Quelles sont les utilisations de la poudre de Galacto Oligosaccharides?

Galactooligosaccharides (GOS) are functional oligosaccharides with natural properties. They are a type of heterooligosaccharide formed when β-galactosidase acts on lactose to link 1–4galactose units to the galactose group of the lactose molecule. GOS has the effect of promoting the proliferation of beneficial bacteria in the human intestine, inhibiting the growth of intestinal putrefactive bacteria, improving lipid metabolism, reducing the concentration of total serum cholesterol, and promoting the absorption of mineral elements. It also has the characteristics of low calories and good solubility. In today&#Les propriétés fonctionnelles et la recherche sur la production des galacto-oligosaccharides sont devenues un centre d’attention mondial. Cet article passe en revue les progrès de la recherche sur la technologie de production du galacto-oligosaccharide, les effets physiologiques et le statut d’application, et examine plus en détail ses perspectives d’application.

1 progrès de la recherche dans les technologies de production

Les technologies clés pour la production de fermentation de galacto-oligosaccharides sont la sélection et l’élevage d’excellentes souches de fermentation, des techniques efficaces de fermentation, de séparation et de purification.

1. 1 sélection de souches

Le conseil des ministresproduction of oligosaccharides by microbial fermentation, la souche, le milieu et les conditions de culture peuvent grandement influer sur le rendement et la qualité des GOS. Par conséquent, la sélection des souches de production est la tâche et la technologie les plus critiques dans l’industrie de la fermentation et est généralement appréciée. L’activité hydrolytique et l’activité transglycosylase de la β-galactosidase provenant de différentes sources microbiennes varient considérablement. Ces dernières années, il y a eu des rapports sur la synthèse de GOS par la β-galactosidase à partir de différentes sources microbiennes.

En 2003, Cho [1] et al. ont purifié la β-galactosidase de Bullera Les singularisKCTC7534 et ont utilisé le lactose comme substrat pour la transglycosylation, produisant jusqu’à 50% d’oligosaccharides. Wang Hongmei et Xiao Min [2] ont obtenu une bactérie produisant de la β-galactosidase avec une activité de transglycosylation en 2006 par des expériences de dépistage de l’activité hydrolytique et de l’activité de transglycosylation de 97 souches de bactéries conservées dans leur laboratoire. Il a été identifié comme Bacillus megaterium 2-37-4-1. La teneur en divers composants a été analysée par chromatographie liquide à haute pression et on a constaté que 25,68 % d’oligosaccharides, 33,02 % de disaccharides (y compris le lactose et les disaccharides de transfert), 26,37 % de glucose et 14,92 % de galactose.

1.2 fermentation efficace

Les conditions de Fermentation et la composition du milieu de culture peuvent influer considérablement sur la concentration, le taux de conversion et l’intensité de production des produits de Fermentation, et leur coût influe directement sur les avantages économiques de l’ensemble du processus de Fermentation. Par conséquent, les chercheurs ont également étudié la production de fermentation efficace des galacto-oligosaccharides.

Li Derong de l’université de Guangxi [3] a utilisé Alternaria comme souche de départ pour étudier les conditions de fermentation pour produire la β-galactosidase, et a effectué des expériences d’optimisation sur la composition du milieu de fermentation. Après de nombreuses expériences répétées, il a été déterminé que la formule du milieu était: 2% de lactose,3% de farine de soja,Nitrate de sodium 0,2%, K2HPO4 0,15%, MgSO4 0,05%, KCl 0,1%, FeSO4 0,015%, pH 5,0. Les conditions optimales de production d’enzymes sont: température de fermentation 30°C, vitesse du shaker 180 r/min et temps de culture 60 h. Dans ces conditions optimisées, l’activité enzymatique de l’enzyme produite par cette bactérie peut atteindre 8,76 U/mL, soit 1,96 fois l’activité enzymatique avant optimisation. Après que cette β-galactosidase ait été immobilisée par covalence en utilisant le chitosan comme support et le glutaraldéhyde comme agent de réliaison, l’activité enzymatique et le rendement de l’enzyme immobilisée préparée ont été considérablement améliorés, et le taux final d’hydrolyse du lactose pourrait atteindre 70%, et le rendement de l’oligosaccharide galactose pourrait atteindre 31%.

1. 3 technologie de séparation et de purification

At present, the yield of enzymatic synthesis of galacto-oligosaccharides is 24% to 57%, and the purity of the product is not high. In order to further increase the GOS content in the product and enable it to better exert its unique physiological functions, it is necessary to use separation and purification technology to further refine the galacto-oligosaccharide product. At present, the main methods for separating and purifying GOS include membrane separation, gel column separation, and microbial fermentation.

