L Arabinose 란?

아라비노스 (L Arabinose)는 자연적으로 발생하는 5 탄소 단당류이다다.L-Arabinose는 pentoses 군에 속하며 arabinogalactan, arabinoxylan, arabinose-based galactans의 형태와 고등식물에서 헤미셀룰로오스의 형태로 발생한다.Free l-아라비노스는 템페와 막걸리 같은 발효 식품에서만 발견된다.l-아라비노스 자체가 자당의 절반 정도로 단맛이 나며 자당을 대신해서 사용할 수 있는 감미료이다.최근 연구에 따르면 l-아라비노스 가 소장에서 자당 흡수를 억제한다는 사실이 밝혀졌으며 [1], 이러한 특성은 l-아라비노스 기반 식품 개발에 새로운 아이디어를 가져올 것이다.

비만, 고혈당, 고혈중지질 및 당뇨병에 대한 관심이 증가함에 따라 식단에서 당의"건강한 섭취"에 대한 관심이 점점 더 많아질 것이며, 이는 L-arabinose의 적용에도 넓은 시장 전망을 제공합니다.

L 아라비노스의 생산방법 1

L-arabinose는 식물의 헤미셀룰로오스에서 분리될 필요가 있습니다 (옥수수 꼬막과 코어, 껍질과 비트 과육은 함량이 높습니다).4가지 주요 추출 방법이 있습니다:

첫째, 비트 및 기타 원료를 사용하여 알칼리 가수분해, 산 중화, 강수 및 여과, 분리 및 결정화는 이를 추출하기 위해 사용됩니다;

둘째, 생물학적 방법을 이용하여 제조될 수 있으며, 예를 들어, 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) 배양액을 이용하여 L-arabinose를 포함하는 물질을 효소적으로 소화시킬 수 있다;

셋째, 미생물을 이용하여 다양한 이당류를 흡수하여 아라비노스의 농도를 증가시킨 후, 추가로 농축하여 결정화하여 제조할 수 있다;

넷째, 과산화수소와 아세트산의 촉매작용하에 l-아라비노스를 준비하는 람노즈 및 기타 원료를 사용하는 등의 화학적 합성.

그중 산-염기 가수분해 공정은 비교적 성숙되여 공업생산에 널리 리용되고있다.그러나 정화과정이 비교적 복잡하고 생산과정에서 대량의 폐산, 알칼리가 산생되여 환경오염을 일으키기 쉽다.또한, 따뜻한 가수분해는 인체에 일부 유해한 부산물을 발생시킬 수도 있으며, 이는 식품 및 의약품 분야에서의 응용에 영향을 미친다.

최근 미생물의 효소 가수분해 방법이나 선택적 발효 및 불순물 제거 방법을 이용하여 L-arabinose를 제조하는 방법이 점차 대두되고 있다.이는 생산 과정을 단순화하고 생산 비용을 크게 줄일 뿐만 아니라 오염도 덜 일으킨다.L-arabinose의 미래 산업 생산 방향을 나타냅니다.그러나이 방법의 현재 병목은 높은 가수 분해 능력을 가진 효율적인 효소나 균주를 얻는 데 있다. 병목현상은 가수분해 능력이 높은 효율적인 효소나 균주를 얻는 데 있는데, 이를 위해서는 미생물 공학 기술이나 현대 생명공학을 이용하여 기존의 효소를 생산하는 세균을 개조하여 l-아라비노스 (L-arabinose)의 생산 비용을 더욱 줄이기 위한 과학 기술 종사자들의 공동 노력이 필요하다 [2-9].

2라라비노스의 건강상의 이점

2. 1 Larabinose', s 혈당 조절 효과

섭취 후 l-아라비노스는 칼로리를 거의 생산하지 않으며 인간과 동물의 장에서 수크로스의 대사 전환을 조절합니다.연구에 따르면 L-arabinose는 수크로스 가수분해효소를 억제함으로써 수크로스의 흡수를 억제하여 수크로스 섭취로 인한 혈당의 상승을 감소시킬 수 있다.연구에 따르면 낮은 농도의 L-arabinose(2 mmol/L) 가 돼지 체외에서 소장에서 sucrase의 활성을 억제할 수 있는 것으로 밝혀졌다.수크로스에 2-3%의 L-arabinose를 첨가하면 소장에서 수크로스 흡수를 60% 감소시킬 수 있다.다만 아라비노스의 광학 이성질체인 d-아라비노스와 일부 이당류 형태의 아라비노스는 이런 효과가 없다 [1].

