¿Qué es isomaltooligosacárido?

Isomaltooligosacárido, también conocido como oligosacárido ramiy oligosacáridos vinculados anómalas, es un tipo de oligosacárido con enlaces irregulares. Los isomaltooligosacáridos son los oligosacáridos más populares en el mercado hoy en día. Consisten en isomaltosa, panosa, isomaltotriosa, oligosacáridos con cuatro o más azúcares, y glucosa.

isomaltooligosacáridosFueron desarrollados con éxito por Japan's Hayashibara Company en 1982, pero Showa Sangyo fue el primero en traerlos al mercado en 1985. En 1990, Japan's la producción de isomaltooligosacáridos alcanzó las 8.000 toneladas, y en 1991 superó las 10.000 toneladas, en 1995 alcanzó las 11.000 toneladas, y en 1997 había alcanzado más de 15.000 toneladas. Sus productos incluyen sólidos, 50% líquido (IMO-500), 90% líquido (IMO-900) y 90% polvo (IMO-900).

China tiene una larga historia de producción de azúcar de almidón, pero la producción de oligosacáridos sólo comenzó en la década de 1990. La producción Industrial comenzó en Wuxi en 1995, y en 1998 la producción había alcanzado cerca de 10.000 toneladas. Actualmente, hay más de 10 fabricantes de una cierta escala en el país, con una capacidad de producción total de 50.000 toneladas. Los oligosacáridos han sido incluidos en el "noveno Plan quinquenal" del programa de investigación científica y tecnológica. Después de ensayos fisiológicos, bioquímicos y clínicos, el Instituto de supervisión e inspección de alimentos del Ministerio de salud aprobó isomalto-oligosacáridos como un alimento saludable con efectos de proliferación de bifidobacterias para su liberación en el mercado.

1. Las funciones fisiológicas de isomalto-oligosacáridos

Los isomalto-oligosacáridos se han convertido en un tema candente debido a sus funciones fisiológicas especiales. En primer lugar, los isomalto-oligosacáridos tienen un efecto especial de promoción de la salud en el tracto gastrointestinal, y son cada vez más favorecidos por la industria alimentaria. Son un promotor de crecimiento para las bifidobacterias, un grupo de bacterias beneficien el intestino humano. Después de ser ingeripor el cuerpo, los isomalto-oligosacáridos no son digeriy absorbidos por el estómago y el intestino delgado, digeriy absor, sino que en su lugar van directamente al intestino grueso, donde son utilizados por primera vez por las bifidobacterias. Otras bacterias dañinas en el intestino no pueden usarlos, lo que ayuda a las bifidobacterias a multiplic, inhibiendo así la formación de bacterias dañinas y sustancias putrefacen en el intestino, lo que es beneficioso para la mejora de la flora intestinal y promueve el ajuste de la microecología intestinal a un ciclo virtuoso.

Los isomaltooligosacáridos son azúcares no fermentque no son usados por Streptococcus mutans (Streptococcus mutante) y no son descompuestos por enzimas orales. Por lo tanto, tienen un efecto protector sobre los dientes. Cuando se combina con sacarosa, los isomalto-oligosacáridos inhifuertemente la síntesis de glucan insoluble, evitando así la formación de placa dental y la desmineralización del esmalte en la superficie del diente.

Los isomalto-oligosacáridos no son hidrolizados por enzimas salivales humanas o enzimas digestivas en el intestino delgado. Después de la ingestión, no aumentan los niveles de glucosa en la sangre ni los niveles de insulina en la sangre, por lo que los isomalto-oligosacáridos pueden prevenir la obesidad y se pueden utilizar como edulcorpara la salud de los diabéticos.

Después de que el cuerpo humano ingioligosacári, el colesterol total, los triglicéri, los ácidos grasos libres, el azúcar en la sangre y la presión arterial disminuyen, mientras que la misma ingesta de sacarosa aumenta. A largo plazoConsumo de isomalto-oligosacáridosPuede reducir la incidencia de enfermedades cardiovasculares y tiene el efecto de reducir la incidencia de enfermedades cardiovasculares.

2 propiedades de isomalto-oligosacáridos

Isomalto-oligosacáridos tienen las siguientes propiedades beneficibeneficide procesamiento de alimentos.

