fructooligosaccharidesの含有量が高い食品は何ですか?

Fructo-oligosaccharides(ズラ)また、fructooligosaccharidesまたはsucrose fructo-oligosaccharidesとして知られている、ビフィズス菌の増殖を促進し、有害な微生物の成長と植民地化を防ぐことができる機能的なオリゴ糖です'の免疫システムは、肝臓を保護し、がんと戦い、虫歯を防ぎ、部分的に食物繊維の生理機能を発揮[1]。代表的なプレバイオティクスとして、現在では食品、医療、医療、飼料などの分野で広く利用されています。近年、fosはヨーロッパと日本を中心に注目を集めており、その研究開発用途は世界の最先端を行っています。本論文では、fosの生物学的効果、生産技術、応用状況に関する最新の研究成果を概観し、今後の研究開発のための最先端の理論的基盤を提供する。

1 fosの構造、特性および源

1。1構造

フラクトオリゴ糖(fos)の一種である。の織り交ざっはfructo-oligosaccharides (GF2)、fructo-oligosaccharides (GF3)とfructo-oligosaccharides (GF4)深く結びついの1 ~ 3果糖ユニットで构成ショ糖分子の果糖残量βを介して−1、2 glycosidic債券。一般式はg-f-fn (gはブドウ糖;Fは果糖;n = 1、2、3)。

1.2特性

純度95%のfosだスクロースの約30%しか甘くなく、スクロースよりも純粋で新鮮な味がする。生体内での発熱量は1.5 kcal/g(グルコース40%)と極めて低い。粘度は温度の上昇とともに低下する。吸湿性が低く、成形および飼料または食品の劣化を遅らせ、製品の貯蔵寿命を確保するのに適しています。120℃の中性条件下でスクロースと同等の熱安定性を持つが、ph 3 - 4の酸性条件下で加熱すると容易に分解する。fosは還元するだけでなく、メイラード反応にも関与しており、デンプンのレトログラード化を著しく阻害します。この性質は、デンプン質の食品に非常に適しています。また、良好な溶解性、非着色性、賦形性、耐アルカリ性、アンチエイジングなどの加工特性を有しています。研究によると、fosの全機能性糖保持率は、中性条件下では121°cで25分後に74%、酸性条件下では31%、アルカリ性条件下では安定であることが示されています[2]。

1.3筋

フォスは、特に日常の野菜や果物など、多くの天然植物やいくつかのハーブに含まれていますエルサレムアーティチョーク(16%-20%)アスパラガス(1% ~ 20%)、チコリ(5% ~ 10%)、ニンニク(3% ~ 6%)、タマネギ(2% ~ 6%)、ニラ(2% ~ 5%)、ごぼう(3.6%)、小麦(1% ~ 4%)、蜂蜜、バナナ、ライ麦、トマトも少量含まれています。

2ズラ造

現在、2つの共通点がありますfosの工業生産方法エルサレム産アーティチョークやチコリからのイヌリンのお湯抽出と酵素加水分解です。もう一つは、スクロースを原料とする酵素による加水分解で、酵素が固定化されているかどうかによって、水中発酵法と固定化酵素法に分けられる。

2.1イヌリンの温水抽出と酵素加水分解

イヌリンは主に2つの原料を用いて国際的に工業的に生産されている。菊とチコリーなど。ベルギーやオランダなどの西欧諸国ではチコリが主に使われ、中国ではエルサレム・アーティチョークが主な原料である。イヌリンは高度に重合されたfos(重合度2 ~ 60)であり、人体に吸収されにくく、利用されにくい。しかし、酵素加水分解により、2 - 7の重合度を持つfosが生成され、その構造はfm型(f:フルクタン分子;m:フルクトース分子の数;また、gfn型のフルクトオリゴ糖(g:ブドウ糖分子;F: fructan分子n:フルクトース分子数、n=1~3)。

近年の分離・精製技術によって得られたイヌリンは、食品業界において全く新しい多機能成分となっています。水溶性食物繊維として、有効な脂肪の代替であるだけでなく、重要なビフィズス菌の成長因子でもあります。原材料は異なりますが、使用する工程は基本的に似ています。

