オリゴ糖粉末の製造方法は?

こんにちは。05,2025

カテゴリ：食品添加物

機能性オリゴ糖は、2 ~ 10個の単糖がグリコシド結合によって重合したものである。彼らはボディによって加水分解することはできません'の酵素システムは、小腸で吸収することができず、大腸に入った後、体内のビフィズス菌の成長を促進することができます。腸内フローラのバランスを整え、カルシウムやリンの吸収を促進し、虫歯を防ぎ、体を良くする働きがあります#39; s免疫向上させる。摂取後は血糖値やインスリンを増加させることはなく、糖尿病患者、高血圧患者、肥満患者などの特殊な集団によって摂取される可能性があります[1]。新たな食料資源として、機能性オリゴ糖が注目されている。すでに十数種類のオリゴ糖が市販されている。オリゴ糖は日本では比較的早い時期に開発され、比較的豊富な種類がある。これらの中で、オリゴイソマルト特殊な集団。

機能オリゴ糖などare attracting increasing attention as a new source of food, and there are already more than a dozen varieties on the market. In Japan, oligosaccharides were developed relatively early, and there is a relatively complete range of varieties. Among these, isomaltooligosaccharides and fructooligosaccharides have the largest production and sales volumes; the European and American markets are dominated by fructooligosaccharides and galacto-oligosaccharides.

中国におけるオリゴ糖の工業化は、1996年に保寧保生物技術有限公司がイソマルトオリゴ糖の試験生産に成功してから始まった。現在、国内のオリゴ糖の主要品種はイソマルオリゴ糖、フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、大豆オリゴ糖で、年間約15万トンの生産能力がある。これまで国内の分離・精製技術や設備が遅れていたため、国内のオリゴ糖、特に高純度オリゴ糖の品質は先進国に比べて全体的に立ち後れており、特定階層の需要に応えることが困難だった。純度の低いオリゴ糖は、その効果に影響を与える。例えば、糖尿病患者がオリゴフルクトースを50%の純度で摂取すると、血糖値は急速に上昇する。しかし、空腹時に93%の純度のオリゴフルクトースシロップを摂取すると、血糖値の変化はほとんどありません。オリゴ糖の応用分野の拡大と生産設備の改善に伴い、すでに一部の高純度オリゴ糖が国内生産されている[2]。

1機能性オリゴ糖生産技術

様々なfunctional oligosaccharides exist in nature. Depending on the mode of existence and the quantity required, oligosaccharides can be produced on a large scale using extraction, chemical, fermentation or enzymatic conversion methods.

1. 1抽出方法

抽出法は、自然界に大量に存在するオリゴ糖の製造法であり、分離工程が簡単である。大豆オリゴ糖の製造に使用することができます。ダイズオリゴ糖はラフィノース、スタキオース、ショ糖の総称であり、そのうちラフィノースとスタキオースが主な有効成分である。現在は大豆ミールのホエイから主に分離・抽出されています。製造工程では、ホエイを塩漬けにし、限外ろ過によって残留タンパク質を除去し、活性炭による脱色、イオン交換、濃度、スプレー乾燥を経て製品が得られます[3]。一般的に大豆オリゴ糖の75%には、スタチュー18%、ラフィノース6%、ショ糖24%が含まれています。

1. 2ノンケミカルな方法で

化学的方法は、オリゴ糖を修飾するための重要な方法である。オリゴ糖を改変し、様々な用途の機能性オリゴ糖製品に変換することができる。現在、市販されているキトサンは主に化学的方法で製造されている。主に、産業廃棄物のカニ殻やエビ殻を酸とアルカリで交互に処理してキチンを得た後、100 ~ 180°cで40 ~ 60%の濃縮naohで一括処理して脱アセチル化し、乾燥させてキトサンを得る。現在、キトサン研究の焦点は、修飾のためのアシル化やカルボキシメチル化などの様々な化学結合の利用、異なる性質や用途を持つキトサン誘導体の調製、または低分子量の水溶性キトサンの調製である[4]。

