효모 베타글루칸의 추출방법은?

Beta-glucan is a natural polysaccharide composed 의D-glucose units linked by beta-glycosidic bonds다. It is an important structural component of the cell wall 그리고is widely found 에서bacteria, fungi (including yeast), algae 그리고plants. 연구has found that the physicochemical properties 그리고biological 활동of beta-glucan are closely related 을its molecular spatial structure [1]. Beta-glucan from different sources and different extracti에and purification methods can affect its molecular structure and thus the corresponding biological activity [2-3]. Studies have shown that yeast beta-glucan derived from brewer' s 효모의 높은 학위를 가지고 β-1에 분기, 3 개의 주요 체인과 상대적으로 높은 분자 무게 입니다.보디 &를 강화시키는 것으로 나타났다#39;의 면역 체계, 혈당과 장내 미생물 균을 조절하며, 따라서 면역 odulatory 특성 [4]으로 안전하고 자연적이며 효과적인 기능성 식품 성분으로 간주됩니다.

효모 β-glucan 안전 공인만큼 일반적으로 인정 받고 있었(그 라스) 2008년에 미국 식품 의약 국에 의해 (GRN00239), 그리고은 나중에에서 종종 사용 기능 적이 식품, 음료, 건강 음식과 스포츠 영양 제품을 건강 한 면역 기능을 지지 한다.인민넷 조문판:인민넷 조문판:인민넷 조문판:人民网#39; s 중화 민국에 발표 된 다는 통지 가 없다. 2010년 중 9 효모 β-glucan은 새로 운 자원 제품을 추가 할 수 있는 다양 한 음식 같은 유제품, 기능성 음료, 구 운 제품, 그리고 사탕.주의 아니. 2012년 6이 효모의 사용의 범위를 확장 β-glucan을 유아 수식 분유.이 글은 식품산업에서의 개발 및 응용을 위한 참고자료를 제공하고 있다.

효모의 1 준비 β-glucan

1.1 산-염기법

The acid and alkali methods are among the earliest methods used to extract yeast β-glucan. In early studies, organic acids such as acetic acid and formic acid were generally used to hydrolyze yeast cells at about 90 °C 을about 3 h, and the yeast β-glucan product was obtained by centrifugation, precipitation, and drying [5-6]. Huang Dan et al. [7]found that although the product obtained using the acid 방법has a high yield (21.58%), it is of low purity. Although a series of optimizations were carried out, the purity (71.46%) could not be increased to an ideal level.

알칼리 추출 연구에서는 효모세포를 NaOH로 처리한 후 고압 등의 방법으로 보완하여 생성물의 90% 이상의 순도를 확보하여 식품 및 의료 분야의 요구조건을 만족하였다.그러나 알칼리성 공정 중에 발생하는 폐액은 처리가 어려워 대규모 생산시 적용에 한계가 있다 [8-9].두 추출법의 장점을 결합하기 위해 유민수와 펭쿰스리 등 [6, 10]은 산-알칼리 혼합법을 탐색하고 최적화하였다.효모세포를 자가분해한 후 강한 알칼리 (NaOH)와 약한 산 (CH3COOH)을 연속적으로 처리하였다.결과 효모의 양보와 순수 β-glucan 제품에 비해 개선 되었는 산성과 알칼리 메소드 이와는 별도로, 대접 받았및 수정 된 제품이 의학의 필요를 충족 할 수 있다.그러나 산 · 알칼리 폐액으로 인한 환경오염으로 여전히 효과적인 개선이 불가능하며, 공정에 많은 양의 산 · 알칼리를 사용할 경우 추출 비용이 증가하게 된다.산성과 알칼리 방법을 따라서, 현재의 수요를 충족 할 수 없는 효모 β-glucan 음식과 제약 시장에서, 그것도 역시 market&를 만나#39;의 녹색 생산에 대한 요구 사항.

고압 미세 유동화 1.2

고압 microfluidization (HPM)는 비교적 새로 운 식품 가공 방법은 또한의 추출에서 좋은 결과를 얻 표시 된 효모 β-glucan다.HPM은 높은 압력을 사용하여 액체 물질을 두 개의 마이크로 흐름으로 펌핑 한 다음 반응 챔버에서 서로 충돌하여 입자를 강렬한 파쇄, 충격 및 캐비테이션 효과에 subjitation 시킵니다.이로 인해 세포가 부서지고 내용물이 쏟아져 나와 세포 내 화합물의 효율적인 추출에 성공한다 [11-12].윌리엄 스 et al. [13] HPM기술을 이용 해 추출 β-glucan brewer&에서#39;s 효모는 생리활성을 유지하면서도 분자량을 현저히 감소시켜 용해도가 우수한 고품질 제품을 얻었다.

