¿Qué es Fructo oligosacárido FOS?

El fructooligosacárido (FOS, también conocido como oligosacárido de sucralosa, oligofructosa o trisacárido oligosacárido de sucralosa), con la fórmula molecular GFn (n es 2-5, G es glucosa, y F es fructosa), es un término general para carbohidratos como el trisacárido de sucralosa (GF2), tetrasacárido de sucralosa (GF3), pentasacárido de sucralosa (GF4), y hexasacárido de sucralosa (GF5), Los cuales están compuestos de sacarosa y 1-4 unidades de fructosa Unidas a las unidades de fructosa en sacarosa vía enlaces glicosídicos − 1,2. Calcular el azúcar de oligofructosa (GF2), la tetrosa de fructosa de sacarosa (GF3), la pentosa de frucde de sacarosa (GF4) y los carbohidratos de hexosa de frucde de sacarosa (GF5).

Al calcular el contenido total de oligofructosa, el contenido de hexosa de sacarosa y fructosa (GF5) no debe exceder el 5% del contenido total de FOS, y el exceso no se tiene en cuenta [1,2]. Los fructooligosacáridos se encuentran en cerca de 36.000 especies de plantas, como plátanos, ajo, cebol, cebada, trigo y Malta. Entre los muchos oligosacáridos funcionales, los fructooligosacárison los únicos que tienen las propiedades fisiológicas duales de un fuerte factor bifidus y fibra dietsoluble en agua. En 2010, el Ministerio de salud aprobó los fructooligosacáridos en polvo de alta pureza como suplemento nutricional, que tiene amplias perspectivas de aplicación en la industria alimentaria. Este artículo revisa las propiedades físicas y químicas, los métodos de preparación, los métodos de purificación, los métodos de ensayo y las actividades biológicas de los fructooligosacáridos en los últimos años. Como fortinutricional, que tiene amplias perspectivas de aplicación en el sector alimentario. Este documento proporciona una revisión de las propiedades fisicoquímicas, los métodos de preparación, los métodos de purificación, los métodos de ensayo y las actividades biológicas de los fructooligosacáridos en los últimos años.

1 propiedades fisicoquímicas de los fructooligosacáridos

La dulzura de los componentes individuales de fructooligosacáridos es menor que la de la sacarosa, por lo que la dulzura del producto disminuye a medida que aumenta el contenido de componentes de fructooligosacáridos. La dulzura del jarabe de fructooligosacárido tipo G (pureza 50%-65%) y P (pureza 90% o más) es 0,6 y 0,3 veces la de una solución de sacarosa 100Bx, respectivamente. Es más fresco que la sacarosa, con un puro, sin ningún regusto. Los fructooligosacáridos no son digeridos en el cuerpo, no producen calorías, y tienen sólo 1/4 del valor calórico de la sacarosa.

La viscode los fructooligosacáridos es similar a la de la isomaltosa en el rango de 0-70 °C, pero disminuye con el aumento de la temperatura. Cuando el pH del ambiente es neutro, los fructooligosacáridos son muy estables a 120 °C. Sin embargo, en condiciones ácidas (pH = 3), son fácilmente descompuestos a temperaturas superiores a 60 °C, y su estabilidad se reduce significativamente. La actividad hídrica de los fructooligosacáridos de tipo g está entre la de sorbitol y sacarosa, mientras que la de los fructooligosacáridos de tipo p es ligeramente superior a la de la sacarosa. Los fructooligosacáridos tienen mejores propiedades de absorción de humedad que la maltosa y son similares al sorbitol. Los fructooligosacáridos también tienen las ventajas de buena solubilidad, no reducción, no coloración, propiedades excipientes, resistencia alcalina y propiedades anti-envejecimiento [3].

