甘味料アリュロースパウダーの利点は何ですか?

生活水準の向上に伴い、毎日の食事で摂取する砂糖の量に対する消費者の関心が高まっている。近年では、砂糖を含まない飲料や低糖飲料も消費者の間で人気が高まっています。国民栄養計画(2017-2030)も健康的なライフスタイルの推進を明確に提案しており、「砂糖の削減」は重要な特別イニシアチブの1つです。希少糖(英:珍しいsugar)とは、天然に存在するがごく少量しか存在しない単糖およびその誘導体の一種である(2002年に国際希少糖学会によって定義された)。彼らは非常に安定している、低カロリー、非吸湿性、非カリブ生成および高い忍容性の利点を有する。

Allulose(D-allulosed-プシコース(d-psicose)は、希少糖のカテゴリーに属します。表1に示すように、小麦、レーズン、イチジク、黒糖[1]などの食品に自然に含まれています。1930年代に小麦から初めて発見され、抗生物質アロプリノールアデノシンから単離された。

1. ^ のb c d e f g h i化学的性質

組織名はD-alluloseはD-ribose-2-hexulosed-フルクトースのジアステレオ異性体であり、c3位にある。その化学構造を図1に示します。2011年8月、アメリカ食品医薬品局(fda)は、d-アロロースは一般的に安全な食品として認識され、食品または食品添加物の成分として使用できると決定した。2020年12月、米国食品は総炭水化物や人工甘味料に含まれていない「無糖質(allulose)」に関するガイドラインを発行した[2]。

d alluloseは粉末状の白色結晶であるそれは水に非常に溶けます。分子式はc6h12o6、分子量は180.156、補正密度は1.589g/cm3、融点は109℃、表面張力は92.6dyne/cmである。溶解度曲線(図3)を見ると、温度が上がると溶解度は上昇しますが、同じ温度でd-フルクトースの溶解度よりもかなり低いことがわかります[2]。アルロースはスクロースに似た口当たりと嵩を持ち、甘味は白砂糖の70%程度である。そのカロリー値は0.4 kcal/gであり、スクロースのカロリー値のわずか1/10である。水溶液中には5つの互変異性体が存在するため、溶解に伴って互変異性体の割合が連続的に変化し、溶液の光回転が動的に変化する。最終的に、5つの互変異性間で動的平衡に達し、溶液の光学回転は安定な値に達する。アリュロースが溶解する温度が高いほど、光学回転はより速く平衡に達する[3]。

2種類の属性を持つ

ラットの摂取実験です放射性同位体14 cで標識されたd- alluloseは、約97%の損失を示したバートック先生尿6時間後注射が、上空の95%以上alloseは7時間以内で体外に排泄されてしまい口腔摂取、の70%以上D-alloseバートック先生で尿に直接分子形で,残りのallulose、の形で代谢は排泄を示すには少量のalluloseが体に残っていた[4]。最近の臨床試験では、健康な人に12週間d-アルロースを摂取しても、身体的な症状は生じないことが示されています[5]。

2.1alluloseは神経を保護する効果がある

茂らはそれを示したd-アルロースは2-エチルヘキシルフタル酸エステルから精巣を保護することができる精巣内の活性酸素種の産生を阻害することにより、精巣の萎縮を阻害する[7]。高田らで示し体外50ミリD-alluloseな解決方案を大幅のアポトーシスを誘発型PC12細胞遅らせ200μMアポトーシスを6 6-Hydroxydopamine-induced PC12細胞にある。さらに、d-アルロースは細胞内の還元されたグルタチオンの濃度を増加させ、神経変性疾患を治療することもできる[8]。単球ケモattractant proteで1 (mcp-1)は、グルコース刺激に応答して生産される76アミノ酸のケモカインである。これは、アテローム性動脈硬化症の主要なマーカーと考えられています。d- alluloseはp38細胞分裂活性化プロテインキナーゼの活性を部分的に阻害し、化学誘因性単球タンパク質1の発現を抑制することで、アテローム性動脈硬化の発生をある程度減少させ、アテローム性動脈硬化の治療に役立つ[9]。