Physiological activity while significantly reducing its molecular weight, obtaining a high-quality product with better solubility. Liu et al. [14]explored the optimal processing conditions 에서the HPM process and found that the yield of soluble β-D-glucan can be significantly increased with increasing HPM pressure, and the effect is best when the pressure reaches 165.48 MPa. The β-glucan product prepared under the conditions of a chamber pressure of 165.48 MPa and a residence time of 10 min/200 mL not only has a higher yield and purity than the traditional acid-base 추출method, but also has better solubility and lower prote에서content, making it suitable for industrial production [15]. When HPM technology is optimally combined with other methods, the 추출efficiency, yield and purity are significantly improved compared to a single extraction method .

이전의 연구에 기초 하여, 가 오 Jie et al. [16] 사용 고압 microjet 균질 화와 결합을 준비하는 복잡 한 효소 지구 효모 β-glucan,로 그림 1에 나와 있습니다.고압 마이크로 제트 1 처리 조건:압력 210 MPa, 3 사이클, 질량 농도 20% (습식 중량);복잡한 효소 가수분해 조건:효소 첨가 1.0%, 온도 55 °C, pH 7.0, 효소 가수분해 50분, 액체 대 고체 비율 (중량 기준) 1:4;고압 microjet 2 치료 조건:압력 210 MPa 3 주기, 준비의 순수성을 효모 β-glucan 제품 (81.07 ± 0.82)%, 총 설탕 콘 텐 츠 (91.51 ± 1. 60)%, 기본적으로 회의 산업 생산의 순수함과 수율 요구사항이다.가능 하지만, 그것은 고압 환경 과정에서 3 차원, 효모의 구조 가 파괴 되었고 그 결과 효모 β-glucan 제품은 거칠고 평평 한, 특정 한 을지도 glucan의 기능적 효과에 영향을 미 칠 것이다.

1.3초음파 방법

현재 초음파 기술은 비가열 처리 기술로서 cavitation 효과로 인해 물질의 추출과 분리를 효과적으로 향상시킬 수 있으며, 천연물 및 생리활성 물질의 추출에 있어 보조적인 추출방법으로서 큰 가능성을 보여주고 있다 [17].초음파 기술을 이용하여 효모 슬러리를 처리한 초기 연구에서는 약 20%의 수율을 얻었던 기존의 산-염기 방법보다 훨씬 높은 33%에서 36%의 다당류 수율을 얻을 수 있었다.이를 바탕으로 이홍미 등 (18)은 Box-Behnken optimization을 이용하여 시술시간, 초음파파워와 같은 초음파 보조 추출기술의 주요 요소들을 최적화하였다.

autolysis 초음파 결합 기술은에 이용되었습니다extract yeast β-glucan with an extraction rate of 50.5%. The self-destructive ultrasonic coupling technology uses the self-destruction of yeast cells under specific conditions based on ultrasonic technology to destroy the cell structure, which has a synergistic effect with the ultrasonic-assisted extraction. Zheng and Kim et al. [19-20] found that ultrasonic treatment and alkali treatment reduced the particle size of yeast β-glucan from 8.80 μm to 1.77 μm and 7.19 μm, respectively. Compared with alkali treatment treatment, ultrasonic treatment has a greater advantage in loosening the aggregated structure of glucan, expanding the specific surface area, and enhancing its solubility. When ultrasonic technology is combined with enzymatic hydrolysis, the former greatly enhances the enzymatic hydrolysis efficiency by increasing the enzyme contact area, increasing the yield of yeast β-glucan to 32.3% and the purity to 98.8%, which is far superior to a single treatment mode [21]. The combination of ultrasonic waves and the above auxiliary methods resulted in a significant improvement in the retention of the structure and biological activity of the yeast β-glucan product. It can be seen that this type of extraction method is a potential method for the efficient extraction of yeast β-glucan in industry.

2. 면역 β 효모 균의 활동을-glucan

2.1. cell model을 이용한 연구

In vitro 연구에서 효모 베타글루칸은 면역세포, 수용체, 사이토카인 등 면역계에 관여하는 인자에 조절 효과가 있는 것으로 나타났다.앙굴로 등 [22]은 효모 베타글루칸을 이용하여 염소 단세포세포를 자극하였다.배양 4~6일 후, 세포들은 전형적인 macrophage 형태를 띠었고 macrophage 표면표지 (CD11b와 F4/80)의 유전자 발현은 up-regulated 되었다 발현하며, lipopolysaccharide (LPS) 도전시 향상된 세포 생존과 높은 파골세포 용량을 초래합니다.