を例として、エルサレムアーティチョーク。具体的な手順[3]は、以下のとおりである。

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水酸化ナトリウム(水酸化ナトリウム)水酸化ナトリウム(水酸化ナトリウム)水酸化ナトリウム(水酸化ナトリウム)水酸化ナトリウム(水酸化ナトリウム)水酸化ナトリウム(水酸化ナトリウム)水酸化ナトリウム(水酸化ナトリウム)水酸化ナトリウム(水酸化ナトリウム

2.2スクロース酵素加水分解

ショ糖タンパクプロダクトオブザ酵素法は、ショ糖を原材料としてβを用いて-fructoseまたはβアシル基の転移酵素において-fructofuranosidase微生物発酵を使って製造で移転果糖団体ズラを得る。一匹狼ら[4]に通报しβ-D-fructofuranosidase(β-fructofuranosidase、EC。3. 2. 1. 26)は、スクロースをグルコースとフルクトースに加水分解し、フルクトース部分をスクロース分子のフルクトース残基に転移させることにより、高レベルのfosを合成する。

フルクトシルトランスフェラーゼの2つのソースがあります:1つは、アロエ、テンサイ、タマネギ、エルサレムアーティチョークなどの植物からです。もう一つは酵母、aspergillus oryzae、penicillium、aspergillus niger、aureobasidium pullulansなどの微生物由来である。植物におけるフルクトシルトランスフェラーゼの弱い触媒活性と季節的な制約のため、これらは工業生産には適していない。したがって、産業fosの製造には、微生物が生産する酵素が使用される[5]。

β-Fructofuranosidaseは細胞外酵素が、生産を得ることができる用の最適なenzyme-producing株を大量の株を脱落させている[6]。【7】が秦イルミンらか最適なpHおよび麹菌の温度GX0011β-fructosyltransferaseは5.0-6.0 45°C。グルコースは酵素の競合阻害剤であり、超音波は酵素活性をある程度改善することができる。低濃度のエタノールは酵素活性に有意な影響を与えない。ファラッド・ガージら[8]浄化と運動特性を研究しました結果酵素生み出して果糖グループショ糖から樺戸に移しでき対応果糖oligomersより高い転送活動β-fructofuranosidase。活性範囲はph 5.0 ~ 7.0。

2.2.1深発酵法(一括製造法)

深発酵法では、酵素を50 ~ 60%のショ糖溶液に直接添加し、温度とphを制御してfosを触媒する。この方法は、単純なプロセス装置を備えていますが、自動化が少なく、歩留まりが低く、コストがかかります。

2.2.2酵素固定化法(連続製造法)

ショ糖酵素分解法と比較して、固定化酵素法は、高い操業安定性を有し、生産プロセスの自動化と連続性を実現することができ、原材料の使用率が高く、生産コストを大幅に削減する。製造工程は以下の通り。

β-fructoseまたはβアシル基の転移酵素→固定化-fructofuranosidase 50%-60%解決法や代替案ショ糖→スナイパー列スナイパーベッドバイオリアクター(60°24 h C)→砂糖解決策→活性炭消色→海水淡水化→イオン交換真空濃度→ズラシロップ.

プロセスからもわかるように、効率化の鍵ですズラ生産使用される酵素と固定化技術にあります。固定化酵素は遊離酵素に比べて酵素の喪失を防ぎ、貯蔵安定性を向上させるだけでなく、酵素の性質を向上させて利用率を高め、繰り返し利用を可能にすることで、大規模な連続的、制御可能、簡易な工業生産を実現している[9]。