2 métodos de preparación para fructooligosacáridos

El proceso de producción deLos fructooligosacáridos se pueden dividir en dos categoríasSegún las diferentes materias primas, a saber, el método enzimde sacarosa y el método de extracción de alcachofa de Jerusalén y achicoria [1]. El primero obtiene el tipo de fructosa fructosa oligofructosa, mientras que el segundo obtiene el tipo fructosa-fructosa oligofructosa. En los primeros días, la oligofructosa se prepardirectamente utilizando Aspergillus oryzae y otras bacterias como catalizadores (las bacterias contienen una pequeña cantidad de inulinasa). Sin embargo, debido a factores como la composición compleja del sistema enzimático bacteriano y el bajo contenido de inulinasa, que hizo que el producto fuera impuro, este método ha sido eliminado.

Wang Peng [4] utilizó una combinación de fructosiltransferasa inmovilizy enzimas inmovilizisomerasa de glucosa en una reacción paso a paso y en tándem, suplementcon sacarosa, para preparar fructooligosacáridos. Los resultados mostraron que los fructooligosacáridos con un contenido de fructooligosacárido de aproximadamente 62% se preparmediante la adición de sacarosa. La razón es que la adición de una cierta cantidad de sacarosa ala solución de azúcar rompe el equilibrio de conversión original de la reacción, y después de un período de tiempo, se establece un nuevo equilibrio, lo que mejora la tasa de conversión del producto.

Zou Jie et al. [5] utilizaron ingeniería genética para clonar el gen inulinasa de Saccharomyces cerevisiae y lograr su expresión eficiente en Pichia pastoris. Los resultados mostraron que la actividad inulinasa de la cepa de ingeniería en un fermentde 10L alcanzó 1570 U/mL. El proceso optimipara la preparación de oligofructosa a partir de inulina por esta cepa de ingeniería de inulinasa mostró que en un sistema de reacción de 1 L, bajo las condiciones de pH 5.0, temperatura de reacción 50 °C, 0,2 mmol/L Mg2+ y concentración de inulina 8%, la inulina fue completamente hidrolizada cuando la cantidad de la enzima era de 10 U, y el contenido efectivo de oligofructosa en el hidrolizado era tan alto como 7 2,92%. Además, Mi Yunhong et al. [6] publicaron un método para preparar fructooligosacáridos usando un biorreactor de criba molecular y placa de baf. Este método puede producir productos de fructooligosacáridos que cumplan con varias especificaciones como GB23528-2009 tipo 55, tipo 70, tipo 75, tipo 90 y tipo 95según sea necesario.

3 métodos de purificación de oligofructosa

El principalMétodos de purificación de oligofructosaIncluyen separación de membrana de nanofiltración, separación cromatográfica y separación microbiana. Weng Guihua et al. [7] utilizaron oligofructosa de grado ordinario (50%-55% en masa) como materia prima para estudiar las condiciones de nanofiltración de la oligofructosa. Los resultados mostraron que la pureza de oligofructosa sólo se podía aumentar a alrededor del 85% simplemente mediante el uso de membranas de nanofiltración, y el alto costo de la limpieza de la membrana no era propicio para la producción industrial de oligofructosa. Lin Show-ching et al. [8] mostraron que las resinas de adsormacroporosas tienen un buen efecto sobre la separación. Sin embargo, si los fructooligosacáridos se preparan a partir de plantas como materias primas, deben ser pretratados antes de la separación y purificación adicional debido a su composición compleja. Liu Bin et al. [9] utilizaron una combinación de separación de membrana y resina de adsormacroporosa para obtener fructooligosacáridos con una pureza de más del 95%. Sin embargo, la eficiencia de la purificación de una sola columna de fructooligosacáridos es muy baja, con sólo el 10% del 95% de fructooligosacáridos que se obtienen de un tratamiento de una sola columna.

4 métodos de detección de oligofructosa

4.1. Métodos cualitativos de detección de oligofructosa

Los métodos de detección cualitativa comúnmente utilizados para la oligofructosa incluyen principalmente la cromatode papel y la cromatode capa fina en gel de sílice. Tang Jun et al. [10] compararon tres métodos cualitativos para la separación de oligofructosa mediante cromatode papel. Los resultados mostraron que bajo las condiciones de un sistema cromatográfico de papel usando n-propanol-etil-acetato de agua (7:1:2) como agente desarrollador y 1% − de solución de -naftol en 10% de ácido fosfórico como desarrollador de color, además de glucosa, fructosa, sacarosa, sacarusa-trisacárido, sacarusa-tetrasacárido, y pentasacárido de sacarosa todos aparecen en un color azul claro con manchas claras, y el efecto de separación es bueno.