2.1 dulzor

IMO-500 (50% isomaltosa) tiene un dulzor de 52, y IMO-900 (89% a 90% isomaltosa) tiene un dulzor de 42. La isomaltulosa con un bajo dulzor puede reemplazar parte de la sacarosa para reducir el dulzor del alimento y mejorar el sabor.

2.2 viscosidad

La viscodel jarabe de isomalta es similar a la de una solución de sacarosa de la misma concentración, y no tiene ningún efecto adverso en la estructura y propiedades físicas de alimentos como dulces y pasteles.

2.3 resistencia al calor y resistencia al ácido

Isomalt tiene una excelente resistencia al calor y al ácido. Un jarabe de concentración de 50% no se descomponcuando se calienta A pH 3 y 120°C durante mucho tiempo.

2.4 retención de humedad y prevención del envejecimiento del almidón

Isomaltooligosacáridos tienen un buen efecto en la hidratación y el mantenimiento de la calidad de varios alimentos. Pueden inhibir la cristalización de la sacarosa y la glucosa. La adición de jarabe de isomaltooligosacárido también puede prevenir el envejecimiento del almidón y extender la vida útil de los alimentos.

2.5 propiedades de coloración

Las moléculas de azúcar en los extremos de los oligosacáricontienen grupos reduc, y cuando se calientan con proteínas o aminoácidos, se produce una reacción de Maillard y se produce un oscurecimiento. El grado de coloración está relacionado con la concentración de azúcar, y también está relacionado con el tipo de proteína o aminoácido que se calienta, el valor de pH, la temperatura de calentamiento, y la duración de tiempo.

2.6 actividad hídrica

Cuando la concentración es de 75% y la temperatura es de 25°C, la actividad de agua de la isomaltulosa es de 0,75, que es bastante similar a la de la sacarosa.

2.7 depresión del punto de congelación

La depresión del punto de congelación de la isomaltulosa es similar a la de la sacarosa, y la temperatura de congelación es mayor que la de la fructosa.

2.8 fermentabilidad

Isomalto-oligosacáridos no son utilizados por las bacterias de levadura y ácido lác. No son utilizados por las bacterias de levadura y ácido lácen en el pan y la leche ferment, pero permanecen en el alimento para ejercer sus diversas funciones fisiológicas y características. Al mismo tiempo, pueden promover el desarrollo de bifidobacterias en la leche fermentada.

2,9 contra la caries

Los isomalto-oligosacáridos no son fácilmente fermentados por la bacteria causde caries dental Streptococcus mutans, por lo que producen menos ácido y no corroen fácilmente los dientes. Cuando se usan junto con sacarosa, también pueden prevenir que la sacarosa sea actuada por Streptococcus mutans para producir glucan de alto peso molecular insoluble en agua, inhibiendo la cariogenide la sacarosa.

2.10 seguridad

La dosis máxima sin efecto de isomaltulosa es de 2 g/kg de peso corporal, y la toxicidad oral aguda de las ratas es de LD50 44 g/kg (peso corporal) o más. Comparado con la sacarosa 29,8 g/kg (peso corporal) y la maltosa 26,7 g/kg (peso corporal), es más seguro. Cuando este azúcar en polvo se añadía al agua potable y las ratas lo consumían libremente durante un período de un año, la ingestión diaria en las pruebas de alimentación a largo plazo fue de 2,7-5,0 g/kg (peso corporal). Los resultados de la autopsia y los análisis de sangre no mostraron anomalías. El ensayo de mutación inversa bacteriana y el ensayo de mutación cromosómica de células cultivadas no mostraron mutagenicidad.

3 proceso de producción de isomalto-oligosacáridos

Hay dos rutas de producción completamente diferentes para el proceso de sacarificación para la producción de isomaltulosa. Se usa maltosa y maltulosa como sustr, y la acción de la glucosiltransferasa produce isomaltosa, panosa, isomaltotriosa, isomaltotetra, etc., Unidos por enlaces glicosídicos − -1.6. La mayoría de los productos se producen ahora usando este proceso. Otro método utiliza la glucosa como sustry la acción de la glucosiltransferasa para producir también isomaltooligosacáridos con enlaces glicosídicos − -1.6, pero el contenido de isomaltosa no es alto y las condiciones de control son estrictas.