固定化酵素の調製には、主に物理的方法と化学的方法の2つの方法がある。物理的手法には、物理的吸着法と埋め込み法がある。埋め込み材料は主にアガロース、カラギーナン、ゼラチン、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、セルロースなどがあります。その中でも、アルギン酸ナトリウムは、無毒、安全、低価格で入手しやすく、固定化プロセスで最も一般的に使用される埋め込み材料の1つである[10]。張渊源ら、アルギン酸ナトリウム埋め込み利用[11]gelatin-sodiumアルギン酸合成埋め込みglutaraldehyde-sodiumアルギン酸を捌い岸から遠ざかって行くcrosslinkingβ-D-fructofuranosidase麹菌からニジェール。実用的な生産アプリケーション、固定化酵素活性、固定化酵素の動作安定性の総合的な分析から、グルタルアルデヒド-アルギン酸ナトリウム架橋法が優れている。

2.3他

高純度ズラ(p-f0s)は加熱すると劣化しやすい。Lvイ・チャンジュンら[12]を通じて适切な乾燥条件は検査:冷たいトラップ温度-50°C pre-freezing率12°C / h時間6 h辐射暖房温度40-55°C真空550-600 Paの学位を取得し、乾燥サイクル10 ~ 16 h flake-likeを得るP-F0S、処理を行うP-FOS乾燥が検出されていない製品を取得する。一方、新技術の発展に伴いなど新しい生产技术において微生物分離(発酵)、nanofiltration分離,模擬移動など(chromatographic分離)なども適用されるベッドに気づかだけでなく単纯に、が効率的で安全なズラの制作製品の質を画期的に高めもができてないこれは今後の発展のための新しい流れである。

フォスの3つの生物学的効果

3.1腸内細菌叢のバランスを改善し、腸内腐敗を抑制し、便秘を緩和します

フォスは直接消化することはできない人体に吸収されます消費终わっ大腸までたどり着くshort-chain脂肪酸は生まれ腸菌によって発酵させ酢酸などプロパン酸、酪酸、肠内环境のpHを低い、肠内植物のバランスが向上し、ビフィズス菌の拡散推進bifidobacteriaなど肠内でlactobacilli抑制しながら、成長と再生の有害細菌の病原性細菌腸内毒素や腐敗物質の産生や蓄積を減らし、腸の蠕動運動を促進し、便秘や下痢を緩和する効果があります。fosの難消化性とビフィズス菌の増殖に対する影響は、主にフルクトースの小分子オリゴマーによるものである。したがって、スクロースのトリオース含量が高いほど、fosのビフィズス菌の増殖という点での健康上の利点が高くなります。

kapikiら[13]は、a少量のオリゴ糖プレバイオティクス乳児用粉ミルクでは、腸内の病原性微生物の数を減少させながら、人工的に供給される未熟児の腸内ビフィズス菌の急速な成長を促進することができます。短鎖脂肪酸の産生と糞のphを測定することによって、オリゴ糖代謝に対する細菌の影響を調べることができる[14]。また、fosを摂取した後にビフィズス菌が急速に増殖するため、大腸菌、サルモネラ菌、ペルシュ菌などの腐敗性細菌の増殖が阻害され、有害な代謝物(インドールやニトロソアミンなど)の産生が減少する。

3.2脂質代謝を改善し、血中脂質とコレステロールを低下させる

fosは、血清コレステロール、トリグリセリド、遊離脂肪酸を効果的に減少させることができ、高血圧やアテローム性動脈硬化症などの高血脂質によって引き起こされる一連の心血管疾患の改善に良い効果があります。yenら[15]は、この効果を研究し、評価したビフィズス菌(bifidobacteria)とも呼ばれる便秘を持つ老人ホーム居住者における脂質過酸化指標、栄養状態指標、およびフルクトリゴ糖効果の持続可能性。

3.3ミネラルやカルシウムなどの栄養素の吸収を促進します

fosは消化酵素では分解できないそして、大腸内の細菌によって発酵されてl-乳酸が作られ、腸のphを下げます。これによって生じる酸性条件は、カルシウム、マグネシウム、鉄、亜鉛などのミネラルの溶解率を増加させます。heuvelら[16]は、短鎖fos (sc-fos)を36日間持続摂取すると、カルシウムの吸収に影響を与えずに思春期の少女のマグネシウムの吸収が促進されることを発見した。

