올리고당 분말의 생산 방법은 무엇입니까?

기능성 올리고당류는 글리코시드 결합에 의해 중합된 2~10개의 단당류로 구성되어 있다.이들은 body&에 의해 가수 분해될 수 없습니다#39; s효소 시스템, 소장에서 흡수 될 수 없고, 대장에 들어간 후 체내에서 비피도박테리아의 성장을 촉진 할 수 있습니다.장내 균형의 균형 조절, 칼슘과 인의 흡수 촉진, 충치 예방, 보신& 개선 등의 기능을 가지고 있다#면역 력 39; s다.섭취 후에는 혈당이나 인슐린의 증가를 유발하지 않게 되며, 당뇨병 환자, 고혈압 환자, 비만 환자 [1]와 같은 특수한 인구가 섭취할 수 있다.기능성 올리고당은 식품의 새로운 자원으로 관심이 높아지고 있다.이미 10여 종의 올리고당이 시중에 나와 있다.올리고당은 일본에서 비교적 일찍 개발되었으며, 비교적 완전한 품종이 이용되고 있다.이 중에서 올리고-이소말트 (oligo-isomalt) 특수개체군.

기능oligosaccharidesare attracting increasing attention as a new source of food, and there are already more than a dozen varieties on the market. In Japan, oligosaccharides were developed relatively early, and there is a relatively complete range of varieties. Among these, isomaltooligosaccharides and fructooligosaccharides have the largest production and sales volumes; the European and American markets are dominated by fructooligosaccharides and galacto-oligosaccharides.

중국에서 올리고당의 산업화는 Baolingbao Bio-Technology Co., Ltd. 가 성공적으로 테스트하고 isomaltooligosaccharides의 생산을 시작한 1996년에 시작되었습니다.현재 국내 시판되는 올리고당의 주요 품종은 이소말토올리고당, 프럭토올리고당, 갈락토올리고당, 콩올리고당 등이며, 연간 약 15만톤의 생산능력을 갖추고 있다.과거 국내 분리 · 정제 기술 및 장비의 낙후성으로 인해 국내 과당류, 특히 고순도 과당류의 전반적인 품질이 선진국에 비해 뒤처져 있어 특수집단의 요구에 부응하기 어려운 실정이다.순도가 낮은 올리고당은 그 효과에 영향을 미칠 것입니다.예를 들어 당뇨병 환자가 순도 50%인 올리고과당을 섭취하면 혈당이 빠르게 올라간다.하지만 순도 93%의 올리고당 시럽을 공복에 섭취하면 혈당은 거의 변하지 않는다.올리고당의 응용 분야가 확대되고 생산 설비가 개선되면서 이미 일부 고순도 올리고당이 국내에서 생산되고 있다 [2].

1기능적인 올리고당 생산 기술

다양 한functional oligosaccharides exist in nature. Depending on the mode of existence and the quantity required, oligosaccharides can be produced on a large scale using extraction, chemical, fermentation or enzymatic conversion methods.

1. 1 추출법

추출법은 자연계에 다량 존재하며 간단한 분리 공정을 갖는 올리고당의 생산 방법이다.이를 이용하여 콩 올리고당을 제조할 수 있다.대두 올리고당은 raffinose, stachyose, sucrose를 총칭하는 말로,이 중 주요 활성 성분은 raffinose와 stachyose이다.그들은 현재 주로 단백질에서 분리되는 콩가루의 유장에서 분리되고 추출된다.생산 공정은 유장을 염장해 내고, 초미세여과로 잔여 단백질을 제거한 다음 활성탄, 이온교환, 농도, 분무건조로 탈색하여 생성물 [3]을 얻는다.일반적으로 콩 올리고당의 75%에는 스타키오스가 18%, 라피노스가 6%, 자당이 24% 함유되어 있다. 

1. 2 화학적 방법

화학적 방법은 올리고당을 개조하는 데 중요한 방법입니다.그것은 올리고당을 개조하고 다양한 용도로 기능성 올리고당 제품으로 전환 할 수 있습니다.현재 상용화된 키토산은 주로 화학적인 방법을 이용하여 생산되고 있다.주로 산업폐인게 껍질과 새우 껍질을 이용하여 생산되는데, 산과 알칼리를 번갈아 처리하여 키틴을 얻고, 40%~60%의 농축된 NaOH를 100~180°C에서 대량 처리하여 탈아세틸화를 얻은 다음 건조시켜 키토산을 얻는다.현재 키토산 연구의 중점은 개량을 위해 아실화, 카르복시메틸화와 같은 다양한 화학결합을 이용하는 것으로, 다양한 특성과 용도를 가진 키토산 유도체나 분자량이 낮은 수용성 키토산 [4]을 준비하는 것이다.