La primera ruta de proceso para la producción de isomaltooligosacáridos por lo general utiliza almidón como materia prima y consta de dos pasos principales. El primer paso es utilizar − -amilasa para hidrolizar el almidón para obtener jarabe de maltosa; El segundo paso es usar − -glucosidasa y − -amilasa para producir isomaltosa mediante una combinación de transferencia de glucosil. El proceso posterior involucra filtración convencional, decoloración, desalinización, concentración y secado. La clave de este método de producción de isomalto-oligosacárise encuentra en los siguientes aspectos.

licuefacción

3.1.1 para garantizar una licuefacción uniforme y un bajo valor en en, el proceso DE licuefacción tradicional debe ser sustituido por un proceso DE licuefacción DE chorro DE vapor continuo. Este proceso tiene varias ventajas en la producción industrial: (1) floculación efectiva de proteínas; (2) no producción de partículas de almidón insolubles; (3) no envejecimiento del almidón; (4) el líquido licuado es uniforme y profundo, claro y transparente, con viscoreducida y mejora de las propiedades de flujo; (5) previene la producción de pequeñas moléculas precursoras.

3.1.2 la concentración de purín y el pH influyen directamente en la calidad de licuación. La concentración de sustrdebe ser lo más baja posible y controlada dentro del rango de 17-18Bx. El pH es mejor entre 6.2 y 6.4. Si es inferior a 6,0, la actividad de la enzima disminuirá, y si es superior a 6,5, la reducción final de los residuos de glucosa de los oligosacárise isomerizar para formar otros azúcares.

3.1.3 el valor DE licuo tiene un efecto significativo sobre la calidad

Un valor bajo DE es propicio para producir más isomalto-oligosacáridos y menos glucosa, pero si el valor DE DE es demasiado bajo, afectará A la velocidad DE filtración del material. Por lo tanto, el valor DE DE se controla generalmente entre 14 y 16. Cuando el valor DE licuación se ajusta a un nivel adecuado, el líquido DE licues es uniforme y estable, lo que favorece la mejora DE la calidad del producto.

3.1.4 enzima de licuefacción

Es necesario utilizar amilasa de alta temperatura, que es altamente resistente al calor. En presencia de iones Ca (50 − 10-6 a 70 − 10-6), la temperatura de licuy la resistencia al calor de la enzima se puede aumentar.

3.2 glicosilated transglycosides (en inglés)

El proceso glucosilated transglycoside requiere que el contenido de glucosa y dextrina se reduce tanto como sea posible para que el contenido total de oligosacáriisomalt alcanza 55% a 60% (del contenido total de azúcar), y el contenido de dextrina es inferior al 10%.

Las enzimas hidrolíticas que se pueden utilizar son − -amilasa y fún− -amilasa. Cuando se utiliza − -amilasa, el contenido de glucosa en el líquido de sacarificación es bajo, yla composición de azúcar del producto final es relativamente ideal. La desventaja es que hay límite de dextrina, que afecta la tasa de filtración. Es mejor tener una unidad de actividad de más de 100.000 unidades /mL. El uso de la α -amilasa fúnes ventajoporque es una endoenzima, por lo que no produce dextrinas de frontera, que es propicio para la filtración. Sin embargo, la desventaja es que su producto contiene más glucosa y una mayor proporción de azúcares por encima de la tetrosa. Por lo tanto, en producción, elegdiferentes hidrolasas de acuerdo a la ruta de producción y forma del producto final.

3.3 proceso de separación y tecnología

El jarabe debe separarse, y si ha de ser blanco y puro, debe separarse dos veces. Generalmente se utiliza el método ácibase avanzado, que es muy beneficioso para mejorar la transmisión de la luz del jarabe y la temperatura de ebulli, reduciendo el contenido de cenizas, arsénico y aluminio, y asegurando un valor de pH adecuado. Dos aspectos de este proceso requieren atención: la selección y regeneración de resinas de intercambio iónico; Y la preparación de la columna de separación y la instalación de tuberías de proceso.

3,4

Los isomaltooligosacáridos son sensibles al calor y altamente higroscópicos cuando se secan por pulveri, por lo que la desnaturalización térmica, aglomer, adhera paredes, obstrucy empaque ocurren a menudo. 1) seleccionar correctamente el equipo de secado por pulverización; 2) optimizar las condiciones del proceso de secado por pulverización; (3) utilice absorbde humedad para mejorar la calidad del producto.

