Qu’est-ce que Fructo Oligosaccharide FOS?

Fructooligosaccharide (FOS, également connu sous le nom de sucralose oligosaccharide, oligofructose ou sucralose trisaccharide oligosaccharide), avec la formule moléculaire GFn (n est 2-5, G est le glucose, et F est le fructose), est un terme général pour les hydrates de carbone tels que sucralose trisaccharide (GF2), sucralose tétrasaccharide (GF3), sucralose pentasaccharide (GF4), et sucralose hexasaccharide (GF5), qui sont composés de saccharose et 1-4 unités de fructose liées aux unités de fructose dans le saccharose par β-1,2 liaisons glycosidiques. Calculez l’oligofructose sucre (GF2), le saccharse-fructose tétrose (GF3), le saccharse-fructose pentose (GF4) et le saccharse-fructose hexose (GF5) glucides.

Lors du calcul de la teneur totale en oligofructose, la teneur en saccharose fructose hexose (GF5) ne doit pas dépasser 5% de la teneur totale en FOS, et l’excédent n’est pas compté [1,2]. Les Fructooligosaccharides sont présents dans environ 36 000 espèces végétales, telles que les bananes, l’ail, les oignons, l’orge, le blé et le malt. Parmi les nombreux oligosaccharides fonctionnels, les fructooligosaccharides sont les seuls à avoir les doubles propriétés physiologiques d’un facteur bifidus fort et des fibres alimentaires solubles dans l’eau. En 2010, le ministère de la santé a approuvéDes fructooligosaccharides en poudre de haute pureté comme supplément nutritionnel,Qui a de larges perspectives d’application dans l’industrie alimentaire. Cet article passe en revue les propriétés physiques et chimiques, les méthodes de préparation, les méthodes de purification, les méthodes d’essai et les activités biologiques des fructooligosaccharides au cours des dernières années. En tant qu’enrichissant nutritionnel, qui a de larges perspectives d’application dans le secteur alimentaire. Cet article passe en revue les propriétés physico-chimiques, les méthodes de préparation, les méthodes de purification, les méthodes d’essai et les activités biologiques des fructooligosaccharides au cours des dernières années.

1 propriétés physico-chimiques des fructooligosaccharides

Le conseil des ministresDouceur des composants fructooligosaccharides individuelsEst inférieure à celle du saccharose, de sorte que la douceur du produit diminue à mesure que la teneur en fructooligosaccharides augmente. Le goût sucré du sirop fructooligosaccharide de types G (pureté 50 à 65%) et P (pureté 90% ou plus) est respectivement 0,6 et 0,3 fois supérieur à celui d’une solution de saccharose de 100Bx. Il est plus frais que le saccharose, avec un pur, sans arrière-goût. Les Fructooligosaccharides ne sont pas digérés dans le corps, ne produisent pas de calories et n’ont que 1/4 de la valeur calorique du saccharose.

Le conseil des ministresViscosité des fructooligosaccharidesEst semblable à celui de l’isomaltose dans la gamme de 0-70 °C, mais diminue avec l’augmentation de la température. Lorsque le pH de l’environnement est neutre, les fructooligosaccharides sont très stables à 120 °C. Cependant, dans des conditions acides (pH = 3), ils se décomposent facilement à des températures supérieures à 60 °C et leur stabilité est considérablement réduite. L’activité dans l’eau des fructooligosaccharides de type g se situe entre celle du sorbitol et du saccharose, tandis que celle des fructooligosaccharides de type p est légèrement supérieure à celle du saccharose. Les Fructooligosaccharides ont de meilleures propriétés d’absorption de l’humidité que le maltose et sont semblables au sorbitol. Les Fructooligosaccharides présentent également les avantages suivants: bonne solubilité, non-réduction, non-coloration, propriétés excipientes, résistance aux alcalis et propriétés anti-âge [3].