1. 3発酵方式

微生物由来のオリゴ糖の主な製造方法は発酵法である。微生物の培養条件を変えることで、目的のオリゴ糖の過剰発現を促進させることができる。例えば、キトサンは菌類の細胞壁にも天然に存在し、自然界に大量に存在する唯一のアルカリ性多糖類である。研究では、chaetomium、rhizopus、plasmoparaの属には、微生物発酵によって生産される多種多様なキトサンが含まれていることが分かっている。しかし、収量が少ないため、工業化されていない。wang weipingら[5]は、プラズモパラzh08を変異原治療後に用い、キトサン収量は1.07 g/ lで安定していた。

1. 4酵素変換法

酵素変換はオリゴ糖製造に用いられる主な方法であり、特殊な酵素系を用いて二糖または単糖類を機能性オリゴ糖に変換する。現在、機能性オリゴ糖の常用生産に必要な酵素製剤は、ほぼ国産化されている。イソマルトオリゴ糖は、デンプンを原料として製造される。High-temperature-resistantα-amylase、菌類アミラーゼ、β-amylaseはにhydrolyzeデンプンを売り使われ、これが次いでαでisomaltooligosaccharidesを変换さ-glucosidase。濾過、脱色、脱塩、濃縮を経て、イソマルトオリゴ糖の収率は約50%である。フルクトリゴ糖は、真菌発酵によって生成され、高濃度のスクロースを変換する酵素フルクトシルトランスフェラーゼの作用によって生成されます。しかし、フルクトシルトランスフェラーゼという酵素の活性は、反応の副産物であるグルコースによって阻害され、その結果、スクロースとグルコースを大量に含むフルクトリゴ糖生成物のほとんどが生成される。フルクトリゴ糖は、イヌリンからも、フルクトース-フルクトース型のフルクトリゴ糖を生産するイヌリナーゼによって生産されることがある。キシロオリゴ糖は、トウモロコシの穂軸を5 mmの粒子に加工し、煮て膨潤させてヘミセルロースを抽出し、酵素的にキシラナーゼで消化し、遠心分離、微細濾過、脱色、イオン交換、濃度を加えて70%のキシロオリゴ糖を生産する。ガラクトシダーゼを用いてラクトース、ショ糖、フルクトースなどの原料を変換し、分離することで、ガラクトリゴ糖、ラクツロース、ラクツロースなどのオリゴ糖が得られる[6]。

2機能性オリゴ糖精製技術

のオリゴ糖製品 obtained by the above methods generally have a purity of less than 70%. They can be added to ordinary foods and health products, but they still contain glucose, sucrose, maltose, etc., and cannot be consumed by special populations. Oligosaccharides can be purified and refined using enzymatic, fermentation, chromatographic, and nanofiltration membrane methods to achieve a purity of more than 95%.

2. 1酵素方法

粗糖溶液中では、副生成物を特殊な酵素で除去または変換することにより、オリゴ糖の純度を高める。例えば、フルクトオリゴ糖の反応系にグルコースイソメラーゼやグルコースオキシダーゼを加えると、グルコース含有量が減少し、フルクトース転移酵素のフィードバック阻害が緩和され、フルクトース転移酵素の変換効率が向上する。グルコースオキシダーゼの方が効果的で、得られたグルコン酸はイオン交換によって除去され、オリゴ糖含有量は98%に達する。

2. 2発酵方式

Microbial fermentation is one of the main methods for producing high-purity oligosaccharides. Taking advantage of the recalcitrance of most functional oligosaccharides, yeast with good fermentation properties is used to remove sucrose, glucose, maltose and other impurities from the oligosaccharide solution, so that the oligosaccharide content can reach more than 95%. Wang Wenxia et al. [7] used soy whey as the fermentation substrate, added brewer&#酵母と5時間発酵ラフィノースとスタキオースの含有量は97%以上に達し、スクロースは基本的に除去されました。imo-500オリゴイソマルトシロップは、酵母で発酵させ、遠心分離機で高純度のimo-900を得ることができます。zhang taoら[8]は、25%のフラクトオリゴ糖溶液中で酵母発酵法を用いて、ブドウ糖を含まず、フラクトオリゴ糖濃度82.85%のフラクトオリゴ糖製品を得た。フルクトース転移酵素の作用の後、フルクトリゴ糖濃度は85.23%まで増加することができる。

