酵母ベータグルカンの抽出方法は何ですか?

Beta-glucan is a natural polysaccharide composed のD-glucose units linked by beta-glycosidic bonds。 It is an important structural component of the cell wall とis widely found でbacteria, fungi (including yeast), algae とplants. 研究has found that the physicochemical properties とbiological 活動of beta-glucan are closely related にits molecular spatial structure [1]. Beta-glucan from different sources and different extractiにand purification methods can affect its molecular structure and thus the corresponding biological activity [2-3]. Studies have shown that yeast beta-glucan derived from brewer'の酵母には高度の分岐β−1、3主チェーンと分子量比較的高い。それはボディを高めることが示されています'の免疫系は、血糖および腸内細菌叢を調節し、したがって、免疫調節特性を有する、安全で自然かつ効果的な機能性食品成分と考えられている[4]。

認定を受けた酵母β-glucanのとして一般的に認識された安全(と)食品医薬局(fda) (GRN00239) 08年は余り使わその後と機能食品、飲料健康食品体育免疫机能栄養素支援品目健康ができます。人民衛生省(ministry of health of the people)の略称#39; s中華民国発表は2010年告示第9号酵母β-glucanは、新しいリソース品に加えてもよいさまざまな食物をえるなど乳製品機能性飲料として烧饼、お菓子だ2012告示第6号弾は使用範囲を拡大酵母βを乳幼児用调合粉ミルクする-glucanはなく粉ミルク。この記事では、食品業界での開発と応用のためのリファレンスを提供します。

1準備酵母のβ-glucan

予约1.1方法

The acid and alkali methods are among the earliest methods used to extract yeast β-glucan. In early studies, organic acids such as acetic acid and formic acid were generally used to hydrolyze yeast cells at about 90 °C ためabout 3 h, and the yeast β-glucan product was obtained by centrifugation, precipitation, and drying [5-6]. Huang Dan et al. 【7】found that although the product obtained using the acid 方法has a high yield (21.58%), it is of low purity. Although a series of optimizations were carried out, the purity (71.46%) could not be increased to an ideal level.

アルカリ抽出の研究では、酵母細胞をnaoh処理し、高圧などの方法で補充することで、製品の90%以上の純度を達成し、食品や医療分野の要求を満たしている。しかし、アルカリ工程で発生する廃液は処理が難しく、大量生産には適さない[8-9]。2つの抽出法の利点を組み合わせるために、yu mingxiuとpengkumsriら[6,10]は、組み合わせた酸-アルカリ法を探索し、最適化した。酵母細胞の自己分解後、強アルカリ(naoh)と弱酸(ch3cooh)で処理した。収穫の生成された酵母βの純粋さを-glucanしたが、製品の酸やアルカリに比べ強く方法を改善した遣わされるが、別格修正品と医療のニーズのニーズに応じることが可能であるのができるようにしますしかし、酸やアルカリ廃液による環境汚染のため、効果的な改善ができず、酸やアルカリを大量に使用すると抽出コストが上昇する。したがって、酸やアルカリ方法の現在酵母βに対する需要を満たすことができない-glucan食物や製薬市場の中にあってmarket&を満たすこともできない#緑の生産のための39の要件。

120高圧microfluidization

高圧microfluidization (HPM)は比較的新しい食品加工を示した方法で良い成績を抽出酵母β-glucan。hpmは、高圧を使用して液体材料を2つのマイクロフローにポンプし、反応チャンバー内で相互に衝突させ、粒子を強力なせん断、衝撃、キャビテーション効果にさらします。これにより細胞が破壊され、その内容物が流出し、効率的に細胞内化合物を抽出することができます[11-12]。ウィリアムズら。[13]HPM使用技術を抽出するβ-glucan brewer&から#その生理活性を維持しながら、有意にその分子量を減少させ、より良い溶解度を有する高品質の製品を得た39 s酵母。