2 procédés de préparation de fructooligosaccharides

Le processus de production deLes fructooligosaccharides peuvent être divisés en deux catégoriesSelon les différentes matières premières, à savoir la méthode enzymatique du saccharose et la méthode d’extraction de l’artichaut et de la chicorée [1]. Le premier obtient un oligofructose de type sucrose-fructose, tandis que le second obtient un oligofructose de type fructose-fructose. Au début, l’oligofructose était préparé directement en utilisant Aspergillus oryzae et d’autres bactéries comme catalyseurs (les bactéries contiennent une petite quantité d’inulinase). Cependant, en raison de facteurs tels que la composition complexe du système enzymatique bactérien et la faible teneur en inulinase, qui a causé l’impureté du produit, cette méthode a été éliminée.

Wang Peng [4] a utilisé une combinaison d’enzymes immobilisées de fructosyltransférase et d’isomérase de glucose immobilisées dans une réaction par étapes et en tandem, complétée par du saccharose, pourPréparer des fructooligosaccharides....... Les résultats ont montré que des fructooligosaccharides ayant une teneur en fructooligosaccharides d’environ 62% étaient préparés par addition de saccharose. La raison en est que l’ajout d’une certaine quantité de saccharose à la solution de sucre casse l’équilibre de conversion original de la réaction, et après un certain temps, un nouvel équilibre est établi, ce qui améliore le taux de conversion du produit.

Zou Jie et al. [5] ont utilisé le génie génétique pour clurer le gène de l’inulinase de Saccharomyces cerevisiae et obtenir son expression efficace chez Pichia pastoris. Les résultats ont montré que l’activité en inulinase de la souche fabriquée dans un fermenteur de 10 litres atteignait 1570 U/mL. Le processus optimisé pourPréparation de l’oligofructose à partir d’inulinePar cette souche fabriquée à l’inulinase a montré que dans un système de réaction de 1 L, dans des conditions de pH 5,0, température de réaction de 50 °C, 0,2 mmol/L Mg2+ et concentration en inuline de 8%, l’inuline était complètement hydrolysée lorsque la quantité d’enzymes était de 10 U, et la teneur effective en oligofructose dans l’hydrolysat était jusqu’à 7,92 %. En outre, Mi Yunhong et al. [6] ont publié une méthode de préparation des fructooligosaccharides à l’aide d’un tamis moléculaire et d’un bioréacteur à plaques décolleuses. Cette méthode peut produire des produits fructooligosaccharides qui répondent à diverses spécifications telles que GB23528-2009 Type 55, Type 70, Type 75, Type 90 et Type 95selon les besoins.

3 procédés de Purification de l’oligofructose

Les principauxProcédés de purification de l’oligofructoseInclure la séparation de membrane de nanofiltration, la séparation chromatographique et la séparation microbienne. Weng Guihua et al. [7] ont utilisé de l’oligofructose de qualité ordinaire (50 à 55% en masse) comme matière première pour étudier les conditions de nanofiltration de l’oligofructose. Les résultats ont montré que la pureté de l’oligofructose ne pouvait être augmentée à environ 85% qu’en utilisant simplement des membranes de nanofiltration, et le coût élevé du nettoyage de la membrane n’était pas propice à la production industrielle d’oligofructose. Lin Show-ching et al. [8] ont montré que les résines d’adsorption macroporeuses ont un bon effet sur la séparation. Cependant, si les fructooligosaccharides sont préparés à partir de plantes en tant que matières premières, ils doivent être prétraités avant d’être séparés et purifiés en raison de leur composition complexe. Liu Bin et al. [9] ont utilisé une combinaison de séparation membranaire et de résine d’adsorption macroporeuse pour obtenir des fructooligosaccharides d’une pureté supérieure à 95%. Cependant, l’efficacité de la purification sur une seule colonne des fructooligosaccharides est très faible, avec seulement 10% des 95% de fructooligosaccharides obtenus à partir d’un traitement sur une seule colonne.

4 méthodes de détection de l’oligofructose

4.1. Méthodes de détection Qualitative de l’oligofructose

Les méthodes de détection qualitative couramment utilisées pour l’oligofructose comprennent principalement la chromatographie sur papier et la chromatographie en couche mince sur gel de silice. Tang Jun et al. [10] ont comparé trois méthodes qualitatives de séparation de l’oligofructose par chromatographie sur papier. Les résultats ont montré que dans les conditions d’un système chromatographique sur papier utilisant l’acétate d’eau de n-propanol-éthyle (7:1:2) comme agent de développement et la solution d’α-naphthol à 1% dans l’acide phosphorique à 10% comme révélateur de couleur, en plus du glucose, du fructose, du saccharose, du sucrose-trisaccharide, du sucrose-tétrasaccharide et du pentasaccharide de saccharose, tous apparaissent dans une couleur bleu clair avec des taches claires, et l’effet de séparation est bon.