2. 3クロマトグラフ

Chromatographic separation technology has been widely used in the production of oligosaccharides. At present, the sequential simulation moving bed (SSMB) chromatographic separation technique has achieved the separation of the three-component group of monosaccharides, disaccharides and oligosaccharides. Not only has it achieved the continuous production of the target oligosaccharides with high purity, but it has also obtained high-purity by-products such as glucose, fructose, sucrose and maltose, which can be recycled and reused, greatly reducing production costs [9]. By applying chromatographic separation technology in a sequential simulated moving bed, the purity of the oligoisomaltose, oligofructose and oligogalactose products can reach more than 95%, achieving the continuous production of high-purity oligosaccharide products.

2. 4ナノろ過膜法

ナノフィルトレーション膜は、分子量が100から1000ダルトンの間でカットオフされている。適切なナノろ過膜を選択することで、グルコース、フルクトース、一部のショ糖からオリゴ糖を分離することができます。ナノろ過膜分離技術を用いて得られたimo-900製品は、単糖含有率2%以下、全機能成分含有率95%以上の製品です。feng wenliangら[10]はナノろ過膜装置を用いて、53.73%のオリゴフルクトースから分子量180のグルコースとフルクトース、分子量342のスクロースを除去し、95%以上のオリゴフルクトースを得ることに成功した。ナノろ過膜技術によって回収された副産物であるグルコース、果糖、スクロース、マルトースは、濃縮後に効果的に回収することができます。酵素加水分解と濃縮を経て、高効率の甘味料果糖シロップが得られる。

3機能性オリゴ糖の応用

3. 1食品および健康製品への適用

Oligosaccharides are widely used in foods and health products due to their ability to regulate the intestines, promote mineral absorption and boost immunity. In Europe, fructooligosaccharides have been successfully used in yoghurt, beverages, cheese, fillings, ice cream, chocolate, sweets and meat products, while galacto-oligosaccharides are used in high-end infant formulas and dairy products. In Japan, 171 special health foods containing oligosaccharides were approved in 1999, including isomaltooligosaccharides, fructooligosaccharides, soy oligosaccharides, xylo-oligosaccharides, galacto-oligosaccharides, lactulose, and lactulose. In China, oligosaccharides are mainly used as food ingredients, and there is still a gap between their scope of use and the amount added compared to developed countries. Oligosaccharides with high purity are the first choice for sweeteners for special populations such as obese, diabetic, and middle-aged and elderly people because they are completely independent of insulin. Oligosaccharides with high purity have broad 食料・医療分野の発展展望[11-12]。

3.2飼料業界でのアプリケーション

The serious consequences of using antibiotics in feed have attracted the attention of society, and the European Union has banned the addition of antibiotics as 飼料添加物 since 1999. The use of oligosaccharides can enhance the reproduction of beneficial intestinal bacteria, thereby inhibiting intestinal pathogens and improving immunity and disease resistance. The resulting oligosaccharides or new feed additives combining oligosaccharides and probiotics are popular with customers. Studies have found that adding oligosaccharides to feed significantly improves the growth performance and health of broiler chickens; the body length and weight of bighead carp are significantly higher than those of the control group; adding oligosaccharides to just-weaned piglets can reduce the diarrhea rate of piglets, increase the average daily weight gain by 13.8%, reduce the feed conversion ratio by 8.1%, and reduce mortality. In addition, the organic acids produced by the proliferation of beneficial bacteria such as Bifidobacterium can help improve the absorption rate of calcium, magnesium and iron in the feed. Studies have found that in the feed industry, the addition range of isomaltooligosaccharides (IMO-500, 50%) is 0.1% to 0.5%, the addition range of fructooligosaccharides (FOS, 50%) is 0.3% to 0.4%, and the addition range of xylo-oligosaccharides (XOS, 35%) ranges from 0.02% to 0.025% is more appropriate. With the promotion of healthy farming and the reduced use of antibiotics, oligosaccharides or combinations of oligosaccharides and probiotics will become increasingly common [13].

