食品分野でのガラクトオリゴ糖の用途は?

1 。オリゴ糖の生産

1980年、ヤクルト本社、日清製糖、雪印乳業が15件の特許を取得したオリゴ糖製品。1990年代初頭、欧米でオリゴ糖製品の開発が始まり、工業生産に応用された。中国では1990年代からオリゴ糖生産の研究が開始され、現在は広東江門量子ハイテク生物工程有限公司と広東雲福新金山バイオテクノロジー有限公司の2社が商業生産を行っている[1-4]。

現時点では、主な国内とオリゴ糖を生産する外国企業があります:広東江門量子ハイテク生物工程有限公司、広東雲福新金山バイオテクノロジー有限公司、ヤクルト本社株式会社(日本)、日清製糖製造有限公司(日本)、borculo domo ingredients pty ltd(オランダ)。米国のkerry group plcも、粉末状のオリゴ糖を製造しています。

2 .ガラクトオリゴ糖の化学構造と物理的・化学的性質

2. 1化学構造

ガラクトリゴ糖(galactooligosaccharides, gos)はラクトースから作られる動作のβ-galactosidase、乳糖をオリゴ糖などに変える。gosの分子構造は、一般的にガラクトースまたはグルコース分子に結合した1 ~ 7個のガラクトース単位、すなわちgal (gal) n-glc / gal (n is 0 6)からなる[5]。この構造式を図1と図2に示します。

β-Galactosidaseはしてるhydrolyzesがc4した低浓度そして、ラクトース濃度が上昇すると、糖転移反応が起こり、オリゴ糖が形成される[6-7]。ガラクトオリゴ糖は、主に6&から構成されている#39; -β母乳に含まれる残留-galactosyl 26 monosaccharidesとなった。半乳糖残留物質はβが連なっている(1→4)債券とβ(1→4)債券を主軸タイプです。半乳糖やブドウ糖の绊(きずな)が深まるは主にβ(1→4)債券できます。[8]

商業的にオリゴ糖など生産通常、グルコース、ガラクトース、ラクトース、ガラクトース2糖、ガラクトース3糖、ガラクトース4糖およびガラクトース5糖の混合物です。最も影响するの依存に形成された構造とオリゴ糖などの割合βの源流生产と生産する過程で-galactosidaseを使用する[12赚驻转遵]。表1に示すように、企業によって生産されるオリゴ糖ガラクトースの構造比にはいくつかの違いがある。

βは-galactosidase製造工程使用は诸说ありますが、glycosidic債券β経由で市販されているオリゴ糖などは主につながって-D→(1→6)またはβ-D -(1→4)galactosidic債券。コンポーネント、β-D -(1→3)galactosidic債共通する面も比較的といえる、βながら-D -(1→2)galactosidic債券は极めて珍しい。半乳糖と結びつけるブドウ糖が無きコンポーネントは、すなわちβ-D-Gal -(1→6)-D-Galも見つかっている。これまでに測定された様々なオリゴ糖のグリコシド結合構造を表2に示す[5]。

研究が進むにつれて、より多くのオリゴ糖構造が発見されている。shuichiらは、合成の研究で5種類の新しいオリゴ糖構造を発見したcirculans菌β-galactosidase乳糖を用いこれらはいずれもビフィズス菌[13]によって優先的に利用されます。

2009年、広東江門量子ハイテク生物工程有限公司はフランスのリール科学技術大学に委託し、生産したオリゴ糖の構造試験を行い、発見したオリゴ糖の2つの構造表2には出てこないすなわちβ-Gal -(1→4)-β-Gal -(1→4)-Gluβ-Gal -(1→2)-β-Gal -(1→2) (1→2)-β-ギャル-(1→4)- Glu。

2. 2物理的および化学的性質

市販されているオリゴ糖ガラクトースは半透明である黄色から無色低粘度、高果糖シロップのような;蔗糖の20 ~ 40%程度の甘さで、甘味は半分以下で、さっぱりとした味わいがある。水溶性が高く、保水性に優れています。水の活性はスクロースに似ています鉱物は結合しません酸にも熱にも安定で、ph 7で10分経っても160℃では分解せず10分経過する。ph 2では100℃で10分安定、ph 2では5 37℃の酸性条件下ではガラクトオリゴ糖の酸性安定性はフルクトオリゴ糖の酸性安定性よりも高くなる 酸性食品に使用[14-15]。

3 .ガラクトオリゴ糖の生理機能

3.1予想炭水化物

ラクトースやショ糖よりもβを含むオリゴ糖(1→6)β(1→4)及びβ(1→3)galactoside債券であり、によって加水分解されるβ人類消化流体-galactosidaseに生きています胃酸検査、小腸液分解検査、14 c標識排泄検査の結果、ガラクトオリゴ糖は体内で消化・吸収されていないことが示されている'の消化器系、および腸内細菌によって利用されるように直接大腸に到達することができます。また、sd雄ラットの小腸粘膜抽出物を用いてガラクトオリゴ糖のでvitro加水分解試験を行ったところ、十二指腸、全腸、回腸の酵素がガラクトオリゴ糖を加水分解できないことが判明した。したがって、オリゴ糖は、糖尿病患者のための食品の甘味料や充填剤として使用することができる低エネルギー炭水化物である[16-18]。

