フルクトオリゴ糖fosとは?

フラクトオリゴ糖(FOS, also known as sucralose oligosaccharide, oligofructose or sucralose trisaccharide oligosaccharide), with the molecular formula GFn (n is 2–5, G is glucose, and F is fructose), is a general term for carbohydrates such as sucralose trisaccharide (GF2), sucralose tetrasaccharide (GF3), sucralose pentasaccharide (GF4), and sucralose hexasaccharide (GF5), which are composed のsucrose and 1–4 fructose units bound to the fructose units in sucrose via β-1,2 glycosidic bonds. Calculate oligofructose sugar (GF2), sucrose-fructose tetrose (GF3), sucrose-fructose pentose (GF4) and sucrose-fructose hexose (GF5) carbohydrates.

全オリゴフルクトース含有量を計算する際には、スクロース-フルクトース-ヘキソース(gf5)含有量は全fos含有量の5%を超えてはならず、それ以上はカウントされない[1,2]。フルクトオリゴ糖は、バナナ、ニンニク、タマネギ、大麦、小麦、麦芽など、約36,000種類の植物に含まれています。数ある機能性オリゴ糖の中で、フルクトオリゴ糖は、強いビフィズス菌と水溶性食物繊維という2つの生理的性質を持つ唯一の糖である。2010年、厚生労働省が承認したhigh-purity powdered fructooligosaccharides as a nutritional supplement, which has broad prospects for application in the food industry. This article reviews the physical and chemical properties, preparation methods, purification methods, testing methods and biological activities of fructooligosaccharides in recent years. as a nutritional fortifier, which has broad prospects for application in the food sector. This paper provides a review of the physicochemical properties, preparation methods, purification methods, testing methods, and biological activities of fructooligosaccharides in recent years.

1 .フラクトオリゴ糖の物理化学的性質

個々のフラクトオリゴ糖成分の甘さはスクロースよりも低いため、フラクトオリゴ糖成分の含有量が増加すると、生成物の甘さは減少します。fructooligosaccharide syrup g(純度50% ~ 65%)およびp(純度90%以上)の甘さは、それぞれ100 bxショ糖溶液の0.6倍および0.3倍である。それはスクロースよりも新鮮で、純粋で後味がありません。フルクトオリゴ糖は体内で消化されず、カロリーを生成せず、スクロースのカロリー値の1/4しかありません。

フラクトオリゴ糖の粘度は、0 - 70°cの範囲ではイソマルトースの粘度と類似しているが、温度上昇とともに低下する。環境のphが中性の場合、フラクトオリゴ糖は120°cで非常に安定である。しかし、酸性条件下(ph = 3)では、60°c以上の温度で容易に分解され、安定性が著しく低下する。g型フルクトオリゴ糖の水分活性はソルビトールとスクロースの間にあり、p型フルクトオリゴ糖の水分活性はスクロースよりわずかに高い。フルクトオリゴ糖はマルトースより吸湿性が高く、ソルビトールに似ています。フルクトオリゴ糖はまた、溶解性、非還元性、非着色性、賦形性、耐アルカリ性、抗老化性などの利点を有している[3]。

2フルクトオリゴ糖の調製法

のproduction process of fructooligosaccharides can be divided into two categories according to the different raw materials, namely the sucrose enzyme method and the Jerusalem artichoke and chicory extraction method [1]. The former obtains sucrose-fructose type oligofructose, while the latter obtains fructose-fructose type oligofructose. In the early days, oligofructose was prepared directly using Aspergillus oryzae and other bacteria as catalysts (the bacteria contain a small amount of inulinase). However, due to factors such as the complex composition of the bacterial enzyme system and the low content of inulinase, which caused the product to be impure, this method has been eliminated.

