Каков способ производства олигосахаридного порошка?

Функциональные олигосахариды состоят из 2-10 моносахаридовПолимеризирован гликозидными связями. Они не могут быть гидролизированы телом и#39; фермент системы, не может быть поглощен в тонкой кишки, и может способствовать росту бифидобактерий в организме после входа в толстую кишку. Они выполняют функции регулирования баланса кишечной флоры, содействия всасыванию кальция и фосфора, предотвращения кариеса и улучшения организма и#39;s иммунитет. После приема они не приведут к увеличению сахара в крови или инсулина и могут потребляться особыми группами населения, такими как диабетики, гипертензии и ожирение [1]. Функциональные олигосахариды привлекают все большее внимание как новый источник продовольствия. Уже на рынке более десятка разновидностей олигосахаридов. Олигосахариды были разработаны в японии относительно рано, и имеется относительно полный ассортимент разновидностей. Среди них особые группы населения олиго-изомальта.

Функциональные олигосахариды привлекают все большее внимание как новый источник продуктов питания, и на рынке уже имеется более десятка разновидностей. В японии олигосахариды были развиты относительно рано, и существует относительно полный спектр разновидностей. Среди них наибольший объем производства и продаж имеют изомалтуолигосахариды и фруктуолигосахариды; На европейском и американском рынках доминируют fructooligosaccharides и galacto-oligosaccharides.

Индустриализация олигосахаридов в китае началась в 1996 году, когда компания Baolingbao bio technology Co., LTD успешно протестировала и начала производство изомалтуолигосахаридов. В настоящее время основными сортами олигосахаридов на внутреннем рынке являются изомалтуолигосахариды, фруктоолигосахариды, галактоолигосахариды, сои олигосахариды, производственная мощность которых составляет около 150 тыс. тонн в год. Из-за отсталости отечественных технологий и оборудования для разделения и очистки воды в прошлом общее качество отечественных олигосахаридов, особенно олигосахаридов высокой чистоты, отстает от качества развитых стран, что затрудняет удовлетворение потребностей особых групп населения. Олигосахариды с низкой чистотой повлияют на их эффективность. Например, если диабетический пациент потребляет олигофруктозу с чистотой 50%, уровень сахара в его крови быстро растет. Однако, если они потребляют олигофруктозный сироп с чистотой 93% на пустой желудок, уровень сахара в их крови изменится очень незначительно. С расширением областей применения олигосахаридов и совершенствованием производственного оборудования некоторые олигосахариды высокой чистоты уже производятся внутри страны [2].

1 функциональная технология производства олигосахаридов

В природе существуют различные функциональные олигосахариды. В зависимости от способа существования и необходимого количества олигосахариды могут производиться в больших масштабах с использованием экстракционных, химических, ферментационных или ферментативных методов преобразования.

1. 1 метод извлечения

Метод экстракции — это метод производства олигосахаридов, которые существуют в больших количествах в природе и имеют простой процесс сепарации. Его можно использовать для производства соевых олигосахаридов. Соевые олигосахариды являются коллективным термином для раффиноса, стахиоса и сукроза, из которых основными активными ингредиентами являются раффиноса и стахиоса. В настоящее время они в основном изолированы и извлечены из сыворотки соевой муки, которая отделена от белка. Процесс производства включает соление сыворотки, удаление остаточного белка путем ультра-фильтрации, а затем деколонизацию с помощью активированного угля, ионного обмена, концентрации и распыления сушки для получения продукта [3]. Как правило, 75% олигосахаридов сои содержат 18% стахиоза, 6% раффиноса и 24% сукроза.

1. 2 химический метод

Химический метод является важным методом для изменения олигосахаридов. Он может модифицировать олигосахариды и конвертировать их в функциональные олигосахариды продукты для различных видов использования. В настоящее время имеющийся в продаже читосан производится главным образом с использованием химических методов. Он в основном производится с использованием промышленных отходов крабов и креветок, которые поразному обрабатываются кислотой и щелочностью для получения читина, а затем обрабатываются концентрированным NaOH от 40% до 60% по массе при 100 до 180°C для получения деацетиляции, а затем высушены для получения читосана. В настоящее время в центре внимания читосановых исследований находится использование различных химических связей, таких как ациляция и карбоксиметиляция для модификации, для подготовки читосановых производных с различными свойствами и видами применения или водорастворимых читосанов с меньшим молекулярным весом [4].