3. 他の分野での3つのアプリケーション

農業では、オリゴ糖は土壌の微生物叢を調節し、作物の窒素、カリウムなどの吸収を改善し、植物のフェノールやフィトアレキシンなどの耐病性物質の生産を刺激し、植物の耐病性を向上させ、果実の収量を増加させる。また、キトサンは果物や野菜の表面に膜を形成することができ、果物や野菜の防腐剤として広く使用されている。医学の分野では、オリゴ糖は体を増殖させることができます'は、下痢や便秘を防止し、治療の善玉菌;彼らはまた、免疫システムを活性化し、体を改善することができます'の病気抵抗性[11-14]。

4展望

現在、国内のオリゴ糖産業はほぼ本格化している。イソマルオリゴ糖、フルクトオリゴ糖などの高純度オリゴ糖が国内で生産されている。市場の宣伝と宣伝の年を経て、製品の認知度は徐々に高まっています。しかし、国内のオリゴ糖の研究開発には依然として問題がある。第一に、オリゴ糖の生理的作用については共通して深く理解されているが、細胞や分子レベルでのメカニズムに関する研究はまだ不足している。また、オリゴ糖の洗練された定量的使用を支持する有効かつ広範なデータが不足している。製品開発の面でも、オリゴ糖の結合、安定性、反応性、効果前後の分析などの原則が不完全で、適用範囲や適用分野も先進国に比べて大きく遅れている。China'sオリゴ糖産業は大きな市場の可能性を秘めており、多量のオリゴ糖製品またはオリゴ糖を添加した製品の開発が期待されている。中国の大規模な開発#39ですoligosaccharide industry requires the joint efforts of scientific researchers, manufacturing enterprises, and application enterprises.

参照

一石二鳥です王Naiqiang。[1]中国におけるオリゴ糖の研究状況と展望[j]。罰金専門化学ローソクを消し15(12):1 ~ 5ますか。

【2】劉鳳、楊海軍。国内外におけるオリゴ糖応用の現状と開発動向[j]。^日本学術振興会、2009年、38(4):53-56。

【3】汎Lihong。大豆オリゴ糖の抽出プロセスに関する研究[j]。^北区(2012年)、9頁。

従四位下[4]Hongfang。キトサンの調製、修飾、吸着特性に関する研究[d]。蘇州:蘇州大学、2005年3月25日。

【5】王偉平、杜育民、胡家軍。高収量キトサンの変異原性育種[j]。安徽農業科学,2011,39(3):1266-1267。

【6】于蓉、王思流。酵素法による機能性オリゴ糖の調製に関する研究[j]。中国食品と栄養,2009(12):32-35。

【7】王文夏、劉暁燕、宋春立。微生物発酵による機能性大豆オリゴ糖の精製プロセス条件に関する研究[j]。中国の調味料,2011,36(4):27-31。

【8】張涛、江波、王章。発酵による高純度フラクトオリゴ糖の生産[j]。無錫軽工業大学,2002,21(3):230-233。

[9]劉宗立、王内強、王明柱。機能性糖の製造における模擬移動クロマトグラフィー床分離技術の応用[j]。中国食品添加物,2011,34(4):240-244。

【10】feng wenliang, wang jing, jia xiaohong。ナノろ過技術による高純度フラクトオリゴ糖の製造に関する研究[j]。^岩波書店、2003年(3)、102-105頁。

[11]辛てるでしょ。機能性オリゴ糖の生産と応用[m]。北京:中国軽工業出版社、2004年:5-40。