2.2alluloseには低血糖作用があります

中国医学協会第24回全国学術大会のデータによると'の糖尿病部門は、中国は約1億2980万人の成人糖尿病患者と、世界最大の糖尿病患者数を持っています[11]。ここ数年、国内の糖尿病の発生率は増加傾向にあり、2型糖尿病が90%を占める。主な病理学的特徴は、インスリンによって調節されるグルコース代謝の減少(インスリン抵抗性)である[10]。これは伴う膵臓β細胞の機能に『瑕疵』(かし)、または相対減少がインシュリン分泌につながる。患者の主な症状は、「3つの高値と1つの低値」、すなわち多尿症、多消化症、多食症および原因不明の体重減少である[9]。d -アロキサンは、有意に血糖を低下させ、耐糖能を改善することが示されている{12~14}。一方、もしかするとこれはグルコース→自体が果糖alluloseはいずれもhexose家に属するを経由して血液循環にれる転送transmembrane (GLUT5、GLUT2)にしだからallulose大幅にブドウ糖と果糖の吸収を阻害する小さな腸上皮細胞の浸透を低減し2monosaccharides[6]。

実験的研究では、肝臓のグルコキナーゼがグルコースの摂取と生産を管理しており、その活性の低下が高血糖の原因であることが示されています[15,16]。アロケトースは、肝臓のフルクトキナーゼを促進してフルクトースをリン酸化させ、肝臓のグルコキナーゼを活性化させ、グルコキナーゼを核から細胞質へ転移させ、肝臓のグリコーゲンの合成を促進し、血漿中の血糖値を低下させることができる[1 7,22]。一方、glycosidase阻害薬は靴ひもαを抑制する-glycosidase筆、小腸の粘膜東端の内訳を挙げ、低減小腸が持つでんぷんやショ糖の吸収を助けるのですそうしたことから、きわめて有効α-glucosidase阻害薬糖負荷欠陥でに介入したための重要な方法として浮上し2型糖尿病の治療[18]。Alloglucanの活動を抑えるα-glucosidase、決裂炭水化物ショ糖などや炎症を抑える売り人の耳の部分にブドウ糖濃度を減らす小腸[19]。そのため、アログルカンは2型糖尿病の治療に用いられる。

2.3アログルカンには低脂血性作用がある

低血糖作用に加えて、アロキサンは体脂肪の代謝過程に影響を与えることが明らかにされている。huang weilaiたちは、wistarラットの脂肪代謝過程におけるアロケトースの効果を調べ、アロケトース群のラットでは、体重が最も低く、血清トリグリセリド、遊離脂肪酸、低密度リポタンパク質コレステロール値(p <0.05)が有意に低かったことを発見した。分析で披露したのはおもにupregulatingに大幅にalloketoseためmRNA燃やす働き表現水位-αの遺伝子を肝臓(P< 0.0 5) mRNA表情レベルを著しくdownregulatingしつつ、「FAS遺伝子を抑えることができる表情など≪コレステロールや人工的[20]肝臓で脂肪です同時に、alluloseはまた、血清中のコハク酸デヒドロゲナーゼ(sdh)と肝臓の肝および肝リパーゼ(hl)の濃度を増加させ、体を加速します'の脂肪代謝[22]。

ホサインらが見つけたd-アルロースは体重増加を著しく抑制することができるマウスの腹部脂肪の蓄積を調べました免疫組織化学的解析によると、d- alluloseは、肝臓でグルコースキナーゼの核から細胞質への転移を誘導し、グルコースキナーゼの活性を増加させ、グリコーゲンを合成する。同时に、△実験の结果より、このD-alluloseはかなりの線維症を遅らせる膵臓β細胞の破壊力を弱め、高血糖をLangerhansの列島膵臓β細胞の正常的な機能の身を守る・せる膵臓インスリンを作る。[22]血糖濃度を制御する。d- alluloseは、ボディを減らすことができます'の食物摂取量は、ボディを下げます's血清インスリンとレプチンレベルは、肝臓における脂肪生成酵素の活性を阻害し、脂肪転写調節のレベルを高め、それによって体を増加させます'の脂肪酸化代謝率、体を減少させます'の脂肪蓄積、および体を減らす' s体重[23 ~ 25]。

