¿Cuáles son los usos del edulcorante polvo de celulosa?

En los últimos años, con la progresiva mejora de las personas#39;s nivel de vida, el consumo excesivo de alimentos con alto contenido de azúcar y alto contenido de grasas ha llevado a la prevalencia generalizada de enfermedades como la diabetes y la hipertensión en todo el mundo [1]. Por consiguiente, laSuplementos alimenticios bajos en caloríasAzúcares raros con múltiples efectos han llegado gradualmente a las personas 's view.

Los azúcares raros son los monosacáridos y sus derivados que rara vez se encuentran en la naturaleza y pueden mejorar la salud alimentaria de poblaciones específicas. Cada vez más resultados de investigación han demostrado que los azúcares raros juegan un papel importante en la salud humana. Por ejemplo, D-allose tiene la propiedad de inhibidel cáncer y los tumores [2]; La d-tagatosa puede tener un efecto positivo sobre la salud dental al inhibir la formación de biofilms por bacterias patógenas como actinomicetos [3]. Entre los azúcares raros, la d-allulosa (d-psi-cosa) ha atraído mucha atención como un sustituto ideal para la sacarosa debido a su sabor único y funciones fisiológicas. Este artículo tiene como objetivo introducir las funciones fisiológicas de la d-allulosa y sus principales aplicaciones, sentando las bases para más adelanteInvestigación sobre la d-allulosa.

1 % de sacarosa

1.1 propiedades físicas y químicas de la d-celulosa

La d-allulosa es un azúcar raro con casi cero caloríasY se deriva principalmente del trigo y la caña de azúcar. Las fórmulas estructurales de d-allulosa y d-fructosa se muestran en la figura 1 [4], y los dos son isómeros el uno del otro. La d-allulosa es 70% tan dulce como la sacarosa, y es un azúcar funcional con una variedad de beneficios para la salud [5]. Es un compuesto cristalcristalblanco en polvo. En 2011, la administración de alimentos y medicamentos de los Estados Unidos (FDA) determinó que era generalmente considerada como segura (GRAS) [6], lo que sentó las bases para que la d-allulosa se usara como ingrediente alimenticio. Las propiedades físicas y químicas de la d-allulosa se muestran en el cuadro 1 [7].

1.2 métodos de síntesis para la d-allulosa

Hasta la fecha, los investigadores han sido capaces de hacerloPreparados preparados de celulosaUtilizando dos métodos: síntesis química y bioconversión.

Política de desarrollo

En el método de síntesis química, la glucosa se utiliza como materia prima, y el molibdato se utiliza como catalizador para obtener d-allulosa cruda a través de catálisis a alta temperatura. El producto crudo se cristaliza enfricon un disolvente orgánico para obtener d-allulosa pura [8]. Senembargo, el método de síntesis química no es el principal método paraPreparación industrial de d-celulosaDebido a la compleja purificación de productos intermedios y a la grave contaminación ambiental.

1.2.2 método de bioconversión

La bioconversión se refiere al uso de enzimas biológicas para catalizar la producción de productos objetivo a partir de sustr. La d-fructosa puede serConvertida a d-allulosa bajo la catálisis de la D-psicose 3-epimerasa (dpeasa) [9]. En 1990, Izumori etAl.[10]descubrieron una cepa de bacterias, Alcaligenes sp. 701B, que podría convertir D-talitol a ácido alo-gulónico D. Este fue el primer reporte de la biotransformación del ácido d-alo-gulónico. Zhang Longtao etAl.[11]examinaron una cepa de Rhodobacter sphaeroides (SK011) que puede convertir la d-fructosa en d-allosa, con un rendimiento de 6,54%. Este es el primer reporte en China de una cepa con la función de convertir d-fructosa a d-allulosa. Además de Rhodobacter sphaeroides y Agrobacterium tumefaciens, otras cepas como Clostridium cellulolyticum [12], Clostridium bolteae [13], Ruminococcus sp. [14], Clostridium sp. [15]y así sucesivamente también se ha informado que tienen actividad de dpeasa.