또한, l-아라비노스 투여가 수크로스 [1, 10-11]를 먹인 쥐와 쥐에서 식후 혈당 수치를 감소시킬 수 있다는 연구 결과가 있다.Seri K 등 [1]은 고자당 음식을 중단하지 않고 2-3주 동안 섭취한 생쥐에서 l-아라비노스 첨가는 자당 함유 음식으로 인한 혈당 증가를 지속적으로 억제하고, 직접 식후 혈당을 약 30% 감소시킬 수 있다고 밝혔다.

이는 L-arabinose가 생체 실험에서 수크로스 함유 식품으로 인한 식후 혈당의 증가를 조절할 수 있을 뿐만 아니라 장기간 수크로스 섭취 후 혈당의 증가를 억제할 수 있음을 증명한다.중국의 일부 연구소에서는 수크로스를 탄수화물 공급원으로 사용하는 동물에서 l-아라비노스의 혈중 글루코스 조절 효과를 연구하기도 했다.2008년 샤먼대학의 저우커푸 (Zhou Kefu) 등은 l-아라비노스가 고당 (자당 10%) 고지방 식이를 섭취한 쥐에서 공복 혈당을 현저히 감소시키고, 내당성을 강화시키며, 쥐의 체중 증가 추세를 효과적으로 늦출 수 있다는 것을 발견했다 [12].또한 토끼를 연구 주제로 사용한 추가 실험에서 L-arabinose 가 혈당을 낮추고 체중 감소 [13] 하는 효과가 있음이 확인되었다.

마찬가지로 인체실험에서 이노우에 등 [14]은 L-arabinose의 섭취가 식후 혈당을 낮출 수 있고 일정한 용량 의존적 관계를 보인다는 것을 발견했다.본 연구군은 정상인과 당뇨병 환자가 젤리 등 디저트를 섭취할 때 l-아라비노스를 중량 기준 3% 첨가하면 식후 혈당 수치가 대조군에 비해 낮은 것으로 나타났다.Preuss HG group은 식품원으로부터 L-arabinose와 chromium을 공동 투여하면 식후 혈당을 낮출 수 있다는 것을 발견하였다 [11].

수크로스를 섭취한 쥐에게 L-arabinose, 쥐콩 추출물 및 히비스커스 추출물을 함께 투여하였을 때, L-arabinose 가 수크로스의 섭취로 인한 혈당증가 억제 효과가 큰 것으로 나타났으며, 그 효능은 다른 두"탄수화물 억제제"보다 훨씬 높은 것으로 나타났다 .

현재 사용되고 있는 또 다른 탄수화물 기반 글루코스 저하 제품은 아카보스 (acarbose)입니다.그것에 비해 L-arabinose는 체내 대사 과정 중에 더 안정적이고 sucrase에 대한 친화도가 높기 때문에 수크로스 분해를 억제하는 효과가 더 중요하다 [1].또한, 아카보스는 아밀라아제를 포함한 많은 이당류 및 다당류 효소의 활성을 억제할 수 있습니다.이런'비선택적'억제는 아카보스 제품에서 복부팽만, 가벼운 설사, 심지어 장폐색 등의 부작용을 일으킨다 [15].반대로 L-arabinose는 자당hydrolase 활동을 억제할 뿐 장기적으로 체내에 축적되지 않는다.혈장의 l-아라비노스 수치는 식사 8시간 후 기저 수치로 돌아온다.현재까지 연구에서 l-아라비노스의 중대한 부작용은 발견되지 않았다.

그러나 L-arabinose는 maltase, alginase, lactase 및 amylase와 같은 다른 이당류 또는 다당류 가수분해효소에는 억제 효과가 없다는 것도 이번 연구에서 밝혀졌습니다.수크로스를 포도당이나 전분으로 대체하면 대두 추출물이나 히비스커스 추출물과 같은 물질은 식후 혈당을 어느 정도 억제할 수 있지만 [1] L-arabinose의 혈당 억제 효과는 완전히 사라진다.

2.2 l-아라비노스와 장 건강

수크로스의 분해에 의한 혈당의 증가를 억제하는 L-arabinose의 기능에 비해 L-arabinose의 다른 기능에 대한 연구에 대한 증거가 불충분하며 추가적인 검증이 요구된다.