Chen Jinling et al. [11] establecieron un método de cromatografía de capa delgada para la detección rápida simultánea de siete tipos de fructooligosacáridos en el ajo. Los fructooligosacáridos en ajo se obtuvieron por métodos tales como extracción de agua, precipitación de alcohol, y solubilización de alcohol. El efecto de separación de los diferentes grados de polimerización de los fructooligosacáridos de ajo se analizó mediante cromatode capa fina bajo diferentes condiciones de desarrollo, y se investigaron los efectos de diferentes cantidades de muestra y diferentes longitudes de placas de gel de sísobre el efecto de separación de los fructooligosacáridos de ajo. Los resultados mostraron que una placa de gel de sí10 cm de largo podría detectar rápidamente los componentes del azúcar con grados de polimeride 1 a 7 en el ajo mediante la realización de cuatro desarrollos a temperatura ambiente en el sistema de desarrollo de n-butanol-isopropanol-agua-ácido acético = 7:5:4:2. Las manchas estaban claras y la resolución era adecuada.

4.2 método de detección cuantitativa de oligofructosa

4.2.1 método de cromatografía líquida de alto rendimiento con detector diferencial

Xu Lizhu et al. [12] usaron cromatolíquida de alto rendimiento con una fase móvil de agua acetonitri(75:25) y elugradiente, una columna Luna amino para la separación y un detector de índice de refracción diferencial para determinar el contenido de siete monosacáridos, disacáridos y oligofructosa en la leche en polvo de fórmula después de ultrafiltración y centrifu. Los resultados mostraron que los siete analitos objetivo tenían una buena relación lineal en el rango de 0,15 ~ 10,0 mg/mL, con un coeficiente de correlación mayor que 0,999. Los límites de detección del método estuvieron entre 0,039 y 0,087 g/100 g. Cuando el nivel de adición fue de 0,50 ~ 2,0 g/100 g, la tasa de recuperación fue de entre 81,2 %. La desviación estándar relativa (RSD, n=6) fue de 1,1% ~ 6,2%. Este método es el más comúnmente utilizado para la determinación cuantitativa de oligofructosa, pero tiene las desventajas de un largo tiempo de equilibrio del sistema, incapacidad para realizar la elución de gradiente, baja sensibilidad y dificultad para separar cuando la muestra contiene componentes que interfieren.

4.2.2 cromatolíquida de alto rendimiento - método del detector de dispersión de luz por evapor.

El detector de dispersión de luz evaporativa (ELSD) supera las deficiencias del detector de índice de refracción diferencial (RID) en el análisis de muestras no volátiles. Tiene una alta sensibilidad y puede ser utilizado para la eludel gradiente [13,14]. Zhang Yuanyuan et al. [15] usaron un detector de dispersión de luz de cromatografía líquida de alto rendimiento para determinar el contenido de oligofructosa en diferentes tipos de alimentos bajo las mismas condiciones cromatográficas. Los resultados mostraron que bajo estas condiciones, los componentes de fructooligosacáridos en los alimentos pueden ser efectivamente separados. Los rangde detección de triosa de sacarosa, tetrosa de sacarosa y pentaosa de sacarosa fueron de 0,67 mg/mL a 14,0 mg/mL, y los coeficientes de correlación lineal fueron superiores al 99,95%. Las tasas de recuperación de los tres componentes fructooligosacáridos en diferentes tipos de muestras de alimentos variaron de 95.20% a 100.15%. Este método es altamente sensible, preciso y rápido, y es adecuado para la determinación del contenido de fructooligosacárido en los alimentos.