Aunque la dpeasa en los microorganismos puede usarse para convertir la d-allulosa, la secreción y actividad de la dpeasa en los microorganismos naturales es mucho menor de lo esperado, y no puede usarse en la producción industrial a gran escala. Por lo tanto, la construcción de cepas de ingeniería es de gran importancia para el estudio de las características de DPEase y aplicaciones industriales. En la actualidad, genes de dpeasa de diferentes fuentes han sido clonados y expresados en sistemas de expresión como Escherichia coli [16], levadura [17]y Bacillus subtilis [18]. La biotransformación ha reemplazado gradualmente la síntesis química como el principal método paraSíntesis de D-allulose en el país y en el extranjeroDebido a la especificidad de la reacción, la simplicidad de purificación del producto y la falta de contaminación.

2 funciones fisiológicas principales de la d-allulosa

Función hipoglic

La Diabetes es un término general para los trastornos metabólicos heterogé, caracterizados por glucosa sanguínea elevada [19]. Estudios han encontrado que la administración a largo plazo de d-allulosa puede inducir la transferencia de glucoquinasa desde el núcleo al citoplasma de las células del hígado, mantener la tolerancia a la glucosa y la sensibilidad a la insulina en ratas, y por lo tanto mantener los niveles de glucosa en sangre [20].La d-alulosa también puede promover la liberación del péptido 1 similar al glucag(GLP-1)En ratones experimentales, activar la señal aferente del nervio vagal, reducir la ingesta de alimentos y aumentar la mice's tolerancia a la glucosa [21]. Además, cuando las ratas alimentadas con d-allulosa se mantuvieron por hasta 60 semanas, se encontró que el marcador inflamatorio hemoglobina glicada en las ratas se redujo significativamente [22], lo que también indica que la d-allulosa puede prevenir el desarrollo de diabetes tipo 2 al controlar la hiperglucemia postprandial.

Combinado con otros informes de la literatura, el efecto hipoglicdeLa d-allulosa se manifiesta principalmente en la reducción de la actividad de las enzimas lipogénicas del hígado[23]y aumentando la actividad de la lipasa oxid[24]. Esto muestra que el efecto hipoglicde de la d-allulosa puede hacer un nuevo tipo de medicamento hipoglicque puede ser ampliamente utilizado.

2.2 función reducde grasa

Al estudiar el efecto anti-obesidad de la d-allulosa en ratas adultas alimentadas con una dieta alta en sacarosa, se encontró que% de d-celulosaNo pudo controlar los niveles de glucosa en sangre en ayunas, pero inhibió significativamente la acumulación de grasa abdominal y el aumento del peso corporal en ratas [25]. En comparación con el grupo control alimentado con la misma dosis de sacarosa, la suplementación con D-allulose puede reducir significativamente el aumento de peso corporal y la grasa abdominal en ratas senefectos secundarios [26]. Además, la suplementación de la dieta de ratones con deficiencia de leptina con D-allulose reduce significativamente el peso corporal y el peso del hígado. Según la histología hepática, la d-allulosa también mejoró la esteatosis hepática, sugiriendo que la d-allululosa puede tener un efecto beneficioso sobre las enfermedades relacionadas con la obesidad [27].

elMecanismo por el cual participa la celulosaEn el metabolismo de los lípidos aún no está claro. Moon et al. [28]especulan que la d-allulosa puede inhibir la diferenciación de los preadipocitos y la acumulación de lípidos al regular los factores de transcripción adipogé. elDiscovery deD-allulose& (en inglés)#La función reducde grasa 39;s indica su potencial aplicación en el desarrollo de productos funcionales para la pérdida de peso.

