¿Cuál es el método de producción de polvo oligosacárido?

Los oligosacáridos funcionales se componen de 2 a 10 monosacáridosPolimerizado por enlaces glicosídicos. No pueden ser hidrolizados por el cuerpo#39; sistema de la enzima s, no puede ser absorbido en el intestino delgado, y puede promover el crecimiento de bifidobacterias en el cuerpo después de entrar en el intestino grueso. Tienen las funciones de regular el equilibrio de la flora intestinal, favorecer la absorción de calcio y fósforo, prevenir la caries y mejorar el organismo#39;s inmunidad. Después de la ingestión, no causarán un aumento del azúcar en la sangre o la insulina, y pueden ser consumidos por poblaciones especiales como diabéticos, hipertensos y personas obesas [1]. Los oligosacárifuncionales están atrayendo cada vez más la atención como un nuevo recurso de alimento. Más de una docena de variedades de oligosacáridos ya están en el mercado. Los oligosacáridos fueron desarrollados relativamente temprano en Japón, y una gama relativamente completa de variedades está disponible. Entre estos, las poblaciones especiales de oligo-isomalt.

Los oligosacáridos funcionales están atrayendo cada vez más la atención como una nueva fuente de alimento, y ya hay más de una docena de variedades en el mercado. En Japón, los oligosacáridos se desarrollaron relativamente temprano, y hay una gama relativamente completa de variedades. Entre ellos, isomaltooligosacáridos y fructooligosacáridos tienen los mayores volúmenes de producción y ventas; Los mercados europeo y americano están dominados por los fructooligosacáridos y los galacto-oligosacáridos.

La industrialización de los oligosacáridos en China comenzó en 1996, cuando Baolingbao Bio-Technology Co., Ltd. probcon éxito y comenzó la producción de isomaltooligosacáridos. Actualmente, las principales variedades de oligosacáridos en el mercado nacional son isomaltooligosacáridos, fructooligosacáridos, galactooligosacáridos y oligosacáridos de soja, con una capacidad de producción de alrededor de 150.000 toneladas por año. Debido al atraso de la tecnología y el equipo de separación y purificación doméstica en el pasado, la calidad general de los oligosacáridos domésticos, especialmente los oligosacáridos de alta pureza, va por detrás de la de los países desarrollados, lo que dificulta satisfacer las necesidades de grupos especiales de personas. Los oligosacáricon baja pureza afectarán su eficacia. Por ejemplo, si un paciente diabético consume oligofructosa con una pureza del 50%, su azúcar en la sangre se elevará rápidamente. Sin embargo, si consumen jarabe de oligofructosa con una pureza del 93% con el estómago vacío, su azúcar en la sangre cambiará muy poco. Con la expansión de los campos de aplicación de los oligosacáridos y la mejora del equipo de producción, algunos oligosacáridos de alta pureza ya han sido producidos en el país [2].

1 tecnología de producción de oligosacárifuncional

Varios oligosacárifuncionales existen en la naturaleza. Dependiendo del modo de existencia y la cantidad requerida, los oligosacáridos pueden ser producidos a gran escala utilizando métodos de extracción, químicos, fermentación o conversión enzim.

1. 1 método de extracción

El método de extracción es un método de producción de oligosacáridos que existen en grandes cantidades en la naturaleza y tienen un proceso de separación simple. Se puede utilizar para producir oligosacáridos de soja. Los oligosacáridos de soja son un término colectivo para la rafinosa, la estaquiosa y la sacarosa, de los cuales los principales ingredientes activos son la rafinosa y la estaquiosa. Actualmente son principalmente aislados y extraídos del suero de la harina de soja, que se separa de la proteína. El proceso de producción consiste en salar el suero, eliminar las proteínas residuales por ultrafiltración, luego decolorcon carbón activado, intercambio iónico, concentración y secado por pulveripara obtener el producto [3]. En general, el 75% de los oligosacáridos de soja contienen 18% de estaquiosa, 6% de rafinosa y 24% de sacarosa.