wang peng[4]は、固定化されたフルクトシルトランスフェラーゼと固定化されたグルコースイソメラーゼ酵素の組み合わせをステップワイズとタンデム反応で用い、スクロースを補足してフルクトリゴ糖を調製した。その結果、スクロースを補充することにより、約62%のフルクトオリゴ糖含有量を有するフルクトオリゴ糖を調製した。その理由は、糖溶液に一定量のショ糖を加えると、反応の元々の変換バランスが崩れ、一定時間後に新しいバランスが確立され、生成物の変換速度が向上するからだ。

zou jieらは[5]遺伝子工学を用いて、saccharomyces cerevisiaeのイノリナーゼ遺伝子をクローンし、ピヒア・パストリスでの効率的な発現を達成した。その結果、10 l発酵槽では、改良株のイノリナーゼ活性が1570 u / mlに達した。好適なプロセス準備oligofructoseこの組み換えinulinase見せ病原菌がイヌリンから1 L反応システムでは、5.0であるpHを条件に反応温度50°C 0.2 mmol / L Mg2 +とイヌリン濃度8%、イヌリンは完全に加水分解酵素量は10歳だったU,有効oligofructose内容のミルクペプチド7 2.92%。さらに、mi yunhongら[6]は、分子ふるいとバッフルプレートのバイオリアクターを用いてフルクトオリゴ糖を調製する方法を発表した。gb23528-2009 type 55、type 70、type 75、type 90、type 95など、必要に応じて様々な仕様に適合したフラクトオリゴ糖製品を製造することができます。

3 .オリゴフルクトースの精製法

The main purification methods for oligofructose include nanofiltration membrane separation, chromatographic separation and microbial separation. Weng Guihua et al. [7] used ordinary-grade oligofructose (50%–55% by mass) as the raw material to study the nanofiltration conditions for oligofructose. The results showed that the purity of oligofructose could only be increased to about 85% by simply using nanofiltration membranes, and the high cost of membrane cleaning was not conducive to the industrial production of oligofructose. Lin Show-ching et al. [8] showed that macroporous adsorption resins has a good effect on separation. However, if fructooligosaccharides are prepared from plants as raw materials, they need to be pretreated before further separation and purification due to their complex composition. Liu Bin et al. [9] used a combination of membrane separation and macroporous adsorption resin to obtain fructooligosaccharides with a purity of over 95%. However, the efficiency of single-column purification of fructooligosaccharides is very low, with only 10% of 95% fructooligosaccharides being obtained from single-column treatment.

4 .オリゴフルクトースの検出方法

4.1. オリゴフルクトースの定性的な検出法

オリゴフルクトースの定性的な検出法としては、主にペーパークロマトグラフィーとシリカゲル上の薄層クロマトグラフィーが広く用いられている。tang junら[10]は、ペーパークロマトグラフィーによるオリゴフルクトースの3つの定性的分離法を比較した。その結果、使用する紙chromatographicシステムを条件にn-propanol-ethyl acetate-water 1%開発エージェントを(7:1:2)およびα-naphthol糸口が10%開発業者色としてリン酸ブドウ糖に加えて、果糖、ショ糖、sucrose-trisaccharide、sucrose-tetrasaccharide、とショ糖pentasaccharideが相次いでよく晴れ渡った淡い水色た、と再分離効果はわりに良いです。

chen jinlingら[11]は、ニンニク中の7種類のフルクトオリゴ糖を同時に迅速に検出するための薄層クロマトグラフィー法を確立した。ニンニク中のフルクトオリゴ糖は、水抽出、アルコール沈殿、アルコール可溶化などの方法によって得られた。種々の発生条件におけるニンニクフルクトオリゴ糖の重合度の違いによる分離効果を、薄肉クロマトグラフィーを用いて分析し、異なる試料量および異なる長さのシリカゲルプレートがニンニクフルクトオリゴ糖の分離効果に及ぼす影響を調査した。その結果、n-ブタノール-イソプロパノール-水-酢酸= 7:5:4:2の開発系において、室温で4つの開発を行うことにより、長さ10 cmのシリカゲルプレートを用いて、ニンニク中の糖成分を1 ~ 7の重合度で迅速に検出することができた。斑点ははっきりしていて、決議は適切でした。