1. 3 метод ферментации

Метод ферментации является основным методом производства олигосахаридов из микробных источников. Изменение культурных условий микроорганизмов может способствовать чрезмерной компрессии целевых олигосахаридов. Например, читосан также естественным образом находится в клеточных стенках грибов и является единственным щелочным полисахаридом, который существует в больших количествах в природе. Исследования показали, что генералы гетомия, ризопуса и плазмопары в порядке гетомиалей содержат широкий спектр читозанов, которые могут быть получены путем микробной ферментации. Однако из-за низкой урожайности она еще не получила промышленного развития. Ван вейпин и др. [5] использовали Plasmopara ZH08 после лечения мутагенеза, и урожайность читосана была стабильной на уровне 1,07 г/л.

1. 4 метод преобразования фермента

Преобразование фермента является основным методом, используемым в производстве олигосахаридов, с использованием специальной ферментной системы для преобразования дисаксаридов или простых полисахаридов в функциональные олигосахариды. В настоящее время ферменты, необходимые для регулярного производства функциональных олигосахаридов, в основном производятся внутри страны. Изомалтуолигосахариды производятся с использованием крахмала в качестве сырья. Высокотемпературные гравитационный амилаз, грибковый амилаз и гравитационный амилаз используются для гидролиза крахмала в солому, которая затем преобразуется в изомальтуолигосахариды гравитационный глюкозидаз. После фильтрации, деколонизации, опреснения и концентрации, выход изомальтуолигосахаридов составляет около 50%. Fructooligosaccharides производятся в результате действия фермента fructosyltransferase, который производится за счет грибковой ферментации и преобразует высокие концентрации сукроза. Тем не менее, активность фермента fructosyltransferase тормозится реакции побочных продуктов глюкозы, в результате чего большинство fructooligosaccharide продуктов, содержащих большое количество сукроза и глюкозы. Фруктоолигосахариды также могут быть получены из инулина путем инулиназы, которая производит фруктоолигосахариды типа фруктоолигосахариды. Xylooligosaccharides производятся путем переработки кукурузных кобров в частицы 5 мм, приготовления пищи и припухлости для извлечения гемицеллюлозы, а затем ферментационно перевариваются с использованием xylanase, центрифуги, микрофильтрации, деколонизации, ионного обмена и концентрации для получения 70% xylooligosaccharides. Олигосахариды, такие как галактоолигосахариды, лактулозы и лактулозы, получают путем преобразования сырья, такого как лактоза, сукроза и фруктоза, с использованием галактозидазы, за которой следует отделение [6].

2 функциональная технология очистки олигосахаридов

Олигосахаридные продукты, полученные вышеуказанными методами, как правило, отличаются чистотой менее 70%. Они могут быть добавлены к обычным продуктам питания и здравоохранения, но они по-прежнему содержат глюкозу, сукроуз, солому и т.д., и не могут потребляться особыми группами населения. Олигосахариды могут быть очищены и очищены с помощью методов ферментации, ферментации, хроматографии и нанофильтрующей мембраны для достижения чистоты более 95%.

2. 1 фермент метод

В сыром олигосахаридном растворе чистота олигосахаридов повышается путем удаления или преобразования побочных продуктов с помощью специальных ферментов. Например, добавление изомеров глюкозы или оксидазы глюкозы в систему реакции fructooligosaccharides может уменьшить содержание глюкозы, уменьшить ингибирование обратной связи передачи глюкозы, и повысить эффективность преобразования передачи глюкозы. Оксидаз глюкозы более эффективен, и образующаяся в результате этого глюконическая кислота может быть удалена с помощью ионного обмена, а содержание олигосахарида может достигать 98%.

2. 2 метод ферментации

Микробная ферментация является одним из основных методов производства олигосахаридов высокой чистоты. Используя непокорность большинства функциональных олигосахаридов, дрожжи с хорошими свойствами ферментации используются для удаления сугрозы, глюкозы, солоды и других примесей из раствора олигосахарида, так что содержание олигосахарида может достигать более 95%. Wang Wenxia et al. [7] используют соевую сыворотку в качестве ферментационного субстрата, добавлено brewer' дрожжи и ферментированные в течение 5 ч. Содержание раффиноса и стахиоза достигло более 97%, и сукроуз был в основном удален. Олигоизомальный сироп IMO-500 может быть ферментирован дрожжами и центрифугами для получения продукта IMO-900 высокой чистоты. Чжан тао и др. [8] использовали метод ферментации дрожжей в 25% fructooligosaccharide растворе для получения fructooligosaccharide продукта без глюкозы и fructooligosaccharide концентрации 82,85%. После действия трансферазы фруктозы концентрация фруктоолигосахарида может быть увеличена до 85,23%.