1. 2 método químico

El método químico es un método importante para modificar oligosacáridos. Puede modificar oligosacáridos y convertirlos en productos oligosacáridos funcionales para diferentes usos. Actualmente, el quitosano comercialmente disponible se produce principalmente usando métodos químicos. Se produce principalmente mediante el uso de residuos industriales de cáscara de cangrejo y cáscara de camar, que se tratan alternativamente con ácido y álcali para obtener quitina, y luego se tratan con NaOH concentrado de 40% a 60% en masa a 100 a 180°C para obtener la desacetily luego se seca para obtener quitosano. En la actualidad, la investigación sobre el quitosano se centra en el uso de diversos enlaces químicos como la acilación yla carboximetilpara su modificación, con el fin de preparar derivados del quitosano con diferentes propiedades y usos o quitosano soluble en agua con menor peso molecular [4].

1. 3 métodos de fermentación

El método de fermentación es el principal método de producción de oligosacáridos de fuentes microbi. Al cambiar las condiciones de cultivo de los microorganismos, se puede promover la sobreexpresión de oligosacáridos objetivo. Por ejemplo, el quitosano también se encuentra naturalmente en las paredes celulares de los hongos y es el único polisacárido alcalino que existe en grandes cantidades en la naturaleza. Estudios han encontrado que los géneros de Chaetomium, Rhizopus y Plasmopara en el orden de Chaetomiales contienen una amplia variedad de quitosanos, que pueden ser producidos por fermentación microbiana. Sin embargo, debido al bajo rendimiento, aún no se ha industrializado. Wang Weiping et al. [5] usaron Plasmopara ZH08 después del tratamiento con mutagénesis y el rendimiento del quitosano se mantuvo estable en 1,07 g/L.

1. 4 método de conversión enzimática

La conversión enzimes el principal método utilizado en la producción de oligosacáridos, usando un sistema especial de enzimas para convertir disacáridos o polisacáridos simples en oligosacáridos funcionales. En la actualidad, las preparaciones enzimrequeridas para la producción rutinde oligosacárifuncionales se han producido básicamente a nivel nacional. Los isomaltooligosacáridos se producen utilizando almidón como materia prima. Se utilizan para hidrolizar el almidón en maltosa, que luego se convierte en isomaltooligosacáridos por -glucosidasa. Después de la filtración, decoloración, desalini, y concentración, el rendimiento de isomaltooligosacáridos es de aproximadamente el 50%. Los fructooligosacáridos son producidos por la acción de la enzima fructosiltransferasa, que se produce por fermentación fúny convierte altas concentraciones de sacarosa. Sin embargo, la actividad de la enzima fructosiltransferasa es inhibida por la reacción subproducto glucosa, resultando en la mayoría de los productos fructooligosacáridos que contienen grandes cantidades de sacarosa y glucosa. Los fructooligosacáridos también pueden ser producidos a partir de inulina por inulinasa, que produce fructosa-fructosa tipo fructooligosacáridos. Los xiloligosacáridos son producidos por el procesamiento de mazde maíz en partículas de 5 mm, cocine e hinchazón para extraer hemicelulosa, luego se digienzimáticamente con xilanasa, centrifu, microfiltración, decoloración, intercambio iónico, y concentración para producir el 70% xiloligosacáridos. Oligosacáridos tales como galactooligosacáridos, lactul, y lactulse obtienen por la conversión de materias primas tales como lactosa, sacarosa, y fructosa usando galactosidasa, seguido de separación [6].

2 funcional oligosacárido tecnología de purificación

Los oligosacáridos obtenidos por los métodos mencionados tienen generalmente una pureza inferior al 70%. Pueden ser añadidos a alimentos ordinarios y productos para la salud, pero todavía contienen glucosa, sacarosa, maltosa, etc., y no pueden ser consumidos por poblaciones especiales. Los oligosacáripueden ser puriy refinutilizando métodos enzim, de fermentación, cromatográfica y de nanofiltración de membrana para lograr una pureza de más del 95%.

2. 1 método enzimático

En la solución de oligosacárido crudo, la pureza de los oligosacáridos se incrementa mediante la eliminación o conversión de subproductos con enzimas especiales. Por ejemplo, la adición de glucosa isomerasa o glucosa oxidal sistema de reacción de los fructooligosacáride puede reducir el contenido de glucosa, aliviar la inhibide retroalimentación de la fructosa transferasa, y mejorar la eficiencia de conversión de la fructosa transferasa. La glucooxides más eficaz, y el ácido glucónico resultante puede ser eliminado por intercambio iónico, y el contenido de oligosacárido puede llegar hasta 98%.