Chen Jinling et al. [11] ont établi une méthode de chromatographie en couche mince pour la détection rapide simultanée de sept types de fructooligosaccharides dans l’ail. Les fructooligosaccharides présents dans l’ail ont été obtenus par des méthodes telles que l’extraction d’eau, la précipitation d’alcool et la solubilisation d’alcool. L’effet de séparation des différents degrés de polymérisation deFructooligosaccharides d’ailA été analysé par chromatographie en couche mince dans différentes conditions de développement, et les effets de différentes quantités d’échantillons et de différentes longueurs de plaques de gel de silice sur l’effet de séparation des fructooligosaccharides d’ail ont été étudiés. Les résultats ont montré qu’une plaque de gel de silice de 10 cm de long pouvait détecter rapidement les composants du sucre avec des degrés de polymérisation de 1 à 7 dans l’ail en réalisant quatre développements à température ambiante dans le système en développement de n-butanol-isopropanol-eau-acide acétique = 7:5:4:2. Les spots étaient clairs et la résolution appropriée.

4.2 méthode de détection Quantitative de l’oligofructose

4.2.1 méthode de détection différentielle par chromatographie liquide à haute performance

Xu Lizhu et al. [12] ont utilisé la chromatographie liquide à haute performance avec une phase mobile d’acétonitrile-eau (75:25) et d’élution par gradient, une colonne aminée Luna pour la séparation et un détecteur d’indice de réfraction différentiel pour déterminer la teneur en sept monosaccharides,Disaccharides et oligofructoseDans le lait maternel en poudre après ultrafiltration et centrifugation. Les résultats ont montré que les sept analytes cibles avaient une bonne relation linéaire de 0,15 à 10,0 mg/mL, avec un coefficient de corrélation supérieur à 0,999. Les limites de détection de la méthode se situaient entre 0,039 et 0,087 g/100 g. Lorsque le taux d’addition était de 0,50 ~ 2,0 g/100 g, le taux de récupération se situait entre 81,2 %. L’écart-type relatif (sd, n=6) était de 1,1 %~ 6,2 %. Cette méthode est la méthode la plus couramment utilisée pour la détermination quantitative de l’oligofructose, mais elle présente les inconvénients d’un long temps d’équilibre du système, de l’impossibilité d’effectuer l’élution par gradient, d’une faible sensibilité et de la difficulté à séparer lorsque l’échantillon contient des composants interférences.

4.2.2 méthode de détection à haute performance par chromatographie liquide et par évaporation de la lumière

Le détecteur de dispersion de la lumière par évaporation (ELSD) permet de combler les lacunes du détecteur d’indice de réfraction différentiel (RID) dans l’analyse d’échantillons non volatils. Il a une sensibilité élevée et peut être utilisé pour l’élution par gradient [13, 14]. Zhang Yuanyuan et al. [15] ont utilisé un détecteur de diffusion de la lumière par chromatographie liquide à évaporation haute performance pour déterminer la teneur en oligofructose dans différents types d’aliments dans les mêmes conditions chromatographiques. Les résultats ont montré que dans ces conditions, les composants fructooligosaccharides des aliments peuvent être efficacement séparés. Les gammes de détection du saccharose triose, du saccharose tétrose et du saccharose pentaose étaient de 0,67 mg/mL à 14,0 mg/mL, et les coefficients de corrélation linéaire étaient supérieurs à 99,95 %. Les taux de récupération desTrois composants fructooligosaccharides dans différents types d’échantillons alimentairesS variaient de 95,20 % à 100,15 %. Cette méthode est très sensible, précise et rapide, et convient pour la détermination de la teneur en fructooligosaccharides dans les aliments.