4.2.3 cromatolíquica-espectrode masas de alto rendimiento

Liu Yun et al. [16] establecieron un método para la determinación de oligofructosa en leche en polvo mediante cromatolíquida de alto rendimiento (cromatocuadrupolar /electrostatic field orbitrap) de espectrometría de masas de alta resolución para muestras de leche en polvo y harina de arroz con matrices complejas. El proceso de pretratamiento de la muestra es simple, solo requiere precipitación de proteínas, y la interferencia de la matriz puede ser eliminada seleccionando iones secundarios. El tiempo de análisis es corto, y los resultados de medición son precisos y fiables, por lo que es adecuado para la determinación de un alto rendimiento de cualquier leche en polvo. Además, Zheng Jie et al. [17] usaron cromatolíquida de alto rendimiento y espectrode masa con trampa de iones de ionipor electropulveripara determinar el contenido de sacarosa en sacarosa. Los resultados mostraron que la sacarosa tenía una buena relación lineal en el rango de 0.013105~0.20968 mg/mL, con r=0.9992. Las tasas de recuperación de las muestras de punbaja, media y alta fueron de 96. 9 %, 99,8 % y 96,7 %, respectivamente, y las desviaciones estándar relativas fueron 1,7 %, 1,7 % y 1,4 %, respectivamente. El método es altamente sensible y tiene buena precisión y precisión.

4.2.4 cromatode intercambio de aniones de alto rendimiento 4.2.4 método del detector amperométrico pulsado

La cromatoiónica (IC) es una nueva técnica de cromatolíquida desarrollada sobre la base de la cromatode intercambio iónico. Debido a su alta sensibilidad, rápida velocidad de análisis y simple pretratamiento de la muestra, el alto rendimiento de la cromatografía de aniones con detector amperométrico pulsado (HPAEC-PAD) se ha utilizado cada vez más en la detección de azúcar en los últimos años [18,19]. Wei Yuan'an et al. [19] estableció un método analítico para los fructooligosacáridos usando cromatode intercambio de aniones de alto rendimiento con una columna Car- boPac PA20 y un detector amperométrico pulsando. Además de separar e identificar las fracciones de fructooligosacáridos con diferentes grados de polimeri, el método también puede separar e identificar las fracciones de oligosacáridos de tipo sacarosa y fructofur, así como isómeros de oligosacáride de sacarosa, y por lo tanto inferir la fuente de fructooligosacáridos. No sólo puede cumplir con los requisitos analíticos para la producción de materias primas de fructooligosacáridos, pero también es adecuado para el análisis de alimentos funcionales como la leche en polvo y polvo de proteínas que contienen fructooligosacáridos. Para muestras con mayor interferencia de la matriz, el efecto de los componentes que interfieren puede ser eliminado ajustel programa del gradiente de elución.

5    La actividad biológica de los fructooligosacáridos

5.1   Regular el equilibrio de la microecología gastrointestinal

El ecosistema gastrointestinal es el microecosistema más grande en el cuerpo humano, que contiene la mayor reserva de bacterias y una piscina de endotoxinas. Las bacterias intestinales beneficiy las enzimas activas son los dos principales defensores del tracto gastrointestinal. Estas bacterias beneficiosas y enzimas activas forman una barrera biológica protectora en el cuerpo - la "membrana bacteri-corporal" - que aíslos los excrementos del tracto digestivo y evita la absorción de bacterias nocivas y toxinas. Sin el efecto barrera de la "membrana bacterio-corporal", las bacterias dañinas pueden entrar en el tracto digestivo en solo 10 minutos, destruyendo el equilibrio ecológico del tracto gastrointestinal. Los fructooligosacáridos no pueden ser descompuestos por varias enzimas digestivas, por lo que no pueden ser absorbidos después de pasar a través del estómago y el intestino delgado, y entrar en el intestino grueso casi no afectado.

