Quelles sont les utilisations des Oligosaccharides Galacto dans le domaine alimentaire?

1 Production d’oligosaccharides

En 1980, les sociétés japonaises Yakult Honsha, NissdansSugar et Snow BrEt en plusMilk Products ont obtenu 15 brevets pour des produits oligosaccharides. Au début des années 1990, l’europe et les États-Unis ont commencé à développer des produits oligosaccharidiques et à les appliquer dans lA aLa productionindustrielle. En Chine, la recherche sur la production d’oligosaccharidesa commencé dans les années 1990, et maintenant deux sociétés, Guangdong Jiangmen Quantum Hi-Tech Biological Engineering Co., Ltd. et Guangdong Yunfu Xinjinshan La biotechnologieCo., Ltd., sont engagées dans la production commerciale d’oligosaccharides [1-4].

Actuellement, les principales entreprises nationales et étrangères produisant des oligosaccharides sont: Guangdong Jiangmen Quantum Hi-Tech Biological Engineering Co., Ltd., Guangdong Yunfu Xinjinshan Biotechnology Co., Ltd., Yakult Honsha Co., Ltd. (Japon), NissdansSugar Manufacturing Co., Ltd. (Japon), et Borculo Domo Ingredients Pty Ltd (Pays-Bas). L’américadansKerry Group PLC produit également des oligosaccharides sous forme de poudre.

2 structure chimique et propriétés physiques et chimiques des galacto-oligosaccharides

2. 1 structure chimique

Galactooligosaccharides (GOS) are produced from lactosePar:the action De laβ-galactosidase, which converts lactose inÀ propos deoligosaccharides. The molecular structure De laGOS generally consists De la1–7 galactose units linked to galactose or glucose molecules, i.e. Gal-(Gal)n-Glc/Gal( n is 0 6) [5] [traduction]. The structural Formule:is shown in Figures 1 Et en plus2 below.

La β-Galactosidase est une hydrolase qui hydrolyse le lactose à de faibles concentrations, et lorsque la concentration de lactose augmente, une réaction de transfert de glycane se produit pour former des oligosaccharides [6-7]. Les Galacto-oligosaccharides sont principalement composés de 6' résidus de -β-galactosyl contenus dans le lait maternel, avec 26 monosaccharides. Les résidus de galactose sont liés par des liaisons β (1→4), les liaisons β (1→4) étant le type principal. Les liaisons entre le galactose et le glucose sont principalement des liaisons β (1→4) [8].

Les oligosaccharides produits commercialement sont habituellement un mélange de glucose, de galactose, de lactose, de galactose disaccharides, de galactose trisaccharides, de galactose tétrasaccharides et de galactose pentasaccharides. Les principaux facteurs affectant la structure et le rapport des oligosaccharides formés dépendent de la source de la β-galactosidaseutilisée dans la production et du processus de production [9-12]. Il existe certaines différences dans les rapports structurels des produits oligosaccharides galactose produits par différentes entreprises, comme le montre le tableau 1.

Bien que la β-galactosidase utilisée et le procédé de production varient, les liaisons glycosidiques dans les oligosaccharides disponibles dans le commerce sont principalement liées par des liaisons β-D-(1→6) ou β-D-(1→4) galactosidiques. Dans les composants, les liaisons β-D-(1→3) galactosidiques sont également relativement courantes, tandis que les liaisons β-D-(1→2) galactosidiques sont rares. Des composants sans glucose mais seulement du galactose lié, c’est-à-dire β-D-Gal-(1→6)-D-Gal, ont également été trouvés. Les structures de liaison glycosidique des différents degrés d’oligosaccharides mesurés sont énumérées dans le tableau 2 [5].

Au fur et à mesure que la recherche progresse, de nouvelles structures oligosaccharidiques sont découvertes. Shuichi et al. ont découvert cinq nouvelles structures oligosaccharidiques lors de l’étude de la synthèse de Le bacilleLes circulairesβ-galactosidase en utilisant le lactose comme matière première, et toutes peuvent être utilisées de préférence par Bifidobacterium [13].

En 2009, Guangdong Jiangmen Quantum Hi-Tech Biological Engineering Co., Ltd. a confié à l’université française des sciences et technologies de Lille la réalisation d’essais structuraux sur les matières premières oligosaccharides qu’elle produisait, et a découvert deux structures d’oligosaccharides non retrouvées dans le tableau 2, à savoir β-Gal-(1→4)-β-Gal-(1→4)-Glu et β-Gal-(1→2)-β-Gal-(1→2) (1→2) - β - Gal - (1→4) - Glu.