Physiological activity while significantly reducing its molecular weight, obtaining a high-quality product with better solubility. Liu et al. [14]explored the optimal processing conditions でthe HPMprocess and found that the yield of soluble β-D-glucan can be significantly increased with increasing HPM pressure, and the effect is best when the pressure reaches 165.48 MPa. The β-glucan product prepared under the conditions of a chamber pressure of 165.48 MPa and a residence time of 10 min/200 mL not only has a higher yield and purity than the traditional acid-base 抽出method, but also has better solubility and lower proteでcontent, making it suitable for industrial production [15]. When HPM technology is optimally combined with other methods, the 抽出efficiency, yield and purity are significantly improved compared to a single extraction method .

過去の研究結果に基づいて、高介はらた。[16]高圧の合わせ致密化microjet均质化を使ってコンプレックスタンパクプロダクトオブザ酵素酵母を準備β-glucan、図1に示すように。高圧マイクロジェット1処理条件:圧力210メガパスカル、3サイクル、質量濃度20%(湿式重量);複雑な酵素加水分解条件:酵素添加1.0%、温度55°c、ph 7.0、酵素加水分解50分、液体と固体の比(重量)1:4;高圧microjet 2処遇条件:圧力210 MPa、3サイクルの純度準備した酵母β-glucan製品は(81.07±0.82)%、総糖度は(91.51±1.60%)%、純度話し合っ、収量性産業生産の要求た。しかし、可能性は高気圧环境過程はの3次元構造を解明を破壊酵母による酵母β-glucan製品樹皮はざらざらして平らに対して一定の影响を与える可能性が機能あるグルカンの効果を有する。

1.3超音波方法

現在、超音波技術は、非熱加工技術として、キャビテーション効果により物質の抽出と分離を効果的に高めることができ、天然物や生理活性物質の抽出における補助抽出方法として大きな可能性を示している[17]。超音波技術を用いて酵母のスラリーを処理した初期の研究では、多糖類の収率は33 ~ 36%で、従来の酸塩基法(約20%)よりもはるかに高かった。これに基づき、li hongmeiらはbox-behnken最適化を用いて、治療時間や超音波出力などの超音波補助抽出技術における重要な要素を最適化した[18]。

自己分解超音波結合技術が使用されましたextract yeast β-glucan with an extraction rate of 50.5%. The self-destructive ultrasonic coupling technology uses the self-destruction of yeast cells under specific conditions based on ultrasonic technology to destroy the cell structure, which has a synergistic effect with the ultrasonic-assisted extraction. Zheng and Kim et al. [19-20] found that ultrasonic treatment and alkali treatment reduced the particle size of yeast β-glucan from 8.80 μm to 1.77 μm and 7.19 μm, respectively. Compared with alkali treatment treatment, ultrasonic treatment has a greater advantage in loosening the aggregated structure of glucan, expanding the specific surface area, and enhancing its solubility. When ultrasonic technology is combined with enzymatic hydrolysis, the former greatly enhances the enzymatic hydrolysis efficiency by increasing the enzyme contact area, increasing the yield of yeast β-glucan to 32.3% and the purity to 98.8%, which is far superior to a single treatment mode [21]. The combination of ultrasonic waves and the above auxiliary methods resulted in a significant improvement in the retention of the structure and biological activity of the yeast β-glucan product. It can be seen that this type of extraction method is a potential method for the efficient extraction of yeast β-glucan in industry.