1. 3발효법

발효법은 미생물원으로부터 올리고당을 생산하는 주된 방법이다.미생물의 배양 조건을 변화시킴으로써, 목표 올리고당의 과발현을 촉진시킬 수 있다.예를 들어 키토산은 균류의 세포벽에서도 자연적으로 발견되며 자연계에 대량으로 존재하는 유일한 알칼리성 다당류이다.연구결과 Chaetomiales 목의 Chaetomium, Rhizopus, Plasmopara 속에는 매우 다양한 치토산이 함유되어 있으며, 이는 미생물의 발효에 의해 생성될 수 있는 것으로 밝혀졌다.그러나 생산량이 낮아 아직 산업화가 이루어지지 않고 있다.Wang Weiping 등 [5]은 돌연변이 생성 처리 후 Plasmopara ZH08을 사용하였으며, 키토산 수율은 1.07 g/L로 안정하였다.

1. 4 효소 전환법

효소 전환은 올리고당 생산에 사용되는 주된 방법으로, 특별한 효소 시스템을 이용하여 이당류나 단순 다당류를 기능성 올리고당류로 전환한다.현재 기능성 올리고당의 통상적인 생산에 필요한 효소 조제는 기본적으로 국내에서 생산되었다.Isomaltooligosaccharides는 원료로 전분을 사용하여 생산됩니다.High-temperature-resistant α-amylase, 진균아 밀라 아제, 그리고 β-amylase 하기 위해 사용 되는 hydrolyze에 녹말 maltose, 그럼 isomaltooligosaccharides으로 전환 되는 α-glucosidase다.여과, 탈색, 담수, 농도 후, isomaltooligosaccharides의 수율은 약 50%입니다.Fructooligosaccharides는 fructosyltransferase 효소의 작용에 의해 생성되며, 곰팡이 발효에 의해 생성되고 높은 농도의 자당을 전환합니다.그러나 반응 부산물인 glucose에 의해 fructosyltransferase 효소의 활성이 저해되어 다량의 sucrose와 glucose를 함유한 대부분의 fructooligosaccharide 생성물이 생성된다.프럭토올리고당은 또한 프럭토-과당 형태의 프럭토올리고당을 생산하는 이눌리네이스에 의해 이눌린으로부터 생산될 수 있다.자일로-올리고당은 옥수수 코브를 5 mm 입자로 가공하고 요리하고 부풀어 헤미셀룰로오스를 추출한 다음 자일라네이스로 효소적으로 소화, 원심 분리, 미세 여과, 탈색, 이온 교환, 농축하여 70% 자일로-올리고당을 생성한다.갈락토올리고당, 락툴로오스 등의 올리고당은 갈락토시다제를 이용하여 유당, 수크로스, 과당 등의 원료를 전환한 후 분리 [6] 하여 얻는다.

2기능성 올리고당 정화 기술

이oligosaccharide 제품 obtained by the above methods generally have a purity of less than 70%. They can be added to ordinary foods and health products, but they still contain glucose, sucrose, maltose, etc., and cannot be consumed by special populations. Oligosaccharides can be purified and refined using enzymatic, fermentation, chromatographic, and nanofiltration membrane methods to achieve a purity of more than 95%.

2. 1 효소법

crude oligosaccharide 용액에서 부산물을 특수 효소로 제거하거나 전환시킴으로써 올리고당의 순도를 높인다.예를 들어, 과당 토올리고당의 반응계에 포도당 이성화효소 또는 포도당 산화효소를 첨가하면 포도당 함량을 줄이고, 과당 전이효소의 피드백 억제를 완화하며, 과당 전이효소의 전환 효율을 향상시킬 수 있다.글루코스 산화효소가 더 효과적이며, 그 결과 글루콘산은 이온 교환에 의해 제거 될 수 있으며, 올리고당 함량은 최대 98%에 도달 할 수 있습니다.

2. 2발효법

Microbial fermentation is one of the main methods for producing high-purity oligosaccharides. Taking advantage of the recalcitrance of most functional oligosaccharides, yeast with good fermentation properties is used to remove sucrose, glucose, maltose and other impurities from the oligosaccharide solution, so that the oligosaccharide content can reach more than 95%. Wang Wenxia et al. [7] used soy whey as the fermentation substrate, added brewer's 효모를 내고 5시간 동안 발효시켰다. raffinose와 stachyose의 함량은 97% 이상에 달하였고 sucrose는 기본적으로 제거되었다.IMO-500 올리고이소말토오스 시럽을 효모에 의해 발효시키고 원심 분리하여 IMO-900 고순도 제품을 얻을 수 있다.장태오 등 [8]은 25% fructooligosaccharide 용액에서 효모 발효법을 이용하여 포도당이 없고 82.85%의 농도로 fructooligosaccharide 생성물을 얻었다.과당 전이 효소의 작용 후, 과당 토올리고당 농도는 85.23%까지 증가시킬 수 있다.