研究によると、fosの添加は盲腸を拡大させ、盲腸の酸性度を増加させる(p <0. 01)、およびfosが効果的にカルシウムの吸収を促進することができます(fos1, +7%;FOS2、+ 9%、p <0. 05),マグネシウム(fos1, +26%;fos2、+19%、p <0. 05)、鉄(fos1、+17 %;fos2、+22%、p <0. また、フィチン酸による損傷を受けたマグネシウムと鉄の吸収率を回復させた(p<0. 01)。さらに、fosは肝臓の亜鉛レベルを有意に増加させた(p <0. 01)と肝臓のマグネシウムレベル(p <0. 01)。これら全てのデータがそれを示していますfosは吸収率を効果的に向上させることができますフィチン酸の有害な影響を相殺します[17]。asvarujanonらは[18]、fosは正常なラットおよび卵巣切除ラットにおいてカルシウム、マグネシウムおよび鉄の吸収を増加させることができるが、その効果は盲腸でのこれらの糖の発酵に関連している可能性があると報告した。

3.4免疫力を向上させ、がんリスクを低減します

fosは免疫システムの機能を改善することができるそして、全体的な健康、そして体を改善' s microecology。それはそれによって体を改善し、ビタミンb1、b2、b3、b6、b12および葉酸の自然な形成を促進することができます'の代謝、免疫と病気への抵抗性。泰秀林らは、fosが子牛の成長能力を高め、早期離乳子牛の腸の萎縮を防ぎ、腸の正常な形態構造を維持し、子牛の代謝に影響を与え、子牛の免疫力を高め、子牛の離乳ストレスを緩和することを明らかにした[19]。

3.5歯を守る

虫歯は中国の子供たちによく見られる口腔疾患の一つで、主に口腔微生物、特に連鎖球菌の変異体の侵食によって引き起こされる。化膿レンサ球菌(streptococcus mutans)では、不溶性のグルカンを生成するためにfosを使用することはできず、口腔微生物が堆積して酸と腐食(歯石)を生成する場所を提供するため、虫歯を防ぐことができる。

3.6他

マウスの盲腸では、ポリフェノールの濃縮物をfosと一緒に摂取するとケルセチン配糖体の代謝が促進されることが報告されている[20]。bruzzeseら[21]はこれを報告している腸管感染や腸管外感染を防ぐことができる。最近の研究で、プレバイオティクスを乳児用粉ミルクと組み合わせて使用することの臨床的利益が実証されている。第一に、開発途上国の高リスク乳児のアトピー性皮膚炎の発生率を減少させること、第二に、生後1年以内に腸疾患の発生率と気道感染の可能性を減少させることが示されている[22]。shermanら[23]によると、乳児の一次予防試験では、感染症およびアレルギー性皮膚炎の予防に関する有望なデータが提供されている。さらに、少量のオリゴ糖混合物をサプリメントとして添加することは、低リスクの乳幼児のアトピー性皮膚炎の一次予防に一定の効果がある[24]。

4 fosアプリケーションの現在の状態

4.1食品および健康製品への適用

新世代の最も有望な添加剤として知られています抗生物質の時代の後-プレバイオティクス。現在では、欧米、日本を中心に、乳製品、乳酸飲料、固形飲料、菓子、ビスケット、パン、ゼリー、清涼飲料、スープ、シリアルなど、さまざまな食品に使用されています。fosの添加は、食品の栄養と健康上の利点を向上させるだけでなく、アイスクリーム、ヨーグルト、ジャムなどのさまざまな食品の保存期間を効果的に延長します。また、fosは低発熱量であり、肥満を引き起こさず、血糖値やインスリンを上昇させない。糖尿病患者、肥満患者、低血糖患者などのニーズに応える食品の食品ベースとして使用できる、健康に良い理想的な新甘味料です。