2. 免疫酵母の働きβ-glucan

2.1. 細胞モデルに基づいた研究

in vitroでの研究では、酵母のβ-グルカンは、免疫細胞、受容体、サイトカインなどの免疫系に関与する因子に調節効果を持つことが示されている。anguloらは[22]酵母β-グルカンを用いてヤギ単球を刺激した。培養4 ~ 6日後、細胞は典型的なマクロファージの形状になり、マクロファージ表面マーカー(cd11bとf 4/80)の遺伝子発現が上昇した リポ多糖(lps)に対する細胞生存率の向上と高い食作用能力をもたらす発現。

酵母はその先行研究に、それらβ-glucan発見され脾リンフォカイン体外の拡散を促进するためなどのcytokines产のを助けるinterleukin-2 (IL-2)インターロイキン- 6 (IL-6) interleukin-10 (IL-10)、腫瘍壊死要因-α(TNF -α)とinterleukin-17A強化(IL-17A)[医疗机関リスト]大きな影响を残し免疫反応。前研究とはまた、、酵母β-glucanであると示されたとシナジー効果をanti-tumorクローン抗体、著しく改善さanti-tumor効果をあげる、そのレベルアポトーシスを各種規制タンパク質を生産することです酵母β-glucan癌細胞の増殖が抑えできるというから、およびナチュラルキラー細胞も刺激できまたは球がん细胞だけを消灭に結合-グルカン受容体[25]です。近年の研究では、酵母β-glucanが発見された小説に近いautophagy攻撃開始います。.癌の治疗きただった!リソソームのphを増加させ、リソソームのプロテアーゼ活性を阻害することによってオートファジー分解を阻害し、それによって肝臓がん細胞の増殖および代謝およびin vivoの腫瘍の成長に対して有意な抗腫瘍効果を示す[26]。

2.2動物モデルに基づく研究

現在、酵母β-glucan示されたかなり多くのするため動物実験の防効果body&の向上#39の免疫機能および抗腫瘍効果、および動物免疫刺激剤として使用されています。王ら。研究で発見さ【27】口頭管sulfated酵母β-glucan鶏を改善でき免疫システムを無力化の濃度を大幅に変える事がインターフェロン増加→γ(IFN -γ)、IL-6濃度、減っているトランスフォーミング成長因子-β1 (TGF ~β1),の濃度は同時に推進リンパ球拡散菌されますトランスフォーミング成長fac - tor -β1の,TGF ~β1),集中リンパ推進の拡散、ニワトリの免疫システム改善されていたことから、肠内细菌から有益を増やしつつ免疫系の機能腸内を促す必要がある。

口頭挿管かつて酵母β-glucanモデルに唯一のだそうです。その結果、腸内でのil1bとirf7の発現が上昇し、腸内微生物におけるビブリオの割合が有意に減少し、モデルが制御されることがわかりました' s[28]免責がある「酵母がβ-glucanは飼料にする補足として、栄養素消化率を向上させ、免疫の強化さらに拡大するimmunoglobulin濃度と刺激異常(29)力を高めるうえで极めてアプリケーションのための良い见通しが先天的な体の具体的な病原体には耐性菌が出現しましたマウスにおいてを利用した研究モデルが発見した酵母β-glucan、感染症原因になるmonocytogenes予防に効果的ということで、「キャンディダ」というかびanthracis菌と[30-31]。

chanらおよびalexanderら[32-33]は、この抗腫瘍効果を実証したyeast-derived β-glucan particles in a mouse model of metastatic melanoma in the lungs based on previously reported antitumor mechanisms. Recent studies have shown that the product of yeast β-glucan and zinc complexed with nano-carrier delivery has a significant enhancing effect on anti-inflammatory and pro-inflammatory cytokines (IL-1β, IL-6, IL-8) in the body, and has a significant regulatory effect on improving the body'、s液性免疫、ナチュラルキラー細胞(nk)活性、および腸粘膜免疫を強化[34-35]。

2.3臨床研究

近年、臨床への応用酵母β-glucan人類学者の免疫はも注目た。研究によれば、抽出で二重盲選択で年齢が违う人との実験の発病率しわや呼吸器などのアレルギー症状が被写体のグループはアレルギーが著しく低い消費酵母β-glucanのによりグループ[36-38]。特に、幼児期や高齢者の免疫力向上に大きな効果がある。