2. 3 хроматография

Технология хроматографической сепарации широко используется в производстве олигосахаридов. В настоящее время метод последовательного моделирования движущегося слоя (SSMB) хроматографической сепарации позволяет разделить трехкомпонентную группу моносакхаридов, дисакхаридов и олигосакхаридов. Она не только добилась непрерывного производства целевых олигосахаридов с высокой чистотой, но и получила побочные продукты с высокой чистотой, такие как глюкоза, фруктоза, сукроза и солода, которые могут быть переработаны и повторно использованы, что значительно снизило производственные издержки [9]. Применяя технологию хроматографической сепарации в последовательном моделируемом двигающемся слое, чистота олигоизоомалозы, олигофруктозы и олигогалоктозы может достигать более 95%, достигая непрерывного производства высокочистых олигосахаридных продуктов.

2. 4 метод нанофильтрующей мембраны

Нанофильтрующие мембраны имеют отсечение молекулярного веса от 100 до 1000 далтон. Выбрав соответствующую нанофильтрующую мембрану, олигосахариды могут быть отделены от глюкозы, фруктозы и некоторых сахарозы. Продукт IMO-900, полученный с использованием технологии разделения мембранных нанофильтров, имеет моносакшарид менее 2% и общее функциональное содержание ингредиентов более 95%. Фен венлян и др. [10] использовали нанометрическую мембранную мембрану для успешного удаления глюкозы и фруктозы с молекулярным весом 180 и сахарозы с молекулярным весом 342 из олигофруктозы с массовой долей 53,73%, в результате чего содержание олигофруктозы составило более 95%. Побочные продукты глюкозы, фруктозы, сукроза и солода, извлекаемые с помощью нанофильтрующей мембранной технологии, могут быть эффективно извлечены после концентрации. Высокоэффективный фруктозный сироп подсластителя может быть получен после ферзиматического гидролиза и концентрации.

3 применение функциональных олигосахаридов

3. 1 применение в пищевых и медицинских продуктах

Олигосахариды широко используются в продуктах питанияИ продукты для здоровья благодаря их способности регулировать кишечник, способствовать абсорбции минеральных веществ и повысить иммунитет. В европе фруктоолигосахариды успешно используются в йогуртах, напитках, сырах, наполнителях, мороженом, шоколаде, сладостях и мясных продуктах, в то время как галактоолигосахариды используются в высококлассных детских смесях и молочных продуктах. В японии в 1999 году было утверждено 171 специальное лечебное питание, содержащее олигосахариды, включая изомалтуолигосахариды, фруктоолигосахариды, соевые олигосахариды, ксило-олигосахариды, галактоолигосахариды, лактулозы и лактулозы. В китае олигосахариды используются главным образом в качестве пищевых ингредиентов, и по-прежнему существует разрыв между масштабами их использования и количеством, добавляемым к ним, по сравнению с развитыми странами. Олигосахариды с высокой чистотой являются первым выбором подсластителей для особых групп населения, таких как ожирение, диабетик, а также люди среднего и пожилого возраста, потому что они полностью независимы от инсулина. Олигосахариды с высокой чистотой имеют широкие Перспективы развития в области продовольствия и здравоохранения [11 — 12].

3.2 применение в кормовой промышленности

Серьезные последствия использования антибиотиков в кормах привлекли внимание общества, и европейский союз запретил добавление антибиотиков в качестве кормовых добавок с 1999 года. Использование олигосахаридов может повысить воспроизводство полезных кишечных бактерий, тем самым ингибируя кишечные патогены и повышая иммунитет и устойчивость к болезням. Полученные олигосахариды или новые кормовые добавки, сочетающие олигосахариды и пробиотики, пользуются популярностью у клиентов. Исследования показали, что добавление олигосахаридов для корма значительно улучшает показатели роста и здоровье кур-бройлеров; Длина тела и вес карпа бигеада значительно выше, чем у контрольной группы; Добавление олигосахаридов в только что отнятых свиней может снизить понос свиней, увеличить среднесуточный прирост веса на 13,8%, снизить коэффициент преобразования кормов на 8,1%, а также снизить смертность. Кроме того, органические кислоты, образующиеся в результате распространения полезных бактерий, таких как бифидобактерия, могут помочь улучшить скорость поглощения кальция, магния и железа в корме. Исследования показали, что в кормовой промышленности добавочный диапазон изомалтуолигосахаридов (IMO-500, 50%) составляет от 0,1% до 0,5%, добавочный диапазон фруктоолигосахаридов (FOS, 50%) составляет от 0,3% до 0,4%, а добавочный диапазон ксило-олигосахаридов (XOS, 35%)-от 0,02% до 0,025%. С развитием здорового сельского хозяйства и сокращением использования антибиотиков олигосахариды или комбинации олигосахаридов и пробиотики станут все более распространенными [13].