4.2.3 chromatographie liquide à haute performance — spectrométrie de masse

Liu Yun et al. [16] ont établi une méthode pourDosage de l’oligofructose dans le lait en poudreSpectrométrie de masse orbitrap à haute résolution pour des échantillons de poudre de lait et de farine de riz à haute performance avec matrices complexes. Le processus de prétraitement de l’échantillon est simple, ne nécessite que la précipitation des protéines, et l’interférence matrice peut être éliminée en sélectionnant des ions secondaires. Le temps d’analyse est court et les résultats de mesure sont précis et fiables, ce qui le rend approprié pour la détermination à haut débit de toute poudre de lait. De plus, Zheng Jie et al. [17] ont utilisé la spectrométrie de masse à haute performance par chromatographie liquide et par électropulvérisation pour déterminer la teneur en saccharose dans le saccharose. Les résultats ont montré que le saccharose avait une bonne relation linéaire de 0,013105 à 0,20968 mg/mL, avec r= 0,9992. Les taux de récupération des échantillons enrichies à faible, moyen et élevé étaient de 96. 9 %, 99,8 % et 96,7 %, respectivement, et les écarts types relatifs étaient respectivement de 1,7 %, 1,7 % et 1,4 %. La méthode est très sensible et a une bonne exactitude et précision.

4.2.4 méthode de détecteur ampérométrique pulsé par chromatographie à échange d’anions à haute performance

La chromatographie par ions (ci) est une nouvelle technique de chromatographie liquide mise au point sur la base de la chromatographie échangeuse d’ions. En raison de sa sensibilité élevée, de sa vitesse d’analyse rapide et de son prétraitement simple des échantillons, le détecteur ampérométrique pulsé par chromatographie anionique haute performance (HPAEC-PAD) a été de plus en plus utilisé dans la détection du sucre ces dernières années [18, 19]. Wei Yuan'an et al. [19] ont établi unMethode analytique des fructooligosaccharidesLa chromatographie à échange d’anions à haute performance avec une colonne Car- boPac PA20 et un détecteur ampérométrique pulsé. En plus de séparer et d’identifier des fractions fructooligosaccharides ayant différents degrés de polymérisation, le procédé peut également séparer et identifier des fractions oligosaccharides de type sucrose-et fructofuranosyl, ainsi que des isomères oligosaccharides de saccharose, et donc déduire la source des fructooligosaccharides. Il peut non seulement répondre aux exigences analytiques pour la production de matières premières fructooligosaccharides, mais convient également à l’analyse d’aliments fonctionnels tels que la poudre de lait et la poudre de protéines contenant des fructooligosaccharides. Pour les échantillons présentant une plus grande interférence matricielle, l’effet des composants interférences peut être encore éliminé en ajustant le programme de gradient d’élution.

5    L’activité biologique des fructooligosaccharides

5.1. -   Réguler l’équilibre de la microécologie gastro-intestinale

L’écosystème gastro-intestinal est le plus grand microécosystème du corps humain, contenant le plus grand réservoir de bactéries et un réservoir d’endotoxines. Les bactéries intestinales bénéfiques et les enzymes actives sont les deux principaux défenseurs du tractus gastro-intestinal. Ces bactéries bénéfiques et enzymes actives forment une barrière biologique protectrice dans le corps - la «membrane corps-bactérienne» - qui isole les excréments du tube digestif et empêche l’absorption de bactéries et de toxines nocives. Sans l’effet barrière de la «membrane corps-bactérienne», les bactéries nuisibles peuvent pénétrer dans le tube digestif en seulement 10 minutes, détruisant l’équilibre écologique du tractus gastro-intestinal.Les Fructooligosaccharides ne peuvent pas être décomposés par diverses enzymes digestives, de sorte qu’ils ne peuvent pas être absorbés après avoir traversé l’estomac et l’intestin grêle, et entrent dans le gros intestin presque intestin intact.

Des études ont montré queLes fructooligosaccharides peuvent favoriser la croissance de bactéries bénéfiquesComme Lactobacillus et Bifidobacterium dans l’intestin. Ces types de bactéries peuvent inhiber la croissance et la reproduction de bactéries pathogènes, maintenir l’équilibre microécologique intestinal, renforcer le péristaltisme intestinal et prévenir la constipation. Ceci est principalement dû au fait que les bactéries lactiques et les bifidobactéries métabolisent l’oligofructose pour produire des acides gras à chaîne courte (agc), principalement l’acide acétique, l’acide propionique et l’acide butyrique, qui maintiennent l’environnement acide de l’intestin et inhibent la croissance des bactéries nuisibles. L’acide acétique pénètre dans la circulation périphérique et est métabolisé par les tissus périphériques, ce qui peut augmenter le flux sanguin du côlon, augmenter la motilité iléale, et réduire le risque de dysfonction gastro-intestinale [20-24].