Mao Genian [4] et d’autres ont utilisé une méthode de résine échangeuse d’ions pour séparer et purifier les oligosaccharides d’un sirop contenant des galacto-oligosaccharides, du galactose, du lactose et du glucose. Les conditions de séparation et d’épuration ont été optimisées par une méthode de conception uniforme et les oligosaccharides ont été mesurés par chromatographie en couche mince. Les résultats montrent que l’utilisation d’une résine échangeuse cationique fortement acide à une température de 60 ° C, d’un volume d’injection de 10 mL, d’un débit d’éluant de 3 mL/min et d’une hauteur de résine de 600 mm peut efficacement éliminer le glucose, le lactose et le galactose du sirop, augmentant ainsi la teneur en GOS du produit. Dans la plage de réception optimale, le taux de récupération total de chaque composant du sucre dans le sirop peut atteindre 96,3 %, et la teneur en GOS dans le produit final peut atteindre 63,8 % de la teneur totale en sucre. L’université de technologie chimique de Beijing [5] a utilisé une colonne de gel de dextran Sephadex G-25 pour séparer et purifier un mélange de galacto-oligosaccharides. Des expériences ont montré que cette colonne de gel peut être utilisée pour obtenir un mélange GOS d’une pureté de 85,03 % et seulement une petite quantité de lactose. Si on utilise une deuxième colonne, l’effet de séparation est encore plus prononcé, et la pureté du GOS peut atteindre 89,39%.

2 fonctions physiologiques des oligosaccharides

2. 1 favorise la réparation des muqueuses intestinales

Certaines études ont montré queoligosaccharides, as a prebiotic, can inhibit intestinal mucosal damage and promote intestinal mucosal repair. Duan Yun [6] established a model of 48 rats with acute high-altitude hypoxia in a highland area of 3,848 meters. 24 rats were randomly selected as the high-altitude hypoxia control group, and the other 24 rats were added with prebiotics (olig galactose). The rats were then divided into 6 groups of 8 rats each at the time points of 2d, 4d and 6d. Occludin protein expression was detected using immunohistochemistry, and the expression levels of tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) and interleukin-10 (IL-10) in ileal tissues were determined using ELISA.

L’étude a montré que comparé au groupe hypoxique à chaque point de temps, la quantité de protéine d’occluine dans le groupe prébiotique était significativement plus élevée (P< 0,01), le niveau d’expression de TNF-α était plus faible, et le niveau d’expression d’il-10 était plus élevé (P< 0,05). Les résultats ont montré que les oligosaccharides peuvent augmenter significativement l’expression de l’occludine, une protéine de jonction étroite dans la muqueuse intestinale de rats exposés à des conditions hypoxiques aiguës, inhibant ainsi les dommages à la barrière muqueuse intestinale causés par des conditions hypoxiques et la réparation de la muqueuse intestinale. Dans la muqueuse intestinale des rats, inhibant ainsi la destruction de la barrière muqueuse intestinale causée par l’hypoxie d’altitude et réparant la muqueuse intestinale.

2. 2 améliorer l’immunité humaine

En tant que prébiotique, les galacto-oligosaccharides n’ont aucun effet sur le système immunitaire en soi, mais peuvent affecter le système immunitaire en influençant la flore dans le gros intestin. Christine Hughes [7] a montré que les galacto-oligosaccharides en tant que complément alimentaire peuvent réduire les symptômes du dysfonctionnement immunitaire chez les étudiants causés par un stress excessif aux examens. Les sujets de l’étude étaient des étudiants universitaires qui étaient sur le point de passer leurs examens de fin d’études. 427 sujets ont été sélectionnés et ont reçu 2,5 à 5 g de go par jour pendant 8 semaines. La fréquence des symptômes du rhume et de la grippe causés par une pression excessive à l’étude et à l’examen a été consignée. Les résultats ont montré qu’une supplémentation appropriée avec des oligosaccharides peut réduire de manière significative l’incidence de la grippe chez les sujets de test, améliorant ainsi efficacement l’immunité humaine.

2. 3 inhiber l’ostéoporose et réduire le cholestérol

Osamu [8] a constaté que l’alimentation d’une certaine quantité de galacto-oligosaccharides à des rats ovariectomisés peut favoriser l’absorption des ions calcium et inhiber l’ostéoporose. Des études ont montré qu’après avoir administré à des rats ovariectomisés des aliments contenant des oligosaccharides pendant 8-10 et 18-20 jours, le taux d’absorption des ions calcium était significativement plus élevé que celui des rats non ajoutés avec des GOS. Le poids des cendres osseuses du fémur et du tibia des rats ovariectomisés nourris avec du GOS et la teneur en calcium du tibia étaient significativement plus élevés que ceux du groupe témoin.