연구에 따르면 14c 표시 수크로스 식품을 섭취한 쥐에서 L-arabinose 섭취 후 축적된 호기성 14c 표시 CO2는 현저히 감소되었으며, 14c 표시 수크로스의 대부분은 맹장에 남아 있었다 [16].또한 L-arabinose의 첨가는 쥐 맹장의 습중량을 증가시킬 수 있으며 맹장 내 총 휘발성 유기산 함량이 크게 증가하여 (증가하는 주요 유기산은 아세트산, 프로피온산, 젖산, 말산, 숙신산) 맹장 미환경의 pH를 감소시킨다 [17].

연구자들은 이는 주로 두 가지 이유 때문이라고 추측하고 있다:첫째, 소장의 세균이 l-아라비노스를 발효시켜 단사슬지방산과 젖산을 만들 수 있다;둘째, L-arabinose 가 소장 점막에서 수크로스 분해 효소의 활동을 억제하고, 수크로스 분해가 차단된 후에는 장내 식물체가 수크로스를 발효시켜 산성 물질 [18]을 생성하기 때문이다.

이전 연구에 따르면 산성을 띠는 장내 환경이 비피dobacterium, Lactobacillus 같은 프로바이오틱스의 성장에 도움이 된다.그러나 소량의 l-아라비노스 섭취에 의한 장내 pH 조절이 프로바이오틱스의 성장을 크게 촉진할 수 있는지는 더 확인해야 한다 [19].

2.3 라라비노스는 당질 대사를 조절하는 기능을 한다

l-아라비노스는 또한 당질 대사를 조절하는데 건강상 이점이 있다.한 연구에서"저혈당"효과가 있는 여러 탄수화물 (l-아라비노스 31%, 대두 추출물 19%, 히비커스 추출물 31%, 가르시니아 캄보지아 추출물 12%, 녹차 추출물 6%, 사과 추출물 1%)을 혼합하고 쥐의 탄수화물 공급원으로 포도당, 전분, 수크로스를 사용할 경우, 그리고 9주 후에 쥐의 당화 헤모글로빈 값을 측정했습니다 (지난 8-12주 동안의 전체 혈당 수준을 반영)."혈당 혼합물"이 탄수화물 섭취로 인한 쥐의 당화 헤모글로빈 증가를 효과적으로 억제할 수 있으며, 큰 부작용 없이 [20] 효과가 있음이 밝혀졌다.

Osaki et 알다.[21]은 L-arabinose를 1% 첨가하면 체중, 혈장 중성지방 농도, 간지방 대사 효소 (주로 acetyl coenzyme 한carboxylase, fatty acid synthase 및 citrate lyase) 및 혈장 인슐린 수준의 증가로 인한 식품 내 자당 함량 (0-30%, 10일간 섭취)의 증가를 억제할 수 있다는 것을 발견하였다.그러나 자당대신 fructose와 glucose를 첨가하였을 때 L-arabinose의 억제 효과는 사라졌다.인구 실험 결과 l-아라비노스를 매일 섭취하면 식후 혈당 수치, 인슐린, c-반응성 단백질을 억제하고 글루카곤 유사 펩타이드를 증가시켜 위장관 부작용 없이 성인에서 체중 감소를 가져올 수 있는 것으로 나타났다 [23].

Krog-Mikkelsen I 등 [24]은 자원 봉사자 (15명의 건강한 피험자)를 사용하여 L-arabinose 가 자당 섭취 후 일련의 포도당 대사 지표에 미치는 영향을 테스트했다.L-arabinose 섭취 후 식후 혈당과 인슐린 수치가 감소된 것으로 나타났다;이들은 낮아진 반면 혈장 내 GLP-1의 양은 높아졌다.GLP-1은 인슐린 분비를 촉진할 수 있는 인자이므로 L-arabinose의 섭취가 혈당을 낮추고 인슐린 분비를 낮출 수 있다는 것이 증명되었다 [25].또한 L-arabinose 섭취는 식후 중성지방 수치에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.동시에이 연구는 서로 다른 그룹의 매우 적은 수의 피실험자가 위장 팽만, 가벼운 설사 및 메스꺼움 등의 증상을 경험했지만 [24] 통계적인 차이는 없었다고 지적했다.

3 l-아라비노스 적용

1990년대 이후 생물학자와 영양학자들은 L-arabinose에 대한 심층적인 연구를 수행해 왔다.L-arabinose 섭취 후 현저한 부작용이나 생리적 독성은 발견되지 않았으며, 현재 안전한 것으로 여겨지고 있다.미국의학협회는 비만치료용 영양보충제와 일반의약품으로, 미국식품의약국 (FDA)은 식품첨가물로 등재했다.일본에서는 후생노동성 후생노동성 's의 특정 건강 식품 목록에는 혈당 조절을위한 특수 건강 식품 첨가물로서 L-arabinose 가 포함되어 있습니다.문서 12번의 발표에 따르면 2008년의 보건복지부에 의해 People's 중화민국, L-arabinose는 중국에서 새로운 자원 식품으로 승인되었으며, 사용 범위는"유아 식품을 제외한 모든 유형의 식품"입니다.