2.4アルロースには抗酸化活性がある

スーパーオキシドジスムターゼ(sod)は、体内で広く見られる重要なフリーラジカルのスカベンジャーです。それは生物学的システムの抗酸化システムと来る保護剤であり、体内のスーパーオキシドアニオンフリーラジカルを除去することができます。カタラーゼ(cat)は、体内の活性酸素の代謝において重要な酵素であり、スーパーオキシドジスムターゼ(sod)と相乗的に体内のフリーラジカルを除去する能力を持っています。スーパーオキシドジスムターゼとカタラーゼの濃度は、抗酸化能力の指標としてしばしば用いられる。既存の研究結果は、ラットでスーパーオキシドジスムターゼ含有量を示していますalluloseグループ他のグループのラットよりも有意に高い[21]。アロースとその誘導体のアロースは、いくつかのフリーラジカルの掃引活性を示し、掃引能力は濃度と高度に相関している[26]。

3. アリュロースの生産過程の研究

そのため、天然食品に含まれるアリュロースは、人間のニーズを満たすことができません。このため、国内外の学者は、alluloseの生産と開発について深い研究を行っている。日本、韓国、アメリカなどと比べると、中国&ですが#alluloseに関する39の研究は、業界でもかなりの進歩を遂げ、非常に良い研究成果を達成している、比較的遅く開始しました。近年では、allulose-related patentsの数は増加している[27日、28日]。

現在、d-alluloseの作成方法主に化学合成と生物変換が含まれます。その中でも、化学試薬、複雑なプロセス、環境汚染、収率などの問題から、化学合成はまだ工業化されていません[29,30]。

化学合成と比較して、生物変換は、穏やかな反応条件、高い変換効率、および毒性および有害な化学試薬の使用を避けるという利点を有する。したがって、生物転換はなっていますd-alluloseの研究開発の焦点。2002年、香川教授は希少糖の変換戦略である「泉守戦略」を提唱した[31]。20年近くの改善と拡大を経て、泉守戦略は大幅に改善と追加されました。ヘクスロース-3-エピメラーゼ、アルドースイソメラーゼ、およびポリオールデヒドロゲナーゼを使用して、34のヘキソースの相互変換を達成することができる[32]。

現在、11のアロヘキソ-3-エピメラーゼとその特性が文献に報告されている異なるソースからのd-アロース-3-エピメラーゼは異なる表3に示すように。天然のアルドオープントースイソメラーゼは熱安定性が低く、半減期が短く、触媒効率を改善する必要があるという自然の欠点を持つ。これは多くの研究者の重要な方向でもあります。zhuらは黄色ブドウ球菌(sadae)の相同性モデルを行い、sa-daev105a変異体を再構築した。この変異体は、d-フルクトースの相対活性を68%増加させ、6時間後の変換率は38.9%に増加した[44]。相対的な活動は68%増加し、6時間後のコンバージョン率は38.9%に増加した[44]。

wang yifanは、clostridium cellulolyticum h10からdpeの不合理な方向進化により、熱安定性と相対活性が向上した変異体h56q / a 107 pを得た。55°cで6時間培養すると、残留酵素活性が3倍に増加した。酵素全体の構造の剛性を高め、熱安定性を向上させたのは、ループリングの107番目の変異がプロリンであると推測されている[45]。酵素の活性と再利用性を向上させるために、多くの研究者が酵素固定化技術を用いて固定化しているallulose-3-epimeraseこれにより、酵素を使用することができる回数と回復率を増加させる。