2. 3 크로마토그래피

Chromatographic separation technology has been widely used in the production of oligosaccharides. At present, the sequential simulation moving bed (SSMB) chromatographic separation technique has achieved the separation of the three-component group of monosaccharides, disaccharides and oligosaccharides. Not only has it achieved the continuous production of the target oligosaccharides with high purity, but it has also obtained high-purity by-products such as glucose, fructose, sucrose and maltose, which can be recycled and reused, greatly reducing production costs [9]. By applying chromatographic separation technology in a sequential simulated moving bed, the purity of the oligoisomaltose, oligofructose and oligogalactose products can reach more than 95%, achieving the continuous production of high-purity oligosaccharide products.

2. 4 나노 여과막 공법

나노여과막은 분자량이 100~1000 Dalton 사이에서 cut-off 된다.적절한 나노 여과막을 선택함으로써 올리고당을 포도당, 과당 및 일부 수크로스에서 분리할 수 있습니다.나노여과막 분리기술을 이용하여 얻어진 IMO-900 제품은 단당류 함량이 2% 미만이고 총 기능성 성분 함량이 95% 이상이다.풍원량 등 10)은 나노여과막 장치를 이용하여 분자량 180인 포도당과 분자량 342인 수크로스를 질량분율 53.73%인 올리고과당으로부터 성공적으로 제거하여 95% 이상의 올리고과당 함량을 얻었다.나노여과막 기술로 회수한 부산물인 포도당, 과당, 수크로스, 말토스는 농도 후 효과적으로 회수할 수 있다.효소가수분해와 농도를 거친 후 고효율 감미료 과당 시럽을 얻을 수 있다.

기능성 올리고당의 적용 3

3. 식품 및 건강 제품에 적용 1

Oligosaccharides are widely used in foods and health products due to their ability to regulate the intestines, promote mineral absorption and boost immunity. In Europe, fructooligosaccharides have been successfully used in yoghurt, beverages, cheese, fillings, ice cream, chocolate, sweets and meat products, while galacto-oligosaccharides are used in high-end infant formulas and dairy products. In Japan, 171 special health foods containing oligosaccharides were approved in 1999, including isomaltooligosaccharides, fructooligosaccharides, soy oligosaccharides, xylo-oligosaccharides, galacto-oligosaccharides, lactulose, and lactulose. In China, oligosaccharides are mainly used as food ingredients, and there is still a gap between their scope of use and the amount added compared to developed countries. Oligosaccharides with high purity are the first choice for sweeteners for special populations such as obese, diabetic, and middle-aged and elderly people because they are completely independent of insulin. Oligosaccharides with high purity have broad 식품보건의료 분야의 발전전망 [11-12].

사료 산업에서의 적용 3.2

The serious consequences of using antibiotics in feed have attracted the attention of society, and the European Union has banned the addition of antibiotics as 사료 첨가물 since 1999. The use of oligosaccharides can enhance the reproduction of beneficial intestinal bacteria, thereby inhibiting intestinal pathogens and improving immunity and disease resistance. The resulting oligosaccharides or new feed additives combining oligosaccharides and probiotics are popular with customers. Studies have found that adding oligosaccharides to feed significantly improves the growth performance and health of broiler chickens; the body length and weight of bighead carp are significantly higher than those of the control group; adding oligosaccharides to just-weaned piglets can reduce the diarrhea rate of piglets, increase the average daily weight gain by 13.8%, reduce the feed conversion ratio by 8.1%, and reduce mortality. In addition, the organic acids produced by the proliferation of beneficial bacteria such as Bifidobacterium can help improve the absorption rate of calcium, magnesium and iron in the feed. Studies have found that in the feed industry, the addition range of isomaltooligosaccharides (IMO-500, 50%) is 0.1% to 0.5%, the addition range of fructooligosaccharides (FOS, 50%) is 0.3% to 0.4%, and the addition range of xylo-oligosaccharides (XOS, 35%) ranges from 0.02% to 0.025% is more appropriate. With the promotion of healthy farming and the reduced use of antibiotics, oligosaccharides or combinations of oligosaccharides and probiotics will become increasingly common [13].