4.2オリゴフルクトースの定量的検出法

4.2.1高性能液体クロマトグラフィー-差動検出器法

徐潮路ら[12]高性能をもった液体クロマトグラフ機動段階acetonitrile-water(75:25)、勾配が溶出ルナ網野記事を分離,屈折率/差動屈折率検出器の内容を確定7 monosaccharides disaccharidesとoligofructoseフォーミュラ粉ミルク支配と遠心分離に続き、世界でその結果、7検体の相関係数は0.15~10.0 mg/ mlの範囲で良好な線形関係を示しました。検出下限値は0.039 ~ 0.087 g/100 gであった。添加量が0.50~2.0 g/100 gのときの回復率は81.2%であった。相対標準偏差(rsd、n=6)は1.1%~6.2%であった。この方法は、オリゴフルクトースの定量に最も一般的に用いられる方法ですが、系平衡時間が長い、グラジエント溶出ができない、感度が低い、干渉成分が含まれていると分離しにくいなどの欠点があります。

4.2.2高性能液体クロマトグラフィー蒸発光散乱検出器法

蒸発光散乱検出器(elsd)は、不揮発性サンプルの分析における差動屈折率検出器(rid)の欠点を克服します。高感度で、グラジエント溶出にも使用できます[13,14]。zhang yuanyuanら[15]は、高性能液体クロマトグラフィー蒸発光散乱検出器を用いて、同じクロマトグラフィー条件で異なる種類の食品中のオリゴフルクトース含有量を測定した。その結果、食品中のフラクトオリゴ糖成分を効率的に分離できることが示された。スクロース三ose, tetrose, pentaoseの検出範囲は0.67 mg/ ml ~ 14.0 mg/ mlで線形相関係数は99.95%以上であった。異なる種類の食品サンプルにおける3つのフラクトオリゴ糖成分の回収率は95.20%から100.15%であった。この方法は高感度、高精度、高速であり、食品中のフラクトオリゴ糖含有量の測定に適している。

4.2.3高性能液体クロマトグラフィー質量分析

liu yunら[16]は、複雑なマトリックスを有する粉ミルクおよび米粉サンプル用の高性能液体クロマトグラフィー四重極/静電場軌道法による粉ミルク中のオリゴフルクトースの測定方法を確立した。サンプルの前処理は簡単で、タンパク質沈殿のみで済み、二次イオンを選択することでマトリックス干渉を除去できます。分析時間が短く、測定結果が正確で信頼性が高いため、あらゆる粉ミルクのハイスループット測定に適しています。さらにzheng jieら[17]は、高性能液体クロマトグラフィー-エレクトロスプレイイオン化イオントラップ質量分析法を用いて、ショ糖中のショ糖含有量を測定した。その結果、スクロースは0.013105~0.20968 mg/ mlの範囲で良好な線形関係を示し、r=0.9992であった。スパイクされた低、中、高サンプルの回収率は96だった。それぞれ9%、99.8%、96.7%であり、相対標準偏差はそれぞれ1.7%、1.7%、1.4%であった。この方法は非常に感度が高く、精度と精度が高い。

4.2.4高性能アニオン交換クロマトグラフィー-パルスアンペロメトリック検出器法

イオンクロマトグラフィー(ic)はイオン交換クロマトグラフィーを基に開発された新しい液体クロマトグラフィー技術です。その高感度、高速分析、簡単なサンプル前処理のために、高性能アニオンクロマトグラフィーパルス電流検出器(hpaec-pad)は、近年砂糖検出にますます使用されている[18、19]。魏Yuan&#[19] car—bopac pa20カラムとパルスアンペロメーター検出器を用いた高性能陰イオン交換クロマトグラフィーを用いたフルクトオリゴ糖の分析方法を確立した。フラクトオリゴ糖を見抜くを分けまたいく度が異なる分数コンバージェンス、方法も単独sucrose-typeを鑑定オリゴ糖fructofuranosyl-type分数、やオリゴ糖ショ糖異性体、これにより推測fructooligosaccharidesの源泉であった。フラクトオリゴ糖原料の分析要件を満たすだけでなく、粉ミルクやフラクトオリゴ糖を含むタンパク質粉末などの機能性食品の分析にも適しています。マトリックス干渉が大きいサンプルでは、溶出勾配プログラムを調整することで、干渉成分の影響をさらに排除することができます。