3.2はビフィズス菌の増殖を促進する

ガラクトース転移オリゴ糖(tos)の構成成分ヒトの腸内のビフィズス菌に簡単に利用できますしかし、escherichiのcoli、proteus mirabilis、clostridium perfringens、enterococcus faecalis、streptococcus mutans、一部のstreptococcus種、黄色ブドウ球菌などの有害な細菌はtosをほとんど利用できない。腸内の善玉菌の増殖を促し、人体に好影響を与える[19]。

ギブソンg rは、プレバイオティクスを、腸内の善玉菌のみに利用され、有害菌には利用されない物質と定義している[20-21]。動物実験やヒトでの試験は、その一日の摂取量を示しています2 - 10 gのオリゴ糖便中のビフィズス菌の数を大幅に増加させ、バクテリオドの数を減らし、ビフィズス菌が支配する腸内フローラを確立することができます[5,22]。

3. 3ミネラルの吸収を促進し、骨粗しょう症を予防します

ガラクトオリゴ糖はカルシウムの吸収を促進するまた、大腸のビフィズス菌に発酵させて有機酸を作り、骨粗しょう症を予防する[23]。臨床試験によると、閉経後の女性は骨粗しょう症や冠状動脈性心疾患のリスクが高い。chonanら[24]は、卵巣切除を受けガラクトオリゴ糖を与えられた雌ウィスターラットを対照ラットと比較した。実験グループは、対照グループと比較して、骨の灰重量と胚骨のカルシウム含有量が有意に高く、カルシウム吸収が良好であることがわかりました。これはオリゴ糖の摂取が腸内のカルシウムの吸収を促進し、骨のミネラル沈着に効果があることを示しており、一部の骨粗しょう症患者にも効果があるとされています。一方、マグネシウムの吸収はオリゴ糖の摂取によっても改善する[25-26]。

3. 4脂質代謝を改善します

ヒトや動物の実験でも発見されているtオリゴ糖は脂質代謝を改善することができる,血清中の高密度リポタンパク質の割合を増加させます。1日6 ~ 12 gのオリゴ糖を2週間~ 3ヶ月摂取したところ、総コレステロール値とトリグリセリド値が有意に低下し、hdlコレステロール値が上昇した。摂取を中止した後、血清脂質の改善は徐々に消え、摂取前の状態に戻った[27 - 28]。このように血清コレステロールの数値が減っているのはから変化と思われる肠内有益のバランスが、想定できるgalacto-オリゴ糖などbifidobacteria拡散を促し、か細いコレステロールの制限合成βの活動によって行え-hydroxy -β-methylglutaryl-coenzyme還元酵素、して血清コレステロールレベル[29]を減らしている。

3. 5便秘の予防と治療

時は摂取オリゴ糖腸内のビフィズス菌が増殖・増殖し、オリゴ糖を発酵・分解して大量の短鎖脂肪酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸など)にし、ガスを発生させます。これは、腸内のphを低下させ、有害な細菌の増殖と代謝を阻害し、腸の動きを刺激し、便の水分量を増加させ、一定の浸透圧を維持し、それによって便秘を予防します[26,30]。ulla teuriらは、便秘を患っている14人の女性(平均年齢79.6歳)を対象に試験を実施した。この試験では、1日にオリゴ糖9gを摂取し、2週間後に便秘が改善したことが、排便の悪い高齢者に示された[31]。

3. 6低caries-inducing

虫歯は口腔微生物の侵食によって引き起こされます。オリゴ糖は経口連鎖球菌の基質ではないので虫歯を引き起こさず、抗虫歯効果があります[32]。

3. 7栄養を生成し、栄養状態を向上させる

ガラクトオリゴ糖は、腸内ビフィズス菌の増殖を促進するビタミンb群の生産に有益です。ビフィズス菌は、ヒトの大腸でvb1、vb2、vb6、vb12、ナイアシン、葉酸を合成し、宿主に直接栄養素を供給することができます[33]。成人の腸内細菌の中には、ビタミンb群に破壊的な影響を与えるものがあります。例えば、チアミンリアーゼ菌はvb1を分解し、欠乏を引き起こす。ガラクトオリゴ糖はビフィズス菌の増殖を促進し、ビフィズス菌の増殖を阻害し、体にvb1を供給します[34-35]。

動物実験はビフィズス菌も体を改善できることを示しています&#ラクトースの39の消化吸収。ビフィズス菌が乳糖を発酵させて得られるガラクトース神経系におけるガングリオシドの主要成分であり、新生児の脳組織の急速な発達と成長に密接に関連している[36]。また、タンパク質の吸収を促進し、体を増加させることができます' sの窒素とタンパク質の蓄積、および血中アンモニア濃度を低下させる[37]。

