Quelles sont les utilisations de la poudre de Galacto Oligosaccharides?

Les Galactooligosaccharides (GOS) sont des oligosaccharides fonctionnelsAux propriétés naturelles. Il s’agit d’un type d’hétérooligosaccharide formé lorsque la β-galactosidase agit sur le lactose pour relier 1 à 4unités de galactose au groupe galactose de la molécule de lactose. GOS a pour effet de favoriser la prolifération de bactéries bénéfiques dans l’intestin humain, d’inhiber la croissance de bactéries putrefactives intestinales, d’améliorer le métabolisme des lipides, de réduire la concentration de cholestérol sérique total, et de promouvoir l’absorption des éléments minéraux. Il a également les caractéristiques de faibles calories et une bonne solubilité. En aujourd’hui&#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 degalacto-oligosaccharidesSont la sélection et l’élevage d’excellentes souches de fermentation, des techniques efficaces de fermentation et de séparation et de purification.

1. 1 sélection de souches

La production d’oligosaccharides par fermentation microbienne, 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 tourbe de soja, 0,2% de nitrate de sodium, 0,15% de K2HPO4, 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

À l’heure actuelle, le rendement de synthèse enzymatique des galacto-oligosaccharides est de 24% à 57%, et la pureté du produit n’est pas élevée. Afin d’augmenter encore la teneur en GOS du produit et de lui permettre de mieux exercer ses fonctions physiologiques uniques, il est nécessaire d’utiliser la technologie de séparation et de purification pour affiner davantage le produit galacto-oligosaccharide. À l’heure actuelle, les principales méthodes de séparation et de purification des GOS comprennent la séparation par membrane, la séparation par colonne de gel et la fermentation microbienne.

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 que les oligosaccharides, en tant que prébiotique, peuvent inhiber les lésions des muqueuses intestinales et favoriser la réparation des muqueuses intestinales. Duan Yun [6] a établi un modèle de 48 rats atteints d’hypoxie aiguë à haute altitude dans une région montagneuse de 3848 mètres. 24 rats ont été choisis au hasard comme groupe témoin de l’hypoxie en haute altitude, et les 24 autres rats ont été ajoutés avec des prébiotiques (olig galactose). Les rats ont ensuite été divisés en 6 groupes de 8 rats chacun aux points de temps 2d, 4d et 6d. L’expression de la protéine occludine a été détectée par immunohistochimie, et les niveaux d’expression du facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α) et de l’interleukine-10 (IL-10) dans les tissus iléaux ont été déterminés par 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 en divers oligosaccharides, et les oligosaccharides du lait maternel sont des prébiotiques importants. Ils sont également le principal facteur influençant les nourrissons allaités dans l’obtention d’une flore intestinale dominée par les bifidobactéries et l’amélioration de la fonction immunitaire.

Luo Yadong [9] a ajouté 2,4g /L d’oligosaccharides à la préparation pour nourrissons et l’a comparé au lait maternel comme groupe témoin. Il a été constaté qu’après la consommation de préparations contenant du GOS ajouté, la teneur en acide acétique dans les selles augmentait de manière significative, la consistance des selles était améliorée, la fréquence et le volume des selles augmentaient et il n’y avait pas de réactions indésirables intestinales significatives (pleurs, renversement de lait, vomissements) chez les nourrissons. Il a également été constaté que l’incidence des allergies aux protéines chez les nourrissons occurrence, améliorer l’alimentation du nourrisson et la fonction immunitaire. Wang Fang [10] a ajouté une certaine quantité d’oligosaccharides et de fructo-oligosaccharides au lait maternisé, et a analysé statistiquement des données telles que la croissance et le développement du nourrisson. Les résultats ont montré que le lait de préparation contenant des oligosaccharides ajoutés avait une forte force motrice pour le gain de poids et de longueur. L’ajout d’oligosaccharides tels que les galacto-oligosaccharides et les fructo-oligosaccharides aux préparations pour nourrissons destinées à l’alimentation artificielle est le meilleur choix pour les nourrissons qui ne peuvent pas obtenir de lait maternel après la naissance. L’ajout d’oligosaccharides améliore encore la tolérance physiologique des nourrissons et des jeunes enfants au lait maternisé, facilite l’absorption intestinale des nutriments et du calcium, et favorise la croissance et le développement.

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 des rapports de plusieurs institutions de recherche, l’ajout de GOS aux préparations pour nourrissons peut efficacement favoriser la santé intestinale des nourrissons et renforcer leur immunité, et améliorer davantage la tolérance physiologique des nourrissons au lait maternisé.

3. 2 produits laitiers

GOS peut être largement utilisé dans la production de produits laitiers tels que le yogourt et le fromage en raison de sa bonne solubilité. GOS peut également être utilisé dans la production de produits tels que le yogourt de jus de fruits en raison de sa bonne stabilité acide. L’ajout de GOS au yaourt au jus de fruits peut rendre le yaourt plus lisse et plus crémeux, avec une saveur de lait plus riche. De plus, GOS n’est pas détruit par les probiotiques dans le yogourt, et sa fonctionnalité et son efficacité ne sont pas endommagées ou modifiées.

3. 3 boissons

En raison de sa stabilité acide et de sa bonne solubilité, le GOS est maintenant principalement utilisé comme additif alimentaire dans les boissons telles que les boissons aux fruits, les boissons pour le petit-déjeuner et les boissons rafraîchissantes. GOS est stable et ne se décompose pas à faible pH ou à hautes températures. Il peut donc être ajouté à des boissons de natures diverses selon une variété de dosages et par diverses méthodes, par exemple en l’ajoutant à des jus de fruits concentrés et à des sirops à forte concentration. GOS a un goût doux et léger, et l’ajouter aux boissons n’affectera en aucune façon le goût ou l’apparence.

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

L’intestin humain est un écosystème complexe composé de plus de 500 espèces microbiennes. En raison des diverses pressions exercées sur l’environnement et le mode de vie dans la société moderne, la restauration et le maintien de la santé intestinale et le renforcement du système immunitaire sont devenus des préoccupations majeures. L’ajout d’additifs alimentaires fonctionnels aux aliments s’est avéré être un bon moyen de maintenir l’équilibre microécologique intestinal. En aujourd’hui' 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.