L-arabinose를 생산하는 회사들은 주로 일본, 영국, 독일, 스페인, 중국에 집중되어 있다.현재 l-아라비노스 제품의 목표 인구에는 주로"3고"가 있는 사람과 과체중인 사람, 당뇨병 환자 등이 포함되며 일정한 정도에서 고급 가정의 건강 수요를 충족시킬 수 있다고 보고 있다.건강에 좋은 설탕으로 떠오르고 있는 l-아라비노스 (L-arabinose)는 당뇨병 환자들이 자당 식품의 delicious 함을 어느 정도 즐길 수 있게 해 줄 것으로 기대되며, people's는 건강한 심리적 욕구 (healthy psychological needs)와 현실적 욕구 (practical needs).l-아라비노스는 국내산 자당, 유제품, 패스트리, 빵, 어린아이와 같은 식품에 널리 사용될 가능성이 있다#39;의 음식, 아이스크림, 음료, 디저트, 초콜릿, 그리고 사람들을 향상시키는데 중요한 역할을 할 것이다 ' 삶의 질과 그들의 생활수준을 높인다.연구가 심화됨에 따라 L-arabinose 시장은 지속적으로 확대될 것입니다.

4 요약

다양한 연구 결과를 요약하면,이 단계에서 비교적 명확한 L-arabinose의 기능은 소장에서 수크로스를 분해하는 효소를 억제하여 당 흡수를 감소시키고 수크로스가 함유된 식품의 섭취로 인한 혈당을 낮추는 것입니다.그러나 l-아라비노스 (L-arabinose) 가 당뇨병의 발병을 예방하는 식품으로서 어떻게 하면 올바르게 장기간 섭취할 수 있는지, 당질 대사와 장내 균에 대한 조절 효과 등 일련의 과학적 의문에 대한 해답이 남아 있다.

참조:

[1] 삼성경제연구소  K, SANAI K 가 쓴 N, et 알다. Larabinose선별적으로 억제 장 경쟁력이 없는 자당 (sucrose)  태도  그리고   억제  혈당  반응   자당 후   섭취  에서  동물들은 [J]다. 신진대사, 1996년, 45 (11):1368-1374.

[2] 방영량, 정행, 유장허.기능성 감미료 L-arabinose [J.아미노산과 생물자원, 2009 (31):8-12.

[3] 쳉 H, 왕 H, LV J, et 알.에 대한 참신한 방법 준비 L-Arabinose 에서 xylose 엄마 술 이스트에 의해   중재 biopurification다 [J다] Microbial Cell Fac-tories,2011,10(1):43-53.

[4] 정화 X, 샤 L, 리앙 J, et 알다. 단백질 purifi- cation, 결정 화 그리고 예비 x 선 회 절 분석  의  l-arabinose  isomerase  에서  Lactobacillus fermentum CGMCC2921[J.Act한Crystallographica,2015, 71(1):28-33.

[5] 김   YS, 임 YR, 오 DK다. LArabinose 생산에서 설탕 비트 arabinan 에 의해 움직이 엔도- 그리고 exo-arabinanases 에서 Caldicellulosiruptor saccharolyti-cus 에서 a  packed-bed 원자로다 [J다]생명과학& 2012년 생명공학, 113 (2):239-241다.

[6] 옌  리, 렌 XZ 평면, 웨이 QI, et 알다. 한 검토 의 dilute-acid 지구 의 lignocellulosic 바이오 매스다 [J다] 오늘의-nal 지린의 연구소 의 화학 기술, 2009년 156 (2):395-403다.

[7] 임 년, 염은 SJ, 김 YS, et 알다. 시너지 효과 가 프로-duction 의 Larabinose  에서 아라비난 (arabinan)은 다음을 가리킨다 의 thermostable 엔도- 그리고 exo-arabinanases Caldicellulosiruptor에서 saccharolyticus다 [J다] 바이오사우어테크-놀,2011,102(5):4277-4280.

[8] BOUQUILLON   S. D-Xylose 그리고 LArabinose-based- 계면활성제:합성, 반응성 그리고 의술의-chemical 속성 [J]. Comptes Rendus Chimie,2011,14(7-8):716-725.