이전의 연구에서, 이스트, β-glucan이 발견 되었비장 림프 구 체외의 확산을 촉진하고 생산을 돕기 위해 같은 성의 interleukin-2 (IL-2), 혔 (IL-6), 루 킨 (IL-10), 종양 네 크 로시 스 팩 터-α (TNF-α)과 interleukin-17A (IL-17A) [23-24] 상당 한 면역 반응에 영향을 미치을 높이고 있다.게다가, 이전의 연구에서, 이스트, β-glucan와 시너지 효과를 가지고 있는 것으로나 타 났 anti-tumor 단일 클론 항체, anti-tumor을 크게 개선 효과와 다양 한 세포 사멸 규제 단백질의 수준이다.효모 β-glucan 직접 암세포의 성장을 억제, 할 수 있고 또한 자연 킬러 세포 또는 호중 구 자극 할 수 있을 때 암세포를 죽이 바인딩 glucan 수용체 [25].최근의 연구에서, 이스트 β-glucan 소설 autophagy억제 가 되는 것이 발견 되었는 암 치료에 진전이 있다.리소솜 pH를 증가시키고 리소솜 단백질 분해효소 활성을 억제함으로써 자가분해를 억제하여 간암세포의 증식과 대사, 체내 종양 성장에 상당한 항암 효과를 나타낸다 [26].

동물 모델을 바탕으로 한 연구 2.2

현재, 이스트, β-glucan 많은 동물 연구에서 밝 혀 졌 body&을 개선에 유의 한 영향이 있을#39;의 면역 기능 및 항 종양 효과, 그리고 동물 면역 흥분제로 사용됩니다.왕 et al. 구두로 그들의 연구에서 발견 되는 [27]로 투여 sulfated 효모 β-glucan의 면역 체계를 효과적으로 개선 대폭 줄여 닭을 변경하는 사이토 카인 농도, 인터페론 늘어나고 있 는데, γ (IFN-γ)과 IL-6 농도, 변환 성장 인자-β 1 감소하고 (TGF-β 1) 농도, 동시에 lymphocyte 확산 홍보 했다.혁신성장 fac- 토-β 1, TGF-β 1) 농도, 홍보 lymphocyte 확산, 그렇게 함 으로써 효과적으로 닭의 면역 시스템을 개선, 높이면서 유익 장내 박테리아와 장내 면역 체계의 기능을 홍보 했다.

구강 삽 관을 관리하는 데 사용 되었효모 β-glucan을 유일한 모델이다.그 결과 어류의 장에서 IL1B와 IRF7의 발현이 upregulated 되었으며, 장내 미생물 중 Vibrio의 비율이 현저히 감소하여 model&를 조절하였다#39;s 면책 [28].때 효모 β-glucan이 먹이에 추가 보충물로, 소화, 그것을 효과적으로 개선 할 수 있 영양 소이 강화 면역 력을 증가시 킴 으로써 면역 글 농도 및 자극 알칼리성 phosphatase [29],과 좋은 프로그램을 가지고 있 전망을 개선하 는데 몸의 선천적인 면역 력과 저항을 구체적인 병원균이다.마우스를 사용 한에서 연구를 모델, 그것이 발견 되었효모 β-glucan 리스 테리아 균에 의해 효과적으로 감염을 예방 할 수 있 monocytogenes, 대장균 anthracis 비 칸과 [30-31] 한다.

Chan et al.과 Alexander et al.[32-33]의 항암 효능을 증명하였다yeast-derived β-glucan particles in a mouse model of metastatic melanoma in the lungs based on previously reported antitumor mechanisms. Recent studies have shown that the product of yeast β-glucan and zinc complexed with nano-carrier delivery has a significant enhancing effect on anti-inflammatory and pro-inflammatory cytokines (IL-1β, IL-6, IL-8) in the body, and has a significant regulatory effect on improving the body's 체액성 면역, 자연살해세포 (NK) 활성, 장 점막 면역력 강화 [34-35].

2.3 임상연구 (Clinical studies)

최근 몇 년 간,의 임상 응용 프로그램 효모 β-glucan 특권에 인간은 또한 학자들의 관심을 끌었다.연구들은 맹 선택에서 실험이 다양 한 연령층의 사람들이, 같은 알레르기 증상 피부의 발생과 호흡기 알레르기는 주제에 현저하게 낮 β 이스트를 소비하는 그룹보다-glucan placebo-controlled 그룹 [36-38]에 있다.특히 면역력 향상에 탁월한 효과가 있어 유아기와 노년기 면역력 향상에 큰 도움이 된다.