2,3 función antiaterosclerótica

Estudios han encontrado que el colesterol de lipteína de alta densidad (HDL-C) está directamente relacionado con el riesgo de aterosclerosis. La d-allulosa puede mejorar la captación de HDL-C por el hígado al aumentar la expresión del receptor scavenger clase B tipo I, reduciendo así los niveles de HDL-C y previniel desarrollo de aterosclerosis [29]. Un estudio del efecto deD-allulose on monocyte chemoattractant protein-1 (en inglés)(MCP-1) en células endotelide vena umbilical humana se encontró que la d-allulosa puede lograr un efecto anti-ateroscleral inhibir la expresión de MCP-1 [30]. The Discovery of D-allulose& (en inglés)#39;s la función antiaterosclerótica proporciona una opción para la investigación posterior de fármacos en la investigación de enfermedades ateroscleróticas.

2.4 función antioxidante

Algunos estudios lo han demostradoLa d-allulosa tiene especies reactivas de oxígeno más fuertes(ROS) actividad carroñera que otros azúcares raros [31]. Estudios han encontrado que la d-allulosa en concentraciones de 2% y 4% puede eliminar las especies reactivas de oxígeno (ROS) producidas por ratones después de la administración oral de di(2-etilhexilo) ftalato, e inhibir la producción de ROS y malondialdehído (MDA) en los testículos de los machos de ratas Sprague-Dawley, previniendo así el daño testicular [32]. Debido a sus buenas propiedades antioxidantes, la d-allulosa es ampliamente utilizada en productos de salud, cosméticos y otros campos.

2.5 función neuroprotectora

La d-alulosa puede retrasar la apoptosis inducida por 6-hidroxidopamina (6-OHDA). Estudios han encontrado que una cierta concentración de d-allulosa puede ralentisignificativamente la apoptosis de los tumores de células cromafines en ratas. Cuando las células son co-cultivadas con d-allulosa y 6-OHDA durante 24 horas, el contenido de glutatión intracaumenta significativamente, lo que indica que la d-allulosa puede desempeñar un papel importante en las enfermedades neurodegenerativas del sistema nervioso central mediante la regulación de la concentración de glutatión intrac[3 3]. Esto indica que la d-allulosa tiene potencial para el tratamiento de enfermedades degenerativas del sistema nervioso y proporciona apoyo para el desarrollo posterior de fármacos relacionados.

2.6 función antiinflamatoria

La celulosa también puede interactuar con ciertos microorganismos intestinalesReducir la inflamación mediante la regulación negativa de la expresión de genes en múltiples tejidos y el aumento de la composición de Lactobacillus y Enterococcus en la microbiota intestinal [34]. En ratas con diabetes tipo II espontánea, la suplementación con d-allulosa, con o sin agua potable que contenía 3% de d-allulosa, durante 13 semanas disminuyó significativamente el aumento de los niveles de glucosa en sangre y la expansión mesangiprogresiva del glomérulo [35]. Por lo tanto, la d-allulosa puede usarse como un agente antiinflamatorio, y tiene un valor médico potencial en la prevención y tratamiento de varias enfermedades.

En resumen, un gran número de experimentos con modelos animales lo han demostradoLa d-allulosa tiene un efecto significativo en la reducción de la glucosa sanguínea postprandialAunque se han realizado menos estudios sobre sus funciones antiinflamatorias y neuroprotectoras.

3 aplicaciones principales de la d-allulosa

En la actualidad, la investigación sobre elAplicación de d-celulosaSe centra principalmente en los campos de la alimentación y la medicina.

3.1 alimentos

La d-allulosa es más popular que la sacarosaDebido a sus funciones especiales y beneficios para la salud. Por ejemplo, la d-allulosa puede mejorar la capacidad de retención de agua de los alimentos. La ingesta de geles de soja añadide d-allulopuede retrasar el vacigástrico y así prolongar la sensación de saci[36]. La adición de d-allulosa a los productos horneados a base de harina de cereales puede mantenerlos blandos y húmedos, y darles una buena sensación de fusión en la boca [37]. Al mismo tiempo, la d-allulosa puede reaccionar con las proteínas en los alimentos para producir una reacción de Maillard y producir un sabor agradable [38].