近年、フォスは幼児食にも広く使われている特に、乳児用粉ミルク、純ミルク、フレーバーミルク、発酵ミルク、乳酸菌飲料、各種粉ミルクなどの乳製品に適しています。市場に出回っている多くのブランドの粉ミルクには、すでにfosが追加されています。fos、イヌリン、ガラクトオリゴ糖、ラクツロースなどのプレバイオティクスを乳児用粉ミルクに適度に添加すると、結腸内のビフィズス菌やラクトバシラスなどの微生物の増殖が増加し、有益な効果が得られる可能性がある[26]。

jiang zhanmeiら[25]は、新鮮な牛乳を原料に、イヌリン、フォス、松の実、苦味アーモンドなどの機能因子を加え、発酵によって便秘を予防する効果がある健康に良いヨーグルトを開発した。si junlingら[26]製造プロセスを最適化し、fosヨーグルトの最適な比率、すなわち、6% fos、5%添加糖、4%接種菌、および細菌(streptococcus thermophilusとlactobacillus acidophilus)の比率はl: lであり、lactobacillus acidophilusの数は10 cfu/ ml以上に達する。また、fosは、生物活性のあるプレバイオティクスおよび水溶性食物繊維として使用されています飲料水。それは、人体の基本的な生理機能と代謝の必要性を満たすだけでなく、長期的に消費されると、全体的な人間の健康を促進します。その効果はお互いを補完し、高め合う[27]。

4.2動物飼料への適用

フォスは性質上安定している。肠内有益を改善させ、腸動物の発展を推進させ、タンパク質や脂質代謝調節鉱物の吸収を促进し、餌換算率を高めるの質と量を高める牛乳と卵生産卵の殻硬度を減らし除肥料の匂いが臭くて直接・間接的に免疫活性化した動物前向きに。抗生物質の効果があり、薬剤耐性を持たず、プレバイオティクス(微生物学的薬剤)と呼ばれています[28]。また、国宝のジャイアントパンダなど温血動物の餌にも使われています。fosに餌を与えることは、巨大パンダを強化することができます'の憲法と予防し、このような腹痛、食欲不振、および緩い便などの条件を治療します。

5展望

現時点では、生産と日本での製品名北米とヨーロッパは増加しています市場の発展に伴い、国内外の食品産業、飼料産業、育種産業におけるfosの需要は引き続き増加すると予想される。

生産面では、チコリ、エルサレム・アーティチョーク、ショ糖などを原料とした加工技術の継続的な最適化、エンジニアリング設備の充実、関連fos製品の研究開発の充実などが求められています。だけでなく、同時に非常上映に関する研究強い活性が見られ細菌株の属性β-fructosyltransferase続けるが調査孤立、解析のクローンと表情β-fructosyltransferase機能遺伝子も强化する现代でバイオテクノロジーは遺伝子組み換えの細菌株建設したい考えがさらに固定化最適化過程を全面的に高めズラ生産技術。実際の生産では、タンパク質工学などの技術を用いて、高活性酵素を持つ株をさらに選別する必要があります。プロセスの面では、努力が酵素を改善するためになされるべきである'の寿命と安定性と、それにより、高収率、高品質のfosを得るために、酵素反応のグルコース副生成物を除去する。

有効性の面では、多くのfosの健康上の利点広く研究され一般的に認められていますしかし、コレステロールの低下、血糖値の低下、高血圧の予防などの脂質代謝の改善については、異なる結論があります。抗腫瘍効果に関する結論も動物実験に限定されている。作用機序、プレバイオティクスとの相乗効果、前向きの臨床試験など、今後の研究・解明が必要です。

応用面では、高純度、非毒性、安全性、高付加価値の製品について、さらなる研究開発が必要です。制品の経済的な利益を高めると同時に、より重要なのは、多くの産業のために制品の品質を向上させ、制品のグレードをアップグレードし、制品の鮮度を延ばすなどの社会的な利益を提供することができます。また、fosはビフィズス菌飼料の生産に大きな可能性を秘めている野生の微生態のバランスから人工繁殖後の微生態のバランスにシフトした後、さまざまな絶滅危惧野生希少動物の規制を促進する。科学技術の継続的な発展に伴い、fosに関する研究は成熟し続け、社会と人類に利益をもたらすと考えられます。

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