3. 8免疫、抗腫瘍、アンチエイジング機能を向上させます

動物実験で、ビフィズス菌が腸内で増殖することが確認された。腸内では、血清中のスーパーオキシドジスムターゼ(sod)を活性化し、体内の酸化フリーラジカルを除去する[38];一方、体内の抗体のレベルを増加させ、マクロファージの食作用活性を活性化し、体を改善'の感染と戦う能力[39-41]。腸内のビフィズス菌の増殖は、腫瘍細胞の増殖を抑制し、死滅させ、体の老化を遅らせる上で重要な役割を果たしています[42-43]。したがって、オリゴ糖を摂取すると、体を改善することができます'の免疫とその抗腫瘍およびアンチエイジング機能を強化します。

4食品産業におけるオリゴ糖の開発と応用

1990年、オリゴ糖を食品に応用した例もある日本の飲料製品、そして実用化された最終製品が登場しました。現在、日本では甘味料、砂糖代用品、食品原料、機能性食品原料として幅広く使用されており、乳製品、キャンディー、飲料、パン、ジャム、デザート、健康食品など様々な食品に添加されています。近年、欧州、中国、日本でオリゴ糖の生産と機能に関する研究が相次いで行われている。オリゴ糖は、新しいプレバイオティクス機能因子として、また理想的な食品成分として、食品科学の研究のホットスポットとなっており、乳児用粉ミルク、乳製品、焼き菓子、菓子、高齢者向け食品、機能性食品などのプレバイオティクスとして広く利用されている。

中国衛生省が持っています新しい資源食品としてgosを承認しました。また、乳児用食品、乳製品、飲料、焼き菓子、キャンディーに添加することも許可されています(人民保健省'、2008年の中国発表第20号、人民の保健省ߗ年の39、中国の発表no . 12)[45]。

以下に述べる乳製品や健康食品へのガラクトオリゴ糖の応用.

4. 1 .ガラクトオリゴ糖の乳製品への応用

日本や欧米などの消費者は、機能性オリゴ糖に対する認識が高い。新しいタイプの開発と適用プレバイオティクスなどの機能性オリゴ糖これらの地域で急速に発展しており、主に粉ミルク食品や健康用品に使用されています。中国では、主に粉ミルク、乳飲料、発酵乳にガラクトオリゴ糖(gos)が使われている。粉ミルク、特に高級乳児用粉ミルクや高齢者用粉ミルクには、ガラクトオリゴ糖が良いプレバイオティクス成分である[46]。

人工的に与えられた幼児との共通の問題の1つは乾燥した便または便秘である。機能性オリゴ糖を含む粉ミルクは、この問題をよりよく防ぐことができるという研究結果がある[47-48]。プレバイオティクスは、消化を改善し、栄養素の吸収を促進し、ビタミンb群を生成します。彼らは乳製品をより栄養バランスのとれた、吸収しやすいものにします。目的galacto-oligosaccharidesを加えだけでなく、母乳の栄養成分を模倣するだけでなく、健康を促進することです。具体的な添加量は、研究成果や技術規定、ガラクトオリゴ糖の単位効能などを考慮して決定する。一般的に、添加量は0.5 ~ 6.0%です[5,26,45,49]。

acニールセンの統計によると、発酵乳製品は世界で最も急速に成長している6つの食品の1つです(年間成長率18%)。国内市場では、発酵乳製品は、乳業業界で最も早く動きを見せている新製品の1つです。健康意識が高まるにつれ、ヨーグルトの机能化や消費者層の細分化が発展の趨勢になるだろう。ヨーグルトやフレーバーミルク飲料に、ガラクトオリゴ糖などの前生物学的要素を加えたものが、すでに市販されています#39の健康酸ミルク。便秘の人に適して、長期の消費は消化を助け、体内の毒素を除去し、ゆっくりと腸を調整し、緩和し、治療することができます 便秘[50-53]です。

4.2健康食品へのオリゴ糖の応用

清らかな甘さ、優れた生理活性、健康増進作用、保湿性、加工性に優れています。ガラクトオリゴ糖は健康食品に広く使われている。マリアSaarela (54) Costas g Biliaderis(55)汎洞(ヨンドゥンポク・ヨイドドン)の(56)忠Yaoguang[57]にらgalacto-oligosaccharides起用し自分の作品の中の機能食品成分、ともいいあまりの寒の所有する財産やhealth-promoting多様な健康食品で使用することができる。現在、オリゴ糖を有効成分としてビフィズス菌の増殖を促進し、下痢を予防し、便秘を予防する製品が市販されています。

5結論

要するに、people&として#39の生活水準は改善し続け、様々な食事関連の「文明病」の発生率も増加している。健康は21世紀の人類の最優先課題となっている。また、年代が若くなるにつれて、それぞれライフスタイルが明らかに憂鬱だ仕事の圧力が大きくなったり、やダイエット均衡は少なくなりました、など各種抗生物質や環境変化を飲んでなど段々減少肠内の善玉菌が体内で有害、バクテリアなど消化障害に通じる膨満感を取り除いて、腹痛煙が上がっ、食欲がありません。食生活が人間の健康に与える影響はますます認識されており、その研究開発も進んでいますオリゴ糖を含む機能性食品。また、オリゴ糖を含む食品を食べれば、消化器系の症状を緩和し、「文明病」の発生を減らすことができる。

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