3. 3 приложения в других областях

В сельском хозяйстве олигосахариды могут регулировать микробную растительность почвы, улучшать абсорбцию азота, калия и других элементов растениями, стимулировать растения к производству болезнеустойчивых веществ, таких как фенолы и фитоалексин, повышать устойчивость растений к болезням и повышать урожайность фруктов. Кроме того, читосан может образовывать пленку на поверхности фруктов и овощей и широко используется в качестве консерванта для фруктов и овощей. В области медицины олигосахариды могут распространяться тела и#39;s полезные бактерии, профилактика и лечение диареи и запоров; Они также могут активировать иммунную систему и улучшить тело и#39;s устойчивость к болезням [11-14].

4. Перспективы на будущее

В настоящее время в стране в основном сформировалась олигосахаридная промышленность. Внутри страны производятся олигосахариды высокой чистоты, такие как изомалтуолигосахариды и фруктоолигосахариды. После многих лет рекламы и продвижения на рынке признание продукции постепенно растет. Тем не менее, все еще существуют некоторые проблемы с исследованиями и разработками олигосахаридов в китае. Во-первых, существует общее и глубокое понимание физиологических эффектов олигосахаридов, но исследования механизма на клеточном или молекулярном уровне все еще отсутствуют. Кроме того, отсутствуют эффективные и обширные данные в поддержку уточненного количественного использования олигосахаридов. Что касается разработки продукции, то принципы сочетания олигосахаридов в продукции, их стабильности, реактивности, а также анализа до и после воздействия пока еще не являются совершенными, а масштабы и сфера применения продукции также значительно отстают от развитых стран. Китай и Китай#39. Олигосахаридная промышленность имеет большой рыночный потенциал, и большое количество олигосахаридных продуктов или продуктов с добавленными олигосахаридами ждут своего развития. Масштабное развитие China'. Олигосахаридная промышленность требует совместных усилий научных исследователей, предприятий обрабатывающей промышленности и прикладных предприятий.

Ссылки на статьи

[1] ван найцян. Состояние и перспективы развития олигосахаридов в китае [J]. Химия тонкая и специальная, 2007, 15 (12): 1-5.

[2] лю фэн, ян хайцзюнь. Современное состояние и тенденции развития олигосахаридных приложений внутри страны и за рубежом [J]. Fermentation Science and Technology Newsletter, 2009, 38 (4): 53-56.

[3] Пан лихон. Исследование процесса извлечения соевых олигосахаридов [J]. Северная аптека, 2012, 9 (6): 24.

[4] джу хунфан. Исследование свойств подготовки, модификации и адсорбции читосана [D]. Сучжоу: университет сучоу, 2005: 3-25.

[5] ван вейпин, ду юмин, ху цзяцзюнь. Мутагенное размножение высокоурожайных штаммов читосана [J]. Anhui Agricultural Science, 2011, 39(3): 1266-1267.

[6] юй жун, ван силиу. Научно-исследовательская работа по подготовке функциональных олигосахаридов ферзиматическими методами [J]. Китай Food and Nutrition, 2009 (12): 32-35.

[7] ван вэнься, лю сяоянь, сон чуньли. Исследование технологических условий очистки функциональных олигосахаридов сои микробной ферментацией [J]. Китайские приправы, 2011, 36(4): 27-31.

[8] чжан тао, цзян бо, ван чжан. Производство фруктоолигосахаридов высокой чистоты путем ферментации [J]. Журнал вуси университета легкой промышленности, 2002, 21(3): 230-233.

[9] лю цзунли, ван найцян, ван минчжу. Применение смоделированной технологии отделения подвижного хроматографического слоя в производстве функциональных сахаров [J]. Пищевые добавки китая, 2011, 34 (4): 240-244.

[10] фэн вэньлян, ван цзинь, цзя сяохонг. Исследования по производству высокочистых фруктоолигосахаридов с помощью нанофильтрующей технологии [J]. Молочная наука и техника, 2003 (3): 102 — 105.

[11] ты син. Производство и применение функциональных олигосахаридов [м]. Пекин: China Light Industry Press, 2004: 5-40.

[12] шань лиран, гун юэхуа, цзя цзяньань. Прогресс в исследованиях по четырем важным функциональным олигосахаридам [J]. Журнал северо-западного университета A&F, 2006, 34(7): 96-100.

[13] сюй цзюнь, гао фэн, чжоу гуаньхун. Применение функциональных олигосахаридов в кормовой промышленности [J]. Экология животных, 2006, 27 (6): 217 — 222.

[14] Lv Jiamei, Niu Rongli. Прогресс в исследовании читосанских природных консервантов [J]. Китайский журнал фармацевтических наук, 2012, 2(3): 29-31.