2. 2 propriétés physiques et chimiques

Commercially available oligosaccharide galactose is translucent, yellowish to colorless; has low viscosity, similar to that De lahigh fructose syrup; is 20% to 40% as sweet as sucrose, less than half as sweet, Et en plushas a refreshing taste; is highly water-soluble Et en plushas strong moisture retention properties; its water activity is similar to that De lasucrose; does not bind minerals; is stable to both acids and heat, and at pH 7, does not decompose after 10 minutes at 160 ℃ for 10 min without decomposing; at pH 2, it remains stable at 100 ℃ for 10 min. Under acidic conditions at pH 2 and a temperature range De la5 37 ℃, the acid stability of galacto-oligosaccharides is higher than that of fructo-oligosaccharides, so they can be Utilisé dans les aliments acides [14-15].

3 fonctions physiologiques des galacto-oligosaccharides

3.1 glucides à faible énergie

Par rapport au lactose et au saccharose, les oligosaccharides contiennent des liaisons β (1→6), β (1→4) et β (1→3) galactoside et ne sont pas hydrolysés par la β-galactosidase dans les liquides digestifs humains. Les résultats du test d’acide de l’estomac, du test de décomposition du liquide de l’intestin et du test d’excrétion 14c montrent que les galacto-oligosaccharides ne sont pas digérés ou absorbés par le corps et#39; S système digestif, et peut atteindre le gros intestin directement pour être utilisé par les bactéries intestinales. Certains chercheurs ont également utilisé l’extrait de la petite muqueuse intestinale de rats mâles SD pour effectuer un test d’hydrolyse in vitro des galacto-oligosaccharides et ont constaté que les enzymes du duodénum, du jéjunum et de l’iléon ne pouvaient pas hydrolyser les galacto-oligosaccharides. Par conséquent, les oligosaccharides sont des glucides à faible énergie qui peuvent être utilisés comme édulcorants et charges dans les aliments pour diabétiques [16-18].

3.2 favorise la prolifération des bifidobactéries

Galactose-based oligosaccharides (GOS) components of galactose-transfer oligosaccharides (TOS) can be easily utilized by bifidobactériesin the human intestine. However, harmful bacteria such as Escherichia coli, Proteus mirabilis, Clostridium perfringens, Enterococcus faecalis, Streptococcus mutans, some Streptococcus species and Staphylococcus aureus can hardly utilize TOS. It has a beneficial effect on the human body by stimulating the proliferation of beneficial bacteria in the intestines [19] [traduction].

Gibson G R Rdefines prebiotics as substances that can only be utilized by beneficial bacteria in the intestinand not by harmful bacteria [20-21]. Animal experiments and human trials have shown that a daily intake of 2–10 g of oligosaccharides can significantly increase the number of bifidobacteria in the stool, reduce the number of bacteroids, and establish an intestinal flora dominated by bifidobacteria [5, 22].

3. 3 améliore l’l’absorptiondes minéraux et prévient l’ostéoporose

Les Galacto-oligosaccharides favorisent l’l’absorptiondu calciumet préviennent l’ostéoporose en étant fermentés par des bifidobactéries dans le gros intestin pour produire des acides organiques [23]. Des essais cliniques ont révélé que les femmes ménopausées courent un risque élevé d’ostéoporose et de maladie coronarienne. Chonan et al. [24] ont comparé des rats Wistar femelles ayant subi une ovariectomie et ayant reçu des galacto-oligosaccharides à des rats témoins. Le groupe expérimental s’est avéré avoir une meilleure absorption du calcium, avec un poids de cendres dans les os et une teneur en calciumsignificativement plus élevée dans l’os de l’embryon que le groupe témoin. Cela indique que l’apport d’oligosaccharides peut effectivement favoriser l’absorption du calciumdans l’intestin, ce qui est bon pour le dépôt de minéraux osseux, et a donc un bon effet sur certains patients atteints d’ostéoporose. En même temps, l’absorption du magnésium est également améliorée par l’apport d’oligosaccharides [25-26].

3. 4 améliore le métabolisme des lipides

Human and animal tests have found that oligosaccharides can improve lipid metabolism, réduire la concentration de cholestérol sérique total, et augmenter la proportion de lipoprotéines de haute densité dans le sérum. Lorsque les sujets consommaient de 6 à 12 g d’oligosaccharides par jour pendant 2 semaines à 3 mois, leur taux de cholestérol total et de triglycérides était considérablement réduit en moyenne, et leur taux de cholestérol HDL augmentait. Après l’arrêt de la prise, l’amélioration des lipides sériques a graduellement disparu et est revenue à l’état de pré-absorption [27-28]. La réduction du taux de cholestérol sérique étant considérée comme le résultat de changements dans l’équilibre de la microflore intestinale, on peut supposer que les galacto-oligosaccharides favorisent la croissance et la prolifération des bifidobactéries, qui à leur tour régulent la synthèse du cholestérol en affectant l’activité de la β-hydroxy -β-méthylglutaryl-coenzyme A réductase, réduisant ainsi le taux de cholestérol sérique [29] [en].

