서 유전자의 발현을 조절하고 장내 미생물 중 유산균과 엔테로코쿠스의 구성을 증가시킴으로써 염증을 감소시킬 수 있다 [34].자연 제2 형 당뇨병이 있는 쥐에서는 d-알룰로스가 3% 함유된 물을 마시거나 마시거나 하지 않고 d-알룰로스를 보충하여 13주 동안 혈당 수치의 증가와 사구체의 진행성 중간 확장을 현저히 둔화시켰다 [35].따라서 D-allulose는 항염증 물질로 사용될 수 있으며, 다양한 질병의 예방 및 치료에 잠재적인 의학적 가치가 있습니다.

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].

식품 산업에서 d-알룰로스의 가장 큰 장점은 특성과 기능면에서 수크로스와 매우 유사하면서도 수크로스가 가지고 있지 않은 많은 생리 기능을 가지고 있어 다른 감미료와 비교할 때 최고의 설탕 대체제입니다.사람들이 더 건강을 의식하고 식품 안전 문제가 점점 더 두드러지면서 d-알룰로스는 새로운 유형의 감미료로서 식품 산업에서 분명 거대한 역할을 할 것입니다.

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-알룰로스는 자당을 이상적인 대체 할 수있는 인정 된 4세대 천연 감미료이며 현재 세계에서 가장 인기 있는 감미료 중 하나입니다.현재 d-알룰로오스 생산을 위한 생물 전환 기술은 필요한 효소의 원료, 개질, 제조 및 전환 등 널리 연구되고 있다.d-알룰로오스를 원료로 사용하여 생산되는 제품에는 음료, 구운 제품, 유제품 등도 포함됩니다.중국의 d-알룰로오스에 대한 연구는 비교적 늦게 시작되었으며 비록 생리기능과 관련 응용이 만족할만한 수준은 아니지만 업스트림 유전자 채굴과 조작된 세포 건설은 빠르게 발전했다.오늘날 당뇨병과 비만 등 세계적인 질병이 발병하고 d-알룰로오스의 생리적 기능과 응용에 대한 심도 있는 연구가 진행되면서 d-알룰로오스는 더 넓은 시장가치를 가질 수밖에 없다.

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