給の実験で子供1 ~ 4歳には,実験グループの調査結果、消費乳飲料酵母βを含む-glucan刑事が見せた入射アレルギー性鼻炎、病気の症状としてアレルギー疾患や咳湿疹じんましんが著しく比較グループより低いいました者の割合に入る必要抗生物質治療とも[39]減っている。フラーら[3 6]中高年の研究で発見50歳から70歳を250 mg酵母beta-glucanカプセル日報違い目立った統計あるものの、数を減らす効果が日感染と疑われる症状と高めながら気持ちや感情解消のストレスがあります。しかし、酵母のβ-グルカンがどのような機構で体を調節しているのかは明らかになっておらず、さらなる研究が必要である。

2.4 Immune-activating機構

酵母β-glucan関心が集まっているが多く著しいimmunomodulatory効果。immune-activating機構酵母β-glucanが図2に示されている。消化管に入り、酵母β-glucan胃食道を小腸に進む。M細胞腸壁運送β-glucan腸ルーメンからリンパ組織(40)面積などの免疫細胞に恵まれ、マクロファージ樹状細胞のモニター内容西目川肠を経て、特に有害微生物と接触したりしていますマクロファージや樹状細胞は、その外側表面に特異的な受容体を持っており、有害な微生物に一般的に見られる分子構造を認識し、結合することができます[41]。マクロファージの場合、例えば、酵母のβ-グルカン分子の特別な構造は、それらがマクロファージ上の受容体によって認識され、それらに結合し、それによって、マクロファージを活性化し、有害な微生物を破壊する能力を与えることを意味します[42]。

実験マウスは供給される个人とmonocytesの球を酵母が示すβ-glucan phagocytic活動やの割合が高いphagocytes(40)。分かるように酵母β-glucan代謝し酸化に前向きな効果を及ぼすこれら化している細胞はそれは呼吸バーストをは強い刺激だったアレルゲンタンパク質にリンパ球から刺激がと、麹菌に由来するβ給-glucanグループには高い拡散率があり(43)このような現象を確認することが肯定的な効果も酵母βセルラー免疫-glucan。なお、酵母β-glucan開始肠内で効果を発揮まだ同研究によると、幸福感が酵母β-glucan分子の輸送できるマクロファージ体内にリンパ組織の他の地域では、ほかの免疫细胞が発動できる(40)。酵母からβ-glucan認識およびに免疫細胞に縛られ受容体特定、β-glucans分子構造が異なれば影響を及ぼしの免疫システムです。関連する特異的な免疫機構は、さらなる調査が必要である。

3結論と展望

現時点では、のアプリケーションyeast β-glucan powder in chemical industry, aquatic products and food is receiving more and more attention. Survey data shows that by 2022, the global yeast β-glucan market will reach 476.5 million US dollars, which indicates that the application of β-glucan has huge development potential. However, in the domestic market, yeast β-glucan still has problems such as low yield and poor quality, and cannot meet the growing market demand. Currently, commonly used extraction methods include acid-base extraction, high-pressure microjet homogenization, and ultrasound-assisted extraction. These methods all have problems such as low yield, purity that is difficult to meet market demand, and serious pollution during production.

製法と1本探す単純な過程から、高い収益率を上げたと十分な製品の品質が役立つことに酵母の商品価値β-glucan、各分野のアプリケーションを促進するのか,尊敬の念と自負心を国際すう勢だ。一連の安全性に関する研究結果酵母β-glucanまで独房を使って今回モデル動物モデルや予備臨床試験、β-glucan示されたbody&を高める#39;s immune function. However, there are still some doubts about the specific mechanism of its immune regulation, and some proposed mechanisms are still based on hypotheses, and the underlying mechanisms have not yet been elucidated. Future research should focus on exploring the deep interaction mechanisms between yeast β-glucan and different subjects, as well as the interconnections between different mechanisms. This would be useful for understanding the changes caused by yeast beta-glucan in humans and animals, and would also be helpful for the development and application of yeast beta-glucan.

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