En el campo de los alimentos funcionales,La d-allulosa puede dar a los alimentos o bebidas propiedades prebióticas. La d-allulosa también se puede combinar con otros prebióticos o probióticos para aumentar sus efectos antioxidantes. La d-allulosa fue sintetizbioquímicamente a partir de D-glucosa y d-fructosa en concentrado de jugo de dátil rojo, y un jugo de dátil rojo funcional que contenía d-allulosa fue desarrollado [39].

The La mayor ventaja de la d-allulosa en la industria alimentaria es que es muy similar a la sacarosaEn términos de propiedades y funciones, al mismo tiempo que tiene muchas funciones fisiológicas que la sacarosa no tiene, por lo que es el mejor sustituto del azúcar en comparación con otros edulcorantes. La d-allulosa, como nuevo tipo de edulcorante, desempeñará sin duda un papel importante en la industria alimentaria.

3.2 campo médico

Estudios han encontrado queLa d-allulosa y el metronidazol tienen ciertas interacciones, lo que puede mejorar significativamente el efecto de la droga de metronidazol. El uso de d-allulosa junto con metronidazol puede reducir la dosis del fármaco y prevenir el desarrollo de resistencia a fármacos en tricomonas [40]. La d-allulosa también puede ser utilizada como potencial antihelmín, que puede inhibir específicamente la motilidad, el crecimiento y la madurez reproductiva, e interferir con la expresión metabólica de nemato[41]. Se encontró que la administración Oral e intravenosa de d-allulosa a ratas Wistar resultaba en una rápida transferencia a la sangre o a la orina, lo que indica que la d-allulosa es bien absorbida por las ratas, eliminada rápidamente después de la administración, y tiene una corta duración de acción, proporcionando valiosos datos farmacocinéticos para un mayor desarrollo farmacológico de d-allulosa [42]. Además, se probaron In vitro azúcares raros (incluida la d-allulosa) utilizando líneas celulares para determinar su efecto sobre la proliferación celular. Se encontró que la d-allulosa puede inhibir la proliferación de células cancerosas, lo que indica que la d-allulosa se puede convertir en un medicamento coadyuvcontra el cáncer en el futuro [43].

En la actualidad, todavía hay relativamente poca investigación sobreD-allulose in elMedical field (en inglés)Y la mayor parte se basa en experimentos in vitro o con animales. Aún se necesitan más experimentos clínicos para estudiar sus funciones fisiológicas y posibles efectos tóxicos.

3.3 otros campos

Además de su uso en los campos de la alimentación y la medicina,La d-allulosa también puede utilizarse como material impermeable,Películas de transmisión de luz [44]para mejorar la compatibilidad de los productos con el medio ambiente. Además, la d-allulosa también puede ser utilizada como un precursor para sintetizar d-allosa y d-tagatosa [45]. Además, debido a que la d-allulosa tiene la función de reducir el azúcar en la sangre, también se puede utilizar como un único regulador metabólico de las grasas y el metabolismo de la glucosa [46]para mejorar el metabolismo de los carbohidratos. Con la popularidad de la d-allulosa, también se utilizará en varios nuevos productos.

4 conclusión

La d-allululosa es un edulcornatural reconocido de cuarta generaciónEs un sustituto ideal de la sacarosa y actualmente es uno de los edulcorantes más populares en el mundo. En la actualidad, la tecnología de bioconversión para la producción de d-alulosa ha sido ampliamente estudiada, incluyendo la fuente, modificación, preparación y conversión de las enzimas requeridas. Los productos elaborados con d-allulosa como materia prima también incluyen bebidas, productos horneados, productos lácteos, etc. La investigación sobre la d-allulosa en China comenzó relativamente tarde, y aunque las funciones fisiológicas y las aplicaciones relacionadas no son satisfactorias, la minería de genes y la construcción de células se han desarrollado rápidamente. Hoy en día, con el desarrollo de enfermedades globales como la diabetes y la obesidad, y la investigación en profundidad sobre las funciones fisiológicas y aplicaciones de la d-allulosa, la d-allulosa está destinada a tener un valor de mercado más amplio.

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