2. 2 métodos de fermentación

La fermentación microbiana es uno de los principales métodos para producir oligosacáridos de alta pureza. Aprovechando la recalcitrante de la mayoría de los oligosacáridos funcionales, la levadura con buenas propiedades de fermentación se utiliza para eliminar la sacarosa, la glucosa, la maltosa y otras impurezas de la solución de oligosacárido, de modo que el contenido de oligosacárido puede llegar a más del 95%. Wang Wenxia et al. [7] usaron suero de soja como sustrde fermentación, agregó brewer's y fermentado durante 5 h. El contenido de rafinosa y estaquiosa alcanzó más del 97%, eliminándose básicamente la sacarosa. El jarabe de oligoisomaltosa IMO-500 puede ser fermentado por levaduras y centrifupara obtener un producto de alta pureza IMO-900. Zhang Tao et al. [8] usaron un método de fermentación de la levadura en una solución de fructooligosacárido al 25% para obtener un producto de fructooligosacárido sin glucosa y una concentración de fructooligosacárido de 82,85%. Después de la acción de la fructosa transferasa, la concentración de fructooligosacárido se puede aumentar a 85,23%.

2. 3 cromatografía

La tecnología de separación cromatográfica ha sido ampliamente utilizada en la producción de oligosacáridos. En la actualidad, la técnica de separación cromatográfica de lecho móvil de simulación secuencial (SSMB) ha logrado la separación del grupo de tres componentes de monosacáridos, disacáridos y oligosacáridos. No sólo ha logrado la producción continua de los oligosacáriobjetivo de alta pureza, sino que también ha obtenido subproductos de alta pureza como la glucosa, la fructosa, la sacarosa y la maltosa, que pueden ser reciclados y reutilizados, reduciendo enormemente los costes de producción [9]. Mediante la aplicación de la tecnología de separación cromatográfica en un lecho móvil simulsecu, la pureza de los productos oligoisomaltosa, oligofructosa y oligogalactosa puede alcanzar más del 95%, logrando la producción continua de productos oligosacáridos de alta pureza.

2. Método de membrana de nanofiltración 4

Las membranas de nanofiltración tienen un límite de peso molecular entre 100 y 1000 Dalton. Seleccionla membrana de nanofiltración apropiada, los oligosacáridos pueden ser separados de glucosa, fructosa y algo de sacarosa. El producto IMO-900 obtenido mediante la tecnología de separación por membrana de nanofiltración tiene un contenido de monosacáriinferior al 2% y un contenido total de ingredientes funcionales superior al 95%. Feng Wenliang et al. [10] usaron un dispositivo de membrana de nanofiltración para eliminar con éxito glucosa y fructosa con un peso molecular de 180 y sacarosa con un peso molecular de 342 de oligofructosa con una fracción de masa de 53,73%, lo que resultó en un contenido de oligofructosa de más del 95%. Los subproductos glucosa, fructosa, sacarosa y maltosa recuperados por la tecnología de membrana de nanofiltración pueden ser efectivamente recuperados después de la concentración. Jarabe de fructosa se puede obtener después de la hidrólienzimy concentración.

3 aplicación de oligosacáridos funcionales

3. 1 aplicación en productos alimenticios y sanitarios

Los oligosacáridos son ampliamente utilizados en los alimentosProductos y la salud debido a su capacidad para regular los intestinos, promover la absorción de minerales y aumentar la inmunidad. En Europa, los fructooligosacáridos se han utilizado con éxito en yogur, bebidas, queso, rellen, helados, chocolate, dulces y productos cárnicos, mientras que los galacto-oligosacáridos se utilizan en fórmulas infantiles de alta gama y productos lácteos. En Japón, 171 alimentos especiales para la salud que contienen oligosacáridos fueron aprobados en 1999, incluyendo isomaltooligosacáridos, fructooligosacáridos, oligosacáridos de soja, xilo-oligosacáridos, galacto-oligosacáridos, lactulosa y lactulosa. En China, los oligosacáridos se utilizan principalmente como ingredientes alimentarios, y todavía hay una brecha entre su alcance de uso y la cantidad añadien comparación con los países desarrollados. Los oligosacáride de alta pureza son la primera opción para edulcorantes para poblaciones especiales como obesos, diabéticos y personas de mediana edad y de edad avanzada, ya que son completamente independientes de la insulina. Oligosacáridos con alta pureza tienen amplia Perspectivas de desarrollo en la esfera de la alimentación y la atención de la salud [11-12].