李求錫はその違いを研究したアルギン酸ナトリウムを固定化した大腸菌細胞を用いたd- alluloseの生産sとd-アルロース-3-エピメラーゼは異なるキャリアで固定化された。固定化後、dpe細胞の最適酵素活性温度を上昇させ、7 ~ 10サイクルの再利用後も酵素活性回復率は高い[46]。歩Yifan's実験では、固定化細胞の酵素活性の最適温度は15°c上昇し、固定化細胞の酵素活性は259.20 u /gキャリアにも達した[47]。wei yuxiaは、従来の固定化材料アルギン酸ナトリウムに適切な量の二酸化チタンを添加すると、固定化細胞の回収率が大幅に向上することを発見した'の酵素活性と機械的強度。アルギン酸ナトリウム濃度が2%細胞埋め込み量だけで60 g / Lは二酸化チタン、量は1:4 (TiO2: SA)、塩化カルシウムの濃度は2% glutaraldehydeの濃度は0.03%の回収率を酵素スナイパー细胞が82%のイベントで、10回連続後、酵素が働き回復率は未だに58%機械長所は100%[47]窒息だ。

現時点では、主な原料のためd-アルロースの生物学的変換はフルクトースである。フルクトースとd- alluloseは異性体であり、両者を分離してd- alluloseの濃縮溶液を得ることも重要な技術である。一般的に使用される分離技術には、イオン交換クロマトグラフィーや可動層クロマトグラフィーなどがある。dtf-ca2+イオン交換樹脂を用いて、d-フルクトースとd- alluloseを分離精製できることが報告されている。カラム温度は60°c,注入量は10 ml,流量は1 ml /minであった。

の得られたd-アルロースの純度は98.3%であった[49]。しかし、シミュレートムービッドクロマトグラフィーは、連続分離の自動化、樹脂利用率の高さ、資源消費量の低さなどの利点を有しており、d- allulose製造への応用が期待されている。d-アルロース分子は、カチオン結合モデルに最も適合する2つの隣接する軸平なヒドロキシ基が平行に配列しているため、最も強いカチオン結合能を持つ。この原理を使って2つを分離することができる。研究では、dowex310ca樹脂が最も適した静止相であることがわかっています。流量は5 ml /mで~ 10 ml /minです。d-フルクトースとd-アルロースの質量移動係数はそれぞれ4.84/minと24.2/minである。このカラムの空隙率は0.092であり、シミュレーションされた動床クロマトグラフィーを用いてd- alluloseの分離を最適化するための基礎となっている[50]。

ため水溶液中でのd- alluloseの高い溶解性純粋な製品を結晶化することが難しいため、純粋な製品を得る過程も産業の発展を制約する重要な技術だ。d-alluloseの溶融温度は109℃であり、加熱するとガラス転移を起こしやすい。従来のスプレー乾燥[51]では、固体粉末を得ることは容易ではありません。guo yuanhengらはエタノールを結晶化系として用い、エタノールとd-アルロースの比、結晶化時間、結晶化温度などのプロセス条件を調べた。その結果、d-allulose溶液の密度は1.35 g/ ml、エタノールとd- allulose溶液の比は3.8:1、結晶化温度は25°c、結晶化時間は325分であり、収率は71.58%に達した[52]。生産安全の監視の増加に伴って、上述のエタノール沈殿プロセスは、エタノール、爆発性の溶剤を大量に使用するので、この方法は、生産工場の防爆性能に対するより高い要求を置く。

4今後と展望

この2年間、消費者の健康意識が高まり、低糖質、低カロリーの製品が人気を集めている。食品メーカーからの需要が高く、2021年には製品不足が深刻化する現象も起きています。しかし、エリトリトールには個々の耐性の問題があり[53]、食品に添加されるエリトリトールの量に厳しい制限をもたらしています。砂糖の代替品でもあるd-アルロースにはそのような状況はない。実務のアプリケーションでは、d-アルロースは高い溶解度と比較的低い溶解度を有する。しかし、d-アルloseを飲料の原料として使用すると、エリトリトールよりもタンパク質とメイラード反応を起こしやすいことがわかりました。そのため、タンパク質を含む飲料を作る際には特に注意が必要です。d- alluloseの安全性評価、生理機能、工業化などの研究を深く行い、産業の健全かつ急速な発展に伴い、d- alluloseは大きな潜在力と発展の見通しを持っています。

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