3. 5 prévention et traitement de la constipation

Lorsque des oligosaccharides sont ingérés, les bifidobactéries dans l’intestin se développent et se multiplient, fermentant et décomposant les oligosaccharides en grandes quantités d’acides gras à chaîne courte (acide acétique, acide propionique, acide butyrique, etc.) et produisant du gaz. Cela abaisse le pH dans les intestins, inhibe la croissance et le métabolisme des bactéries nocives, stimule le mouvement intestinal, augmente la teneur en humidité des selles et maintient une certaine pression osmotique, empêchant ainsi la constipation [26,30]. Ulla Teuri et al. ont mené un essai sur 14 femmes souffrant de constipation, avec une moyenne d’âge de 79,6 ans. L’essai a montré que les personnes âgées avec des mouvements intestinaux pauvres qui consommaient 9g d’oligosaccharides par jour et après deux semaines, la constipation améliorée [31].

3. 6 faible carie-induisant

Les Caries sont causées par l’érosion des microorganismes buccaux. Comme les oligosaccharides ne sont pas des substrats pour les streptocoques oraux, ils ne causent pas de caries et peuvent avoir un effet anti-caries [32].

3. 7 générer des nutriments et améliorer l’état nutritionnel

Les Galacto-oligosaccharides favorisent la croissance de bifidobactéries dans l’intestin, qui sont bénéfiques pour la production de vitamines B. Les bifidobactéries peuvent synthétiser VB1, VB2, VB6, VB12, la niacine et l’acide folique dans le gros intestin humain, fournissant des nutriments directement à l’hôte [33]. Certaines bactéries présentes dans l’intestin des adultes ont un effet destructeur sur les vitamines B. Par exemple, les bactéries Thiamin-Lyase peuvent dégrader VB1 et causer des carences. Les Galacto-oligosaccharides peuvent favoriser la prolifération de bifidobactéries, inhiber la croissance de cette bactérie et fournir au corps le VB1 [34-35].

Des expériences animales ont montré que les bifidobactéries peuvent également améliorer le corps et#39;s digestion and absorption of lactose. Galactose obtained from bifidobacteria fermenting lactoseEst le principal composant des gangliosides dans le système nerveux, et il est étroitement lié au développement rapide et à la croissance des tissus cérébraux chez les nouveau-nés [36]. Il peut également favoriser l’absorption des protéines, augmenter le corps et#39; S l’accumulation d’azote et de protéines, et réduire la concentration d’ammoniac dans le sang [37].

3. 8 améliore l’immunité, les fonctions anti-tumorales et anti-vieillissement

Des expériences sur des animaux ont confirmé que les bifidobactéries proliférent dans l’intestin, ce qui d’une part active la superoxyde dismutase (SOD) dans le sérum sanguin pour éliminer les radicaux libres oxydés dans le corps [38]; D’autre part, il augmente le niveau d’anticorps dans le corps, active l’activité phagocytaire des macrophages, et améliore le corps et#39; S capacité à lutter contre l’infection [39-41]. La prolifération des bifidobactéries dans l’intestin joue un rôle important pour prévenir, inhiber et tuer les cellules tumorales et retarder le vieillissement du corps [42-43]. Par conséquent, l’ingestion d’oligosaccharides peut aider à améliorer le corps et#39; S immunité et améliorer ses fonctions anti-tumorales et anti-âge.

4 développement et application des oligosaccharides dans l’industrie alimentaire

En 1990, des oligosaccharides ont été appliqués à certains produits alimentaires et boissons au Japon, et des produits finaux commercialisés sont apparus. Actuellement, les oligosaccharides sont largement utilisés au Japon comme édulcorants, substituts du sucre, ingrédients alimentaires et ingrédients alimentaires fonctionnels, et sont ajoutés à divers aliments tels que les produits laitiers, les bonbons, les boissons, le pain, la confiture, les desserts et les aliments santé. Ces dernières années, l’europe, la Chine et le Japon ont successivement effectué de nombreuses recherches sur la production et les fonctions des oligosaccharides. En tant que nouveau facteur fonctionnel prébiotique et ingrédient alimentaire idéal, les oligosaccharides sont devenus un point critique de la recherche en science alimentaire et sont largement utilisés comme prébiotiques dans les préparations pour nourrissons, les produits laitiers, les produits de boulangerie, les bonbons, les aliments pour personnes âgées et les aliments fonctionnels.