4 investigación sobre la aplicación de isomalto-oligosacáridos

En la actualidad, a pesar de que los oligosacáridos están en su infancia en China, el precio de venta de los oligosacáridos es más de 10 veces el de la sacarosa. Es imposible establecer el precio de venta de los oligosacáridos en el mismo nivel que la sacarosa, pero minimizar la diferencia de precio con la sacarosa es beneficioso para la industria alimentaria en la reducción de costos y la expansión del mercado de los oligosacáridos. Hay dos maneras de resolver este problema.

4.1 utilizar materias primas locales para producir isomalto-oligosacáridos para reducir los costos de producción

Por ejemplo, el almidón de maíz, el almidón de "tres papas", el polvo de kudzu silvestre, la cáscara de maíz, el núcleo de arroz, el arroz índica, la melaza de caña y la solución acuosa de soja están ampliamente disponibles. El salvado de maíz se utiliza principalmente como pienso, y su valor económico no es elevado. Añadir demasiado alimento también reducirá la tasa de utilización del alimento. Por lo tanto, es urgente encontrar formas de utilizar el salvado de maíz y mejorar su valor de utilización. El maíz se utiliza principalmente en la industria de piensos en China, y su procesamiento se centra principalmente en la harina de maíz seca baja en grasa. La parte utilizable del maíz es el almidón, y los isomalto-oligosacáridos son también una de las formas de procesarlo.

Debido a la estructura de plantación poco razonable en la cuenca del río Yangtsé, en la actual situación económica de mercado, el problema de los alimentos es muy importante. Hay una falta de arroz de alta calidad y granos procesados, y hay una gran acumulación de arroz índica temprano, lo que ha hecho que los agricultores vendan su grano, una pesada carga para el gobierno#39;s finanzas, y es pequeño, etc. El uso de arroz índica temprano para preparar isomalto-oligosacáridos tiene las ventajas de una amplia gama de fuentes de materia prima, precios bajos y la capacidad de obtener un alto valor agregado del grano, además de aliviar la serie de problemas causados por la acumulación de arroz índica temprano.

4.2 reducir costes a través de la producción de proceso

Aunque la cantidad de enzima utilizada en la producción de isomalto-oligosacáridos no es grande, si se utiliza a la vez, el costo de producción será alto debido a su alto precio. La investigación sobre la tecnología de enzimas inmovilizpuede reducir los costos. ■ investigación sobre el proceso de producción de isomalto-oligosacáridos, utilizando un proceso continuo para mejorar el rendimiento y la calidad. • seleccione un alimento portador adecuado y elimindel proceso las unidades operativas problemáticas de alto costo en la industria alimentaria, tales como separación, concentración y secado. El producto intermedio se puede aplicar directamente al alimento portador, lo que ahorra costes y encuentra usuarios.

Referencias:

[1] Wang Lewu. Propiedades y aplicaciones de los oligosacáridos [J]. Guangdong Chemical Industry, 1999, (4): 52-53.

[2] Lu Yicheng, Gao Zongzhang. Propiedades funcionales y desarrollo industrial de la oligo-isomaltosa [J]. Grain and Feed Industry, 1999, (7): 42-44.

[3] Zhu Lixiong, Ling Jie, Zhang Wenwen. Tecnología de producción y desarrollo de productos de oligosacárido isomaltosa [J]. Almidón y azúcar de almidón, 2000, (1): 36-37, 47.

[4] Jin Qirong, Xu Qin. Propiedades, producción y aplicación de isomalto-oligosacáridos (oligosacáridos) [J]. Almidón y azúcar de almidón, 1996, (3): 5-9.

[5] Bao Yuanxing. Producción de enzimas de jarabe isomalto-oligosacárido [J]. Industria alimentaria, 1997, (3): 2-3.

[6] Bao Yuanxing, Yang Weiya, Sun Weirong. La tecnología y el equipo de proceso de oligosacáridos [J]. 1999, (3): 8-9.

[7] Bao Yuanxing, Yang Weiya, Sun Weirong. Problemas en el desarrollo de oligosacáridos y contramedidas actuales [J]. Fine and Specialty Chemicals, 1999, (3-4): 5-7.

[8] Yang Liansheng, Fu Zuowei, He Xiaoxiong, et al. Preparación enzimde isomalto-oligosacáridos [J]. Ciencia y tecnología de la industria alimentaria, 1999, 20(2): 19-20.

[9] Yang Liansheng, Fu Zuowei, He Xiaowei, et al. Preparación de isomalto-oligosacáridos con − -glucosidasa como enzima principal [J]. Food Science, 1999, (2): 20-22.