[9] AGUEDO M, 밴더헴 C, 고핀 D, et 알다. 빨리    그리고   highyield   복구    의   arabinose     에서 destarched 밀 브 랜다 [J다]  IndCrop  2013년 자극, 43 (5):318-325.

[10] SANAI K, SERI K, 악랄한 S. 억제 의 자당 소화   그리고 쥐에서 Larabinose에 의한 흡수 (J.JJpn Soc Nutr 음식 Sci, 1997년 (50):133-137.

[11] PREUSS HG, 에크하르트 B, 배치 D, et 알다. Inhi- bition 에 의해 자연 식이 물질 의 위장 흡수 의 녹말  그리고 sucrose  에서 쥐 그리고 돼지:급성 1 마리 [J] 연구 한다. 정수 J의대Sci,2007,4(4):196-202.

[12] 저우커푸, 한위, 장종영 외.L-arabinose 가 고지방 및 고당 식이를 섭취한 생쥐의 체중 및 내당성에 미치는 영향 [J.샤먼대학교 논문집 (자연과학편) 2011, 47(6):772-776.

[13] 한위, 우한저, 양계하.L-arabinose의 저혈당 및 체중감소 기능에 관한 실험적 연구 (Experimental study 에이hypoglycemic 그리고weight loss functions 의L-arabinose [J.대한한의학정보학회지, 2010, 17(3):39-40.

[14] 이노우에 S, 사나이 K, SERI K. 제거 에서 기록으로 표시 효과 의 L-arabinose 에 피 포도당 후 수준  섭취  의  자당-containing  음식  에서  인간의 [J]이다. J Jpn Soc Nutr 음식 Sci, 2000년 (53):243-247.

[15] CONIFF R, 샤피로 J, 시튼 T, et 알다.  멀티 센터, placebo-controlled  재판   비교하는  acarbose (베이 g 5421) 플라시보 (placebo), 톨부타미드 (tolbutamide), 그리고 tolbu-tamide-plus-acarbose 에서 친 의원  dia-betes 위험요소다 [J다] 는 J 병원, 1995년, 98 (5):443-451.

[16] SANAI K, SERI K, 이노우에 S. 억제 의 자당 소화 그리고 흡수 에 의해 L-Arabinose 에서 쥐 [J]다.저널 의 일본 사회 의 영양  & 음식 Sci- 1997년 ence, 50 (2):133-137다.

왕신, 야오샤오펜, 잉인 등 [17].L-arabinose 가 제2 형 당뇨병 쥐에서 glycometabolism에 미치는 영향 [J].보건연구, 2012, 41(2):260-263+267.

[18] 후지이 M, 하토조에 M, 호우 DX. 효과 의 라라- binose   에  혈청  중립  지질, 체중 의  뚱 뚱 한  용 패드와 그리고 맹장, 그리고 유기 농 산 에서 맹장 에서 쥐 [J]다.한 기초 Glycosci, 2000년 47 (3/4)이다.

[19] HIZUKURI   S.  영양 그리고 생리적 기능과 사용 의 LArabinose다 [J다] J한 기초 46 Glycosci, 1999년, (2):159-165다.

[20] PREUSS HG, ECHARD B, BAGCHI D. 억제 자연 식이 물질 의 위장 의 흡수를 녹말 그리고 sucrose 에서rats 2[J]에서 등장. Subchronic 연구 정수 J  Med  2007년 Sci, 4 (4):209-215다.

[21] 아주 십 S, 키무라 T, 스기모토 T, et 알다. 라라-binose 먹이  막  증가  때문에  을  식이  su-crose in  lipogenic 효소 그리고 쥐의 트리아실글리세롤 수준 [J. J  2001년 Nutr, 131:796-799다.

[22] 류 X, ZHU D, 태양 L, et, al.  효과 의 Larabinose에 the  식후 혈당과 체중 [J].J Hyg 2013년 Res (42):295-297.

[23] KROG-MIKKELSEN 나는, HELS 오, TETENS 나는다. 이 ef- fects  of   l-arabinose   on   장  미치는  활동:dose-response 연구 mr duncan 그리고 인간의 [J]이다. 는 J  Clin 2011년 Nutr, 94 (2):472-478다.

[24] KAATS G, 키스 S, 키스 P. A  조합 L-arabinose의 and  크롬 낮 춰 순환 포도당과 인슐린 수준  후  한  급성  경구  sucrose   chaL lenge다 [J다] Nutr J, 2011년 (10):42.