3. 다른 분야에서 적용 3

농업에서 올리고당은 토양 미생물 flora를 조절하고, 작물에 의한 질소, 칼륨 및 기타 원소의 흡수를 향상시키며, 식물을 자극하여 페놀, 피토알렉신 등의 병해충 저항성 물질을 생성하고, 식물의 병해충 저항성을 향상시키며, 과실의 수확량을 증가시킨다.또한 키토산은 과일이나 채소의 표면에 피막을 형성할 수 있어 과일 및 채소류 방부제로 널리 사용되고 있다.의학 분야에서 올리고당은 body&를 증식할 수 있습니다#39;s 유익균, 설사와 변비 예방 및 치료;그들은 또한 면역 체계를 활성화하고 신체 &를 향상시킬 수 있습니다#39;s 병 내성 [11-14].

4 전망

현재 국내 올리고당 산업은 기본적으로 형성됐다.isomaltooligosaccharides 및 fructooligosaccharides와 같은 고순도 올리고당은 국내에서 생산되고 있습니다.수년간의 시장홍보와 홍보를 거쳐 제품인지도가 점차 높아지고있다.그러나 아직까지 중국에서 올리고당을 연구 · 개발하는 과정에서 일부 문제점이 지적되고 있다.첫째, 올리고당의 생리학적 영향에 대한 공통적이고 깊은 이해는 있으나 세포 또는 분자 수준에서의 메커니즘에 대한 연구는 아직 부족한 실정이다.또한 올리고당의 정제된 정량적 이용을 뒷받침할 효과적이고 광범위한 자료가 부족하다.제품 개발 측면에서는 제품에 올리고당을 조합하는 원리, 안정성, 반응성, 전후효과 분석 등이 아직 완벽하지 못하며, 제품의 적용 범위나 분야도 선진국에 비해 많이 뒤처져 있다.China's 올리고당 산업은 시장 잠재력이 크며, 많은 수의 올리고당 제품이나 올리고당이 첨가된 제품이 개발을 기다리고 있다.China&의 대규모 개발#39;s oligosaccharide industry requires the joint efforts of scientific researchers, manufacturing enterprises, and application enterprises.

참조

[1] 왕나이치앙.중국의 올리고당 (oligosaccharides)의 연구 현황 및 전망 (J.Fine and Specialty Chemicals, 2007, 15 (12):1-5.

[2] 류펑, 양하이준.국내외 올리고당 응용현황 및 개발동향.발효과학기술 뉴스레터, 2009, 38 (4):53-56.

[3] 판리홍.콩 올리고당의 추출공정에 관한 연구 (J.북부약국, 2012, 9 (6):24.

[4] 주홍팡.chitosan의 제조, 개질 및 흡착특성에 관한 연구 (D.소주 (蘇州) 대학교, 2005:3-25.

[5] 왕웨이핑, 두유민, 후자준.키토산 고수익 균주의 돌연변이 생육 (J.Anhui Agricultural Science, 2011, 39(3):1266-1267.

[6] 유룡, 왕실류.효소법에 의한 기능성 올리고당의 제조에 관한 연구 (Research progress on the preparation of functional oligosaccharides by enzymatic methods)중국식품영양학, 2009 (12):32-35.

[7] 왕원하, 류샤오옌, 송춘리. 미생물 발효에 의한 기능성 콩 올리고당의 정제를 위한 공정 조건 연구 (J.중국조미료, 2011, 36(4):27-31.

[8] 장타오, 장보, 왕장.발효에 의한 고순도 fructooligosaccharides의 생산 (J.우시경공업대학 논문집 2002, 21(3):230-233.

[9] 류종리, 왕나경, 왕밍주.기능성 당 생산에 있어서 모의 이동 크로마토그래피 침상 분리 기술의 응용 (J.중국식품첨가물, 2011, 34 (4):240-244.

[10] 펑원량, 왕징, 지아 샤오홍.나노여과기술에 의한 고순도 fructooligosaccharides의 생산에 관한 연구 (J.낙농과학기술, 2003 (3):102-105.

[11] 너신.기능성 올리고당 [M]의 생산 및 응용.북경:중국경공업신문, 2004:5-40.

[12] 산리 란, 공여화, 지아장강.4가지 중요한 기능성 올리고당에 대한 연구 진행 [J.Northwest A&F University 논문집, 2006, 34(7):96-100.

[13] 서준, 가오펑, 조우관. 사료산업에서의 기능성 올리고당의 이용 (Application of functional oligosaccharides in the feed industry)동물생태학, 2006, 27 (6):217-222.

[14] Lv 쟈메이, 니우룽리.키토산 천연방부제의 연구 진행.중국제약학회지 2012, 2(3):29-31.