Los estudios han demostrado que los fructooligosacáridos pueden promover el crecimiento de bacterias beneficitales como Lactobacillus y Bifidobacterium en el intestino. Estos tipos de bacterias pueden inhibir el crecimiento y la reproducción de bacterias patógenas, mantener el equilibrio microecológico intestinal, fortalecer la peristalsis intestinal y prevenir el estreñimiento. Esto se debe principalmente a que las bacterias del ácido lácy las bifidobacterias metabolizoligofructosa para producir ácidos grasos de cadena corta (agci), principalmente ácido acético, ácido propiónico y ácido butírico, que mantienen el ambiente ácido del intestino e inhiel crecimiento de bacterias dañinas. El ácido acético entra en la circulación periférica y es metabolizado por los tejidos periféricos, los cuales pueden aumentar el flujo sanguíneo colónico, mejorar la motilidad ileal y reducir el riesgo de disfunción gastrointestinal [20-24].

5.2 mejora la actividad inmune

Los fructooligosacáridos regulan el equilibrio de la microecología intestinal mediante la promoción de la proliferación de bifidobacterias, inducir la actividad inmune del sistema linfáde la mucosa intestinal, y activar la inmunidad humoral y la inmunidad celular en una variedad de formas, regulando el cuerpo 's función inmune local o en conjunto [25]. Wang Jiaqi et al. [26] estimularon las células mononucleares normales de sangre periférica humana (CMSP) con concentraciones diferentes de una mezcla de aislado de proteína de soja y fructooligosacáridos, y midieron la proliferación de linfocitos, la secreción de citocinas, la diferenciación de células B y la producción de anticuerpos.

Los resultados mostraron que el efecto combinado del aislado de proteína de soja y los fructooligosacáridos puede mejorar el organismo#39;s las funciones inmunes celular y humoral in vitro, y que las dos funciones inmunes muestran diferentes patrones de cambio bajo la acción combinada de mezclas a diferentes concentraciones, lo que sugiere que los fructooligosacáridos tienen diferentes efectos reguladores sobre las funciones inmuncelular y humoral. Diferentes patrones de cambio, lo que sugiere que la oligofructosa tiene diferentes efectos reguladores sobre las funciones inmuninmuncelulares y humorales. Este efecto regulador no solo se refleja en el cambio en el número de linfocitos, sino también en el efecto sobre la función celular.

Li Guangzhou [27] llevó a cabo un estudio controlado en 60 estudiantes universitarios de levantamiento de pesas mediante la administración oral de solución de oligofructosa. Los resultados mostraron que el peso corporal y el índice de masa corporal de los atletas del grupo de observación fueron significativamente mayores que los de los atletas del grupo control (P < 0.05), y el número de glóbulos blancos, linfocitos, monocitos y neutrófilos detectados por citometría de flujo fue mayor que el de los atletas del grupo control (P < 0.05), mientras que la subclasificación de linfocitos T fue mejor que la de los atletas del grupo control (P < 0.05). El análisis de la cantidad de inmunoglobulinas en la sangre mostró que los niveles de IgA,Ig G e Ig M en la sangre de los atletas del grupo de observación fueron significativamente mayores que los del grupo de control (P < 0,05). Esto demuestra aún más que la oligofructosa tiene la actividad de mejorar el cuerpo's inmunidad.

5.3 actividad antitumoral

El cáncer colorrectal es un problema mundial, y el número de muertes por cáncer colorrectal es solo superado por el de enfermedades cardíacas en la base de datos de la organización mundial de la salud. Existe una estrecha relación entre el microbioma humano y la incidencia de cáncer colorrectal. Los fructooligosacáridos proliferan específicamente bacterias beneficiy son los únicos prebióticos que pueden proliferclostridium butyricum. El principal metabolito de Clostridium butyricum es el ácido butírico, que tiene un efecto nutricional sobre las células del epiteliintestinal grueso. El ácido butírico no solo es el principal sustrato de energía para las células del colon, sino que también ayuda a nutrilas células inmunes. También tiene un fuerte efecto en la inhibición de la proliferación celular y la diferenciación, la regulación de la apoptosis, que afecta a la expresión de protooncogenes, y la inhibición del crecimiento de células tumorales. Los focos de cripta atípicos (FCA) se reconocen como una lesión precancerde cáncer de colon [28- 30]. Chen Erzhen et al. [31] encontraron que la concentración de ácido butírico en el contenido del colon de ratas experimentales se correlacionó significativamente negativamente con el número total de ACF en su colon, es decir, a medida que la concentración de ácido butírico en el contenido del colon aument, el número de ACF disminuyó gradualmente, lo que indica que la oligofructosa tiene un cierto efecto inhibitorio sobre la formación de ACF en el colon de ratas tratadas con carcinógenos.