5.2 améliore l’activité immunitaire

Les Fructooligosaccharides régulent l’équilibre de la microécologie intestinaleEn favorisant la prolifération de bifidobactéries, induire l’activité immunitaire du système lymphatique de la muqueuse intestinale, et activer l’immunité humorale et l’immunité cellulaire dans une variété de manières, régulant le corps et#39; S fonction immunitaire localement ou dans son ensemble [25]. Wang Jiaqi et al. [26] ont stimulé des cellules mononucléaires normales du sang périphérique humain (PBMC) avec différentes concentrations d’un mélange d’isolat de protéine de soja et de fructooligosaccharides, et ont mesuré la prolifération des lymphocytes, la sécrétion de cytokines, la différenciation des lymphocytes B et la production d’anticorps.

Les résultats ont montré que l’effet combiné deIsolat de protéines de soja et fructooligosaccharidesPeut améliorer le body&#Les deux fonctions immunitaires présentent des modèles différents de changement sous l’action combinée de mélanges à différentes concentrations, ce qui suggère que les fructooligosaccharides ont des effets régulateurs différents sur les fonctions immunitaires cellulaires et humorales. Différents schémas de changement, ce qui suggère que l’oligofructose a des effets régulateurs différents sur les fonctions immunitaires cellulaires et humorales. Cet effet régulateur se reflète non seulement dans le changement du nombre de lymphocytes, mais aussi dans l’effet sur la fonction cellulaire.

Li Guangzhou [27] a mené une étude contrôlée sur 60 étudiants d’haltérophilie par voie oraleAdministration d’une solution d’oligofructose....... Les résultats ont montré que le poids corporel et l’indice de masse corporelle des athlètes du groupe d’observation étaient significativement plus élevés que ceux des athlètes du groupe témoin (P< 0,05), et le nombre de globules blancs, de lymphocytes, de monocytes et de neutrophiles détectés par cytométrie de flux était plus élevé que celui des athlètes du groupe témoin (P< 0,05), tandis que la classification du sous-ensemble de lymphocytes T était meilleure que celle des athlètes du groupe témoin (P< 0,05). L’analyse de la quantité d’immunoglobulines dans le sang a montré que les taux d’iga, d’ig G et d’ig M dans le sang des athlètes du groupe d’observation étaient significativement plus élevés que ceux des athlètes du groupe témoin (P< 0,05). Cela prouve en outre que l’oligofructose a l’activité de renforcer le corps et#39; S immunité.

5.3 activité anti-tumorale

Le cancer Colorectal est un problème mondial, et le nombre de décès dus au cancer Colorectal est le deuxième dans la base de données de l’organisation mondiale de la santé après celui des maladies cardiaques. Il existe une relation étroite entre le microbiome humain et l’incidence du cancer colorectal. Les Fructooligosaccharides proliférent spécifiquement des bactéries bénéfiques et sont les seuls prébiotiques qui peuvent proliférer Clostridium butyricum. Le principal métabolite de Clostridium butyricum est l’acide butyrique, qui a un effet nutritionnel sur les grandes cellules épithéliales intestinales. L’acide butyrique est non seulement le substrat énergétique principal pour les cellules du côlon, mais aide également à nourrir les cellules immunitaires. Il a également un fort effet sur l’inhibition de la prolifération cellulaire et la différenciation, la régulation de l’apoptose, affecte l’expression des proto-oncogènes, et inhibe la croissance des cellules tumorales. Les foci crypt atypiques (ACF) sont reconnus comme une lésion précancéreuse du cancer du côlon [28- 30]. Chen Erzhen et al. [31] ont constaté que la concentration d’acide butyrique dans les teneurs du côlon de rats expérimentaux était significativement négativement corrélée avec le nombre total de fca dans leur côlon, c.-à-d. que lorsque la concentration d’acide butyrique dans les teneurs du côlon augmentait, le nombre de fca diminuait progressivement, ce qui donne à penser que:L’oligofructose a un certain effet inhibiteurSur la formation de fca dans le côlon de rats traités avec des agents cancérigènes.