Les Galacto-oligosaccharides peuvent être fermentés par des bactéries dans l’intestin et peuvent produire des acides gras à chaîne courte en utilisant des glucides non digérés dans les aliments. Cela a un effet hypocholestérolémiant en inhibant la synthèse du cholestérol dans le foie et en provoquant la redistribution du cholestérol dans le sang dans le foie. Bien que le retrait des ovaires des souris d’essai augmente la teneur en cholestérol dans le sérum, il a été vérifié que l’ajout de GOS peut réduire considérablement la teneur en cholestérol chez les rats ovariectomisés.

2. 4 promouvoir la croissance et le développement chez les nourrissons

Le lait maternel est riche envarious oligosaccharides, and breast milk oligosaccharides are important prebiotics. They are also the main factor influencing breastfed infants in obtaining a intestinal flora dominated by bifidobacteria and enhancing immune function.

Luo Yadong [9] added 2.4 g/L oligosaccharides to infant formula and compared it with breast milk as a control group. It was found that after infants consumed formula with added GOS, the acetic acid content in the stool was significantly increased, the stool consistency was improved, the frequency and volume of stools increased, and there were no significant intestinal adverse reactions (crying, spilling milk, vomiting) in the infants. It was also found that the incidence of protein allergies in infants occurrence, improve infant nutrition and immune function. Wang Fang [10] added a certain amount of oligosaccharides and fructo-oligosaccharides to formula milk, and statistically analyzed data such as infant growth and development. The results showed that formula milk with added oligosaccharides had a strong driving force for weight and length gain. The addition of oligosaccharides such as galacto-oligosaccharides and fructo-oligosaccharides to infant formula for artificial feeding is the best choice for infants who cannot obtain breast milk after birth. The addition of oligosaccharides further improves the physiological tolerance of infants and young children to formula milk, facilitates the intestinal absorption of nutrients and calcium, and promotes growth and development.

3 Application des oligosaccharides

Les Oligosaccharides sont depuis longtemps considérés comme un complément alimentaire idéal pour des groupes particuliers tels que les nourrissons, les femmes et les personnes âgées. Ils sont maintenant largement utilisés dans les préparations pour nourrissons, les produits laitiers, les boissons, la nutrition clinique, les produits de boulangerie et les aliments pour animaux de compagnie.

3. 1 préparation pour nourrissons

Le but principal de l’ajout de prébiotiques aux préparations pour nourrissons est de proliférer efficacement les bifidobactéries, de sorte que les nourrissons non allaités puissent obtenir un environnement de flore intestinale compatible avec celui des nourrissons allaités. Selon les rapports de plusieurs institutions de recherche,Ajout de GOS aux préparations pour nourrissonsPeut effectivement promouvoir la santé intestinale du nourrisson et améliorer leur immunité, et améliorer davantage la tolérance physiologique des nourrissons au lait maternisé.

3. 2 produits laitiers

GOS can be widely used in the production of dairy products such as yogurt and cheese because of its good solubility. GOS can also be used in the production of products such as fruit juice yogurt because of its good acid stability. Adding GOS to fruit juice yogurt can make the yogurt smoother and creamier, with a richer milk flavor. Moreover, GOS is not destroyed by the probiotics in yogurt, and its functionality and efficacy are not damaged or affected.

3. 3 boissons

En raison de sa stabilité acide et de sa bonne solubilité,GOS is now mostly used as a food additive in beverages such as fruit drinks, breakfast drinks, and refreshing drinks. GOS is stable and will not break down at low pH or high temperatures. It can therefore be added to beverages of various natures in a variety of dosages and by various methods, such as being added to concentrated fruit juice and high-concentration syrups. GOS has a sweet, light taste, and adding it to beverages will not affect the taste or appearance in any way.

3. 4 nutrition clinique

La nutrition clinique désigne les aliments et les boissons diététiques qui sont fournis à certains patients dont le corps est affaibli en raison d’une maladie dans le but de traiter ou de soulager des maladies et d’accroître l’effet clinique du traitement. Le go est un nutriment très important qui doit être ajouté aux produits de nutrition clinique. Il peut favoriser la prolifération de bifidobactéries et a pour effet de soulager la constipation et de favoriser l’absorption des éléments minéraux. Il peut également répondre aux besoins nutritionnels particuliers des patients, prévenir la malnutrition et favoriser leur amélioration physique.