먹이 살 이하의 어린이들에 관 한 실험에서 1~4년, 실험의 결과는 유제품 소비하는 그룹을 포함하는 음료 효모 β-glucan의 발병 률을 다는 것을 보여주 알레르기 비염, 쌕 쌕 거리는 소리, 알레르기 기침, 습진과 urticaria 통제 집단의 그것보다 상당히 낮이었, 그리고 항생제 치료를 받을 필요 한 사람들의 비율이 또한 [39]이 줄어들었다.풀러 (Fuller) 등 (3 6)은 50세에서 70세 사이의 중년과 노인을 대상으로 한 연구에서 비록 통계학적으로 큰 차이는 없었지만 매일 250 mg의 효모 베타글루칸 캡슐을 복용하는 것이 감염 증상이 있는 일수를 줄이는 데 효과적이며, 기분을 개선하고 정서적 스트레스를 완화하는 데 효과가 있다고 밝혔다.하지만 효모 베타글루칸이 신체를 조절하는 구체적인 메커니즘은 불분명해 추가적인 연구가 필요하다.

면역활성화 기전 2.4

효모 β-glucan는 광범 위한 관심을 끌기 때문에 상당 한 immunomodulatory 효과 가 있다.효모의 immune-activating 메커니즘 β-glucan은 그림 2에 제시 되어 있다.소화관을 입력 한 후, 이스트, β-glucan 식도를 통해 소장과 위장에들 어간다.M 세포 벽에 장내 수송 β-glucan 장내 루 멘을 림프 조직에서 [40], 면역 세포이 풍부 한 지역이 대식 세포 수지상 세포와 같은 내용을 지속적으로 모니터를 통과하는 창자, 특히 미생물 해롭다.대식세포와 수지상세포는 외부 표면에 유해 미생물에서 흔히 발견되는 분자 구조를 인식하고 결합할 수 있는 특정 수용체를 가지고 있다 [41].예를 들어 대식세포의 경우 효모 베타글루칸 분자의 특수한 구조는 대식세포의 수용체에 의해 인식되어 결합하고, 이를 통해 대식세포를 활성화시키고 해로운 미생물을 파괴할 수 있는 능력을 부여한다는 것을 의미한다 [42].

쥐의 실험에서 보 호중 구와 개인의 핵 구가 fed 효모 β-glucan phagocytic 활동이 더 높고 포식 세포 [40]의 높은 비율이다.그것을 볼 수 있는 효모 β-glucan는 신진대사 가 산화에 긍정적인 효과를이 러한 세포 유형의, 호흡기 터지는 강 한 자극이다.알레 르 겐 단백질과 림프 구는 자극 시키면, 그 효모에서 β-glucan 먹이 그룹 확산 율이 더 높고 [43], 또한 증명의 긍정적인 효과를 효모 β-glucan 세포 면역 력에 있다.게다가, 비록 효모 β-glucan을 발휘 하기 시작 한 창자,에 미치는 영향을 연구 또한 효모 β-glucan 분자 대식 세포로 운송 할 수 있는 림프 조직 몸의 다른 부분에서, 그들이 어디에 있 는지 [40]다른 면역 세포를 활성화 할 수 있습니다.이후 효모 β-glucan은 수용체에 면역 세포에 의해 구속 받 인정 받고 특정 한 방법으로, β-glucans 다른 분자 구조로 면역 체계에 미치는 영향이다 릅니다.관련된 특정한 면역 기전은 추가적인 탐색을 필요로 한다.

결론 및 전망 3

현재,의 응용 프로그램yeast β-glucan powder in chemical industry, aquatic products and food is receiving more and more attention. Survey data shows that by 2022, the global yeast β-glucan market will reach 476.5 million US dollars, which indicates that the application of β-glucan has huge development potential. However, in the domestic market, yeast β-glucan still has problems such as low yield and poor quality, and cannot meet the growing market demand. Currently, commonly used extraction methods include acid-base extraction, high-pressure microjet homogenization, and ultrasound-assisted extraction. These methods all have problems such as low yield, purity that is difficult to meet market demand, and serious pollution during production.

한 성질을 가지고 있는 생산 방법을 찾아내 간단 한 과정, 높은 생산량과 좋은 제품 품질의 상업적 가치를 늘리는 데 도움이 효모 β-glucan, 다양 한 분야의 응용을 촉진하 며, 순응을 국제 개발 추세이다.일련의 연구를 효모 β-glucan 셀 모델을 사용 하여 실시 되었고, 동물 임상 실험 모델 및 예비와 β-glucan body&을 개선하는 것으로 나타나#39;s immune function. However, there are still some doubts about the specific mechanism of its immune regulation, and some proposed mechanisms are still based on hypotheses, and the underlying mechanisms have not yet been elucidated. Future research should focus on exploring the deep interaction mechanisms between yeast β-glucan and different subjects, as well as the interconnections between different mechanisms. This would be useful for understanding the changes caused by yeast beta-glucan in humans and animals, and would also be helpful for the development and application of yeast beta-glucan.

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