Actividad hipoglic

La tolerancia a la glucosa deterior(IGT) representa un estado metabólico intermedio entre la homeostasis normal de la glucosa y la hiperglucemia de la diabetes. Es una etapa importante en la progresión natural de la diabetes, y la resistencia a la insulina (ri) y los defectos en la función secretora de las células pancreβ ya son evidentes en esta etapa, lo que conduce a una incidencia significativamente mayor de diabetes. Los estudios han demostrado que los fructooligosacáridos pueden retrasar la absorción dela glucosa sanguínea postprandial y pueden mejorar la tolerancia a la glucosa deteriorhasta cierto punto, previniendo así la progresión dela tolerancia a la glucosa deteriora la diabetes [32,33]. Zeng Yuan [34] encontró que la terapia de nutrición médica para pacientes diabéticos puede mejorar el metabolismo de la glucosa y los lípidos, corregir la hiperglucemia y ayudar a controlar la afección. El modelo de intervención de la terapia de nutrición médica continua con supervisión mejorada es más eficaz en el control de la glucemia en los pacientes. Los pacientes diabéticos pueden mejorar eficazmente el metabolismo de la glucosa y los lípidos, reducir la glucosa en sangre, y mejorar la sensibilidad a la insulina mediante la combinación de la suplementación de oligofructosa con la terapia de nutrición médica regular.

5,5 otros

5.5.1 disminución de los lípidos en sangre

Meng Linmin et al. [35] observaron el efecto de la oligofructosa en los triglicériy el colesterol en la sangre en ratones. Los resultados mostraron que después de los ratones fueron administrados por vía oral oligofructosa durante 14 días, sus niveles séricos de triglicéridos y colesterol mostraron una tendencia a la baja. Liu Guohong et al. [36] encontraron que la oligofructosa tiene una cierta capacidad de adsorción para la manteca de cerdo, aceite de cacahuete y colesterol bajo diferentes condiciones de pH, y la capacidad de adsores más fuerte a pH 3,0 y pH 7,0, lo que indica que la oligofructosa puede reducir la absorción de lípidos tanto en el estómago y los intestinos y tiene un cierto efecto de la disminución de los lípidos en la sangre.

5.5.2 promueve la absorción mineral

Sun Yawen et al. [37] encontraron que los fructooligosacáridos tienen un efecto significativo en las tasas de absorción aparentes de calcio, magnesio y hierro, y no tienen efecto en la tasa de absorción aparente de zinc. La dosis tiene un efecto significativo sobre la tasa de absorción aparente de magnesio, pero no tiene efecto sobre las tasas de absorción aparentes de calcio y hierro. Los fructooligosacáridos también pueden aumentar la tasa de absorción aparente de minerales, mientras que el alivio del efecto inhibitdel ácido fítico en los minerales. Esto puede ser debido al hecho de que la oligofructosa es metabolizada por microorganismos como Lactobacillus y Bifidobacterium en el intestino grueso para producir ácidos grasos de cadena corta, que reducen el ph intestinal. Además, los ácidos grasos de cadena corta (especialmente el ácido butírico) también pueden estimular el crecimiento de las células conjuntivales, mejorando así la mucosa intestinal#39;s capacidad para absorber minerales [38].

5.5.3 prevención de caries

La teoría aceptada actualmente de la etiología de la caries dental es la teoría de los cuatro factores, que incluye principalmente la bacteria, el ambiente oral, el huésped y el tiempo. Streptococcus mutans es el principal patógeno de la caries dental. Estudios han demostrado que los fructooligosacáridos no pueden ser utilizados por Streptococcus mutans para producir glucan insoluble, que proporciona un lugar para que los microorganismos orales se deposi, produzcan ácido y erosionen (sartar), por lo que puede prevenir caries [39].

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