3. 5 produits de boulangerie

Le GOS est une fibre alimentaire pauvre en calories qui a de bonnes propriétés de rétention d’eau et qui peut être utilisée pour la fabrication de pain et d’autres produits de boulangerie. Manger des produits de boulangerie avec des GOS ajoutés peut favoriser la croissance des bifidobactéries, améliorer la constipation, stimuler le système immunitaire et favoriser l’absorption des minéraux.

3. 6 nourriture pour animaux de compagnie

La santé d’un animal' S tractus intestinal affecte directement son immunité, et la santé intestinale est affectée par la flore intestinale. Les GOS peuvent favoriser la prolifération de bactéries bénéfiques et aider les animaux à développer un environnement intestinal sain, renforçant ainsi leur immunité. Des études ont montré que le GOS, en tant que prébiotique, peut augmenter le nombre de bactéries lactiques et de bifidobactéries dans le corps et inhiber la croissance de bactéries pathogènes. Il peut également améliorer considérablement la croissance des cheveux des animaux de compagnie et favoriser leur croissance saine.

4    Les perspectives

The human intestine is a complex ecosystem consisting of more than 500 microbial species. Due to the various environmental and lifestyle pressures in modern society, restoring and maintaining intestinal health and boosting the immune system have become major concerns. Adding functional food additives to food has been proven to be a good way to maintain intestinal microecological balance. In today' S société, GOS a été utilisé comme additif alimentaire fonctionnel dans de nombreux domaines, tels que les aliments pour nourrissons et pour enfants en bas âge, les bonbons, les boissons et les aliments de nutrition clinique. Les Oligosaccharides avec des fonctions spécifiques se développent également rapidement en tant que nouveau type de fibre alimentaire dans l’industrie nutraceutique. Afin d’améliorer la compétitivité internationale et la part de marché de la Chine et#39; S oligosaccharides, la technologie de production GOS de haute qualité et peu coûteuse est une question importante que nous devons résoudre de toute urgence. L’utilisation de la biotechnologie moderne pour remplacer les procédés de production traditionnels et améliorer la production des GOS est devenue la clé de la poursuite de la recherche et du développement.

Références:

[1] Y J C,H J S,Bucke C. Purification et propriétés biochimiques d’un galacto -oligosaccharide produisant de la bêta-galactosidase de Bullera singularis  [J]. Les biotechnologies  Lett,2003,25  (24) : 2107-2111.

[2] Wang Hongmei, Xiao Min, Li Zhengyi. Criblage et identification des bactéries productrices de β-galactosidase et production enzymatique d’oligosaccharides [J]. Journal of Shandong University, 2006, 40 (1).

[3] Li Derong. Criblage de bactéries productrices de β-galactosidase-et recherche sur la préparation enzymatique d’oligosaccharides [D]. Université de Guangxi, 2010.

[4] Mao Gennian, Li Yanjun, Wu Xiaojie, et al. Isolement et purification des oligosaccharides [J]. Food Additives, 2005 (6): 150-151.

[5] Feng Yongmei, Chang Xiulian, Wang Wenhua et al. Séparation des oligosaccharides par chromatographie de filtration sur gel avec dextran [J]. Journal of Beijing University of Chemical Technology, 2009, 36 (1): 73-76.

[6] Duan Yun, Zhang Fangxin, Shan Deng, et al. Recherche sur l’effet de l’ajout de prébiotiques sur l’occludine, une protéine de jonction étroite dans la barrière muqueuse intestinale de rats avec plateau aigu [J]. Chinese Journal of Microecology, 2011, 23 (5).

[7] Hughes C, DavoodiSemiromi Y, Colee J C, et al. La supplémentation en Galactooligo- saccharide réduit la dysfonction gastrointestinale induite par le stress et les jours de rhume ou de grippe: un essai contrôlé randomisé, en double aveugle, chez des étudiants universitaires en bonne santé [J]. American Society for Nutrition, 2011, 93 (6): 1305-1311.

[8] CHONAN O,MATSUMOTO K,WATANUKI M. Effet de Ga- lactoologosaccharides sur l’absorption du Calcium et la prévention des os Perte chez les Rats ovariectomisés [J]. Biosci. Biotechnologie. Biochem. ,,,,, 1995,59  (2) : 236-239.

[9] Lu Yadong. Étude sur l’amélioration de la microécologie intestinale du nourrisson et de la fermentation par l’ajout de galacto-oligosaccharides au lait maternel [J]. Modern Medicine, 2007, 35 (6).

[10] Wang Fang, Huang Zhe, Zhang Lei. Croissance et développement de nourrissons nourris au lait maternisé avec des oligosaccharides ajoutés [J]. Practical Medical Technology Journal, 2004, 11 (9): 1891-1892.