5   fructooligosaccharidesの生物活性

5.1   消化器微生物学のバランスを調整する

消化管生態系は人体で最大の微生態系であり、最大の細菌の貯蔵庫とエンドトキシンのプールを含んでいる。有益な腸内細菌と活性酵素は、消化管の2つの主要な防衛です。これらの有益な細菌と活性酵素は、体内の保護的な生物バリアである「体‐細菌膜」を形成し、排泄物を消化管から分離し、有害な細菌や毒素の吸収を防ぎます。「体と細菌の膜」のバリア効果がなければ、10分で有害細菌が消化管に入り込み、消化管の生態バランスが崩れてしまう。フルクトオリゴ糖は各種消化酵素に分解されないため、胃や小腸を通っても吸収されず、ほとんど影響を受けない。

fructooligosaccharidesは、腸内の乳酸菌やビフィズス菌などの有益な細菌の成長を促進することが示されています。これらの細菌は、病原性細菌の増殖や繁殖を抑制し、腸内の微生態学的バランスを維持し、腸内の蠕動運動を強化し、便秘を予防する。これは乳酸菌やビフィズス菌がオリゴフルクトースを代謝し、酢酸、プロピオン酸、酪酸を中心とした短鎖脂肪酸(scfa)を産生し、腸の酸性環境を維持し、有害菌の増殖を抑制するためです。酢酸は末梢循環に入り、末梢組織によって代謝され、結腸血流を増加させ、回腸運動を促進し、胃腸機能障害のリスクを低下させる[20-24]。

5.2免疫活性を高める

fructooligosaccharidesビフィズス菌の増殖を促進することにより、腸内微生物生態学のバランスを調節し、腸粘膜リンパ系の免疫活性を誘導し、さまざまな方法で液性免疫と細胞性免疫を活性化し、身体を調節します&#局所的に、または全体としての免疫機能[25]。wang jiaqiら[26]は、正常なヒト末梢血単核細胞(pbmc)を、大豆タンパク質単離細胞とフルクトオリゴ糖の混合物の濃度を変えて刺激し、リンパ球の増殖、サイトカイン分泌、b細胞の分化および抗体産生を測定した。

結果は、大豆タンパク分離とfructooligosaccharidesの複合効果が体を高めることができることを示しました'、in vitroでの細胞および体液性免疫機能、および2つの免疫機能が異なる濃度で混合物の複合作用の下で異なる変化パターンを示すことは、フルクトオリゴ糖が細胞および体液性免疫機能に対する異なる制御効果を有することを示唆している。 異なる変化パターンは、オリゴフルクトースが細胞と液性免疫機能に対する異なる調節効果を持つことを示唆している。この調節効果は、リンパ球数の変化だけでなく、細胞機能への影響にも反映されています。

li guangzhou[27]は、重量挙げの大学生60人を対象に、オリゴフルクトース溶液を経口投与した対照研究を行った。その結果、体的に体重やbmiや体のインデックス塊选手を観測组に)より一際多かったに出場する選手らの制御グループ(P< 0.05)、白血球数はリンパ球、monocytesおよび検出された球フローcd8よりも高くなったのは、すでに選手対照群の(P< 0.05) Tリンパ球のサブセット分類より受けながら制御グループ選手(P< 0.05)。血液中の免疫グロブリン量を分析したところ、観察群の選手の血液中のiga、ig g、ig m値は対照群の選手に比べ有意に高かった(p <0.05)。これはさらにオリゴフルクトースが体を強化する活性を持っていることを証明' s免疫向上させる。