5.4 activité hypoglycémique

L’altération de la tolérance au glucose (IGT) représente un état métabolique intermédiaire entre l’homéostasie normale du glucose et l’hyperglycémie du diabète. C’est une étape importante dans la progression naturelle du diabète, et la résistance à l’insuline (IR) et les défauts de la fonction sécrétoire des cellules β du pancréas sont déjà apparents à ce stade, conduisant à une incidence significativement plus élevée du diabète. Des études ont montré que les fructooligosaccharides peuvent retarder l’absorption dela glycémie postprandiale et peuvent améliorer la tolérance au glucose altérée dans une certaine mesure, empêchant ainsi la progression dela tolérance au glucose altérée au diabète [32,33]. Zeng Yuan [34] a constaté que la thérapie de nutrition médicale pour les patients diabétiques peut améliorer le métabolisme du glucose et des lipides, corriger l’hyperglycémie, et aider à contrôler la condition. Le modèle d’intervention de la nutrition médicale continue avec surveillance renforcée est plus efficace pour contrôler la glycémie chez les patients. Les patients diabétiques peuvent effectivement améliorer le métabolisme de glucose et de lipides, abaisser la glycémie, et augmenter la sensibilité d’insuline en combinantSupplémentation en oligofructoseAvec une thérapie nutritionnelle médicale régulière.

5.5 autres

5.5.1 abaisser les lipides sanguins

Meng Linmin et al. [35] ont observéEffet de l’oligofructose sur les triglycérides sanguins et le cholestérol sanguin chez la souris....... Les résultats ont montré qu’après administration orale d’oligofructose à des souris pendant 14 jours, leur taux sérique de triglycérides et de cholestérol a montré une tendance à la baisse. Liu Guohong et al. [36] ont constaté que l’oligofructose a une certaine capacité d’adsorption pour le saindoux, l’huile d’arachide et le cholestérol dans des conditions de pH différentes, et que la capacité d’adsorption est plus forte à pH 3,0 et pH 7,0, ce qui indique que l’oligofructose peut réduire l’absorption des lipides dans l’estomac et les intestins et a un certain effet d’abaisser les lipides sanguins.

5.5.2 favorise l’absorption des minéraux

Sun Yawen et coll. [37] ont conclu queLes fructooligosaccharides ont un effet significatif sur les taux d’absorption apparentsDe calcium, de magnésium et de fer, et n’ont aucun effet sur le taux d’absorption apparent du zinc. La dose a un effet significatif sur le taux d’absorption apparent du magnésium, mais aucun effet sur les taux d’absorption apparents du calcium et du fer. Les Fructooligosaccharides peuvent également augmenter le taux d’absorption apparent des minéraux tout en soulageant l’effet inhibiteur de l’acide phytique sur les minéraux. Cela peut être dû au fait que l’oligofructose est métabolisé dans le gros intestin par des micro-organismes tels que le Lactobacillus et la Bifidobacterium pour produire des acides gras à chaîne courte, qui abaissent le ph intestinal. Dans un environnement acide, la solubilité des minéraux tels que le calcium, le fer et le magnésium augmente, ce qui permet d’exercer efficacement leur activité biologique. En outre, les acides gras à chaîne courte (en particulier l’acide butyrique) peuvent également stimuler la croissance des cellules conjonctivales, améliorant ainsi la muqueuse intestinale et#39; S capacité d’absorption des minéraux [38].

5.5.3 prévention de la carie dentaire

La théorie actuellement acceptée de l’étiologie de la carie dentaire est la théorie à quatre facteurs, qui comprend principalement les bactéries, l’environnement buccal, l’hôte et le temps. Streptococcus mutans est le principal agent pathogène de la carie dentaire. Des études ont montré queLes fructooligosaccharides ne peuvent pas être utilisés par Streptococcus mutansPour produire du glucan insoluble, qui fournit un endroit pour les micro-organismes buccaux pour se déposer, produire de l’acide et éroder (tartre), de sorte qu’il peut prévenir les caries dentaires [39].

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