3.2 aplicación en la industria de piensos

Las graves consecuencias del uso de antibióticos en la alimentación animal han llamado la atención de la sociedad, y la Unión europea ha prohibido la adición de antibióticos como aditivos alimentarios desde 1999. El uso de oligosacáridos puede mejorar la reproducción de bacterias intestinales benefici, inhibide los patógenos intesty mejorar la inmunidad y la resistencia a las enfermedades. Los oligosacáridos resultantes o los nuevos aditivos alimentarios que combinan oligosacáridos y probióticos son muy populares entre los clientes. Los estudios han demostrado que la adición de oligosacáridos a los piensos mejora significativamente el crecimiento y la salud de los pollos de engor; La longitud corporal y el peso de la carpa de bighead son significativamente más altos que los del grupo de control; La adición de oligosacáridos a los lechones recién destetados puede reducir la tasa de diarrea de los lechones, aumentar el aumento de peso diario promedio en un 13,8%, reducir el índice de conversión de alimento en un 8,1% y reducir la mortalidad. Además, los ácidos orgánicos producidos por la proliferación de bacterias beneficiosas como Bifidobacterium pueden ayudar a mejorar la tasa de absorción de calcio, magnesio y hierro en el alimento. Los estudios han encontrado que en la industria alimentaria, el rango de adición de isomaltooligosacáridos (IMO-500, 50%) es de 0,1% a 0,5%, el rango de adición de fructooligosacáridos (FOS, 50%) es de 0,3% a 0,4%, y el rango de adición de xilo-oligosacáridos (XOS, 35%) varía de 0,02% a 0,025% es más apropiado. Con la promoción de una agricultura saludable y la reducción del uso de antibióticos, oligosacáridos o combinaciones de oligosacáridos y probióticos se hará cada vez más común [13].

3. 3 aplicaciones en otros campos

En la agricultura, los oligosacáripueden regular la flora microbiana del suelo, mejorar la absorción de nitrógeno, potasio y otros elementos por los cultivos, estimular a las plantas a producir sustancias resistentes a enfermedades como fenoles y fitoalexinas, mejorar la resistencia a las enfermedades de las plantas, y aumentar el rendimiento de los frutos. Además, el quitosano puede formar una película en la superficie de frutas y verduras y se utiliza ampliamente como conservante de frutas y verduras. En el campo de la medicina, los oligosacáripueden proliferar el cuerpo's bacterias beneficiosas, la prevención y el tratamiento de la diarrea y el estreñimiento; También pueden activar el sistema inmunológico y mejorar el cuerpo's resistencia a la enfermedad [11-14].

4 perspectivas

En la actualidad, la industria oligosacáride doméstica ha tomado forma básicamente. Los oligosacáridos de alta pureza como los isomaltooligosacáridos y los fructooligosacárise han producido en el país. Después de años de publicidad de mercado y promoción, el reconocimiento del producto está aumentando gradualmente. Sin embargo, todavía hay algunos problemas con la investigación y el desarrollo de oligosacáridos en China. En primer lugar, hay una comprensión común y profunda de los efectos fisiológicos de los oligosacáridos, pero la investigación sobre el mecanismo a nivel celular o molecular todavía falta. También hay una falta de datos eficaces y extensos para apoyar el uso cuantitativo refinado de oligosacáridos. En términos de desarrollo de productos, los principios de la combinación de oligosacáridos en los productos, su estabilidad, reactividad y análisis pre y post-efecto aún no son perfectos, y el alcance y el campo de aplicación de los productos también están muy por detrás de los de los países desarrollados. China's la industria de oligosacáridos tiene un gran potencial de mercado, y un gran número de productos oligosacáridos o productos con oligosacáridos añadiestán a la espera de ser desarrollados. El desarrollo a gran escala de China's la industria oligosacárirequiere los esfuerzos conjuntos de los investigadores científicos, las empresas manufactureras y las empresas de aplicación.

referencias

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[10] Feng Wenliang, Wang Jing, Jia Xiaohong. Investigación sobre la producción de fructooligosacáridos de alta pureza mediante tecnología de nanofiltración [J]. Dairy Science and Technology, 2003 (3): 102-105.

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[14] Lv Jiamei, Niu Rongli. Progreso de la investigación sobre los conservantes naturales del quitosano [J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Sciences, 2012, 2(3): 29-31.