5.3 Anti-tumor活動

大腸がんは世界的な問題で、大腸がんによる死亡者数は、世界保健機関(who)のデータベースで心臓疾患による死亡者数に次いで2番目に多い。ヒトのマイクロバイオームと大腸がんの発生率には密接な関係があります。フルクトオリゴ糖は、特に善玉菌を増殖させ、クロストリジウム酪酸を増殖させる唯一のプレバイオティクスである。clostridium butyricumの主な代謝物は酪酸であり、大きな腸上皮細胞に栄養効果があります。酪酸は、結腸細胞の主要なエネルギー基質であるだけでなく、免疫細胞の育成にも役立っています。また、細胞の増殖と分化を抑制し、アポトーシスを制御し、原がん遺伝子の発現に影響を与え、腫瘍細胞の成長を抑制する強い効果があります。非定型crypt foci (acf)は結腸がんの前がん性病変として認識されている[28- 30]。陳Erzhenら[31]結腸で酪酸の濃度を見つけラット内容注射部位と大きく否定的高い相関を示すのACFの総数結腸で、すなわち、酪酸の集中では結腸内容が睡眠の前半で増え、oligofructoseとACFは徐々に減少し、は一定の抑止効果をもたらしているACFの形成に発がん性物質扱いをネズミ結腸するのはいません

5.4血糖値を下げる活動

耐糖能障害(igt)は、正常なグルコース恒常性と糖尿病の高血糖の中間の代謝状態である。重要な舞台と自然の進行中、糖尿病やインスリン抵抗性の原因(IR)欠陷secretory膵臓β細胞の機能はすでに現れてこの段階では、に至る有意に高く糖尿病风発作は起きません。fructooligosaccharidesは食後血糖の吸収を遅らせ、耐糖能障害をある程度改善し、それによって糖尿病への耐糖能障害の進行を防ぐことが研究によって示されている[32,33]。zeng yuan[34]は、糖尿病患者に対する医学的栄養療法が、グルコースと脂質の代謝を改善し、高血糖を改善し、状態をコントロールするのに役立つことを発見した。監視を強化した継続的な栄養医学療法の介入モデルは、患者の血糖制御においてより効果的である。糖尿病患者は、通常の栄養療法とオリゴフルクトースの補充を組み合わせることで、効果的にグルコースと脂質の代謝を改善し、血糖値を低下させ、インスリン感受性を高めることができます。

5.5他

5.5.1血液脂質を下げる

Meng Linmin et al. [35] observed the effect of oligofructose on blood triglycerides and blood cholesterol in mice. The results showed that after mice were orally administered oligofructose for 14 days, their serum triglyceride and cholesterol levels showed a downward trend. Liu Guohong et al. [36] found that oligofructose has a certain adsorption capacity for lard, peanut oil and cholesterol under different pH conditions, and the adsorption capacity is strongest at pH 3.0 and pH 7.0, indicating that oligofructose can reduce the absorption of lipids in both the stomach and the intestines and has a certain effect of lowering blood lipids.

5.5.2は、鉱物の吸収を促進する

sun yawenら[37]によると、フルクトオリゴ糖はカルシウム、マグネシウム、鉄の見かけ上の吸収率に有意な影響を及ぼし、亜鉛の見かけ上の吸収率には影響を及ぼさない。マグネシウムの見かけの吸収率には有意な影響を与えたが、カルシウムと鉄の見かけの吸収率には影響しなかった。フラクトオリゴ糖はまた、ミネラルに対するフィチン酸の抑制効果を緩和しながら、ミネラルの見かけ上の吸収率を増加させることができます。これする原因になるだろうoligofructoseが代謝微生物による働きに加え乳酸菌などBifidobacterium short-chainを生産する大肠脂肪酸肠内)博士酸性環境の低い、ミネラルの溶存量などカルシウム、鉄なり、マグネシウムは伸びたことで、生物活動を有効に発挥させてさらに、短鎖脂肪酸(特に酪酸)も結膜細胞の成長を刺激し、腸粘膜を改善することができます&#ミネラルを吸収する39の能力[38]。

5.5.3虫歯の予防

現在、う蝕の病因論として受け入れられているのは、主に細菌、口腔環境、宿主、時間を含む四因子説である。ストレプトコッカス・ミュータン(streptococcus mutans)は、う蝕の主要な病原体である。研究によると、フラクトオリゴ糖は、streptococcus mutansが不溶性のグルカンを生産するために使用することはできない。

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