The Ministry of Health of China has approved GOS as a new resource food. It is also allowed to be added to infant foods, dairy products, beverages, baked goods, and candy (Ministry of Health De laPeople' annonce n ° 20 de 2008 de la république de Chine, ministère de la santé du peuple et#39; S république de Chine, annonce No 12 de 2007) [45].

The following describes the application of galacto-oligosaccharides in dairy products and health foods.

4. 1 Application de galacto-oligosaccharides dans les produits laitiers

Les consommateurs de pays et de régions comme le Japon, l’europe et les États-Unis ont un niveau élevé de connaissance des oligosaccharides fonctionnels. Le développement et l’application de nouveaux types deOligosaccharides fonctionnels such as prebiotics is developing rapidly in these regions, and they are mainly used in formula foods and health products. In China, galacto-oligosaccharides (GOS) are mainly used in formula laitpowder, milk beverages and fermented milk. For formula milk powder, especially high-end infant formula milk powder and milk powder for the elderly, galacto-oligosaccharides are a good prebiotic ingredient [46].

L’un des problèmes les plus courants chez les nourrissons nourris artificiellement est la sécheresse des selles ou même la constipation. Des études ont montré que le lait en poudre contenant des oligosaccharides fonctionnels peut mieux prévenir ce problème [47-48]. Les prébiotiques améliorent la digestion, favorisent l’absorption des nutriments et produisent des vitamines B, entre autres effets. Ils rendent les produits laitiers plus équilibrés sur le plan nutritionnel et plus faciles à absorber. Le but de l’ajout de galacto-oligosaccharides est non seulement d’imiter la composition nutritionnelle du lait maternel, mais aussi de promouvoir la santé. La quantité spécifique d’addition est déterminée en fonction des résultats de recherche pertinents, des réglementations techniques et de l’efficacité unitaire des galacto-oligosaccharides. Généralement, le montant d’addition est 0.5%-6.0% [5,26,45,49].

Selon les statistiques d’ac Nielsen, les produits laitiers fermentés sont l’un des six produits alimentaires dont la croissance est la plus rapide au monde (taux de croissance annuel de 18%). Sur le marché intérieur, les produits laitiers fermentés sont également l’un des nouveaux produits les plus dynamiques de l’industrie laitière. Avec une sensibilisation accrue à la santé, la fonctionnalisation du yogourt et la segmentation des groupes de consommateurs deviendront une tendance de développement. Le yogourt et les boissons au lait aromatisées avec des facteurs prébiotiques ajoutés tels que les galacto-oligosaccharides sont déjà sur le marché, comme le Mengniu' S santé acide lait. Convient aux personnes souffrant de constipation, la consommation à long terme peut aider à la digestion et éliminer les toxines du corps, réguler lentement les intestins, et soulager et traiter Constipation [50-53].

4.2 Application des oligosaccharides dans les aliments de santé

Because of its pure and refreshing sweetness, excellent physiological activity and health-promoting properties, as well as its good moisture retention and ease of processing, galacto-oligosaccharides are widely used in health foods. Maria Saarela [54] [traduction], Costas G. Biliaderis [55], Pan Daodong [56], Zhong Yaoguang [57] and others have all used galacto-oligosaccharides as functional food ingredients in their own works, believing that they have good prebiotic properties and health-promoting and can be used in a variety of health foods. Currently, there are already products on the market avecoligosaccharides as an active ingredient that can promote the proliferation of bifidobacteria, prevent diarrhea, and prevent constipation.

5 Conclusion

En bref, comme people' S le niveau de vie continue de s’améliorer, l’incidence de diverses "maladies civilisées" liées à l’alimentation augmente également. La santé est devenue la quête numéro un de l’humanité au 21e siècle. De plus, au fur et à mesure que les gens vieillissent, leur mode de vie devient plus stressant, la pression du travail augmente et leur régime alimentaire devient moins équilibré, et pour diverses autres raisons telles que la prise d’antibiotiques et les changements environnementaux, les bactéries bénéfiques dans le corps diminuent progressivement, tandis que les bactéries nuisibles se multiplient, ce qui entraîne des troubles digestifs tels que ballonnements, douleurs abdominales, érythmies et perte d’appétit. L’impact de l’alimentation sur la santé humaine est de plus en plus reconnu, tout comme la recherche et le développement d’aliments fonctionnels contenant des oligosaccharides. En même temps, la consommation d’aliments contenant des oligosaccharides peut atténuer les symptômes digestifs et réduire l’incidence des «maladies civilisées».

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