Qu’est-ce que l’isomaltooligosaccharide?

L’isomaltooligosaccharide, également connu sous le nom d’oligosaccharide ramifié et d’oligosaccharides liés anormalement, est un type d’oligosaccharide avec des liaisons irrégulières. Les Isomaltooligosaccharides sont les oligosaccharides les plus populaires sur le marché aujourd’hui. Ils se composent d’isomaltose, de panose, d’isomaltotriose, d’oligosaccharides contenant quatre sucres ou plus et de glucose.

IsomaltooligosaccharidesOnt été développés avec succès par Japan' S Hayashibara Company en 1982, mais Showa Sangyo fut le premier à les commercialiser en 1985. En 1990, le Japon et#La production d’isomaltooligosaccharides a atteint 8 000 tonnes, elle a dépassé 10 000 tonnes en 1991, 11 000 tonnes en 1995 et plus de 15 000 tonnes en 1997. Ses produits sont des solides, 50% liquides (IMO-500), 90% liquides (IMO-900) et 90% en poudre (IMO-900).

La Chine a une longue histoire de production de sucre amidon, mais la production d’oligosaccharides n’a commencé que dans les années 1990. La production industrielle a commencé à Wuxi en 1995, et en 1998 la production avait atteint environ 10 000 tonnes. Actuellement, il y a plus de 10 fabricants d’une certaine échelle dans le pays, avec une capacité de production totale de 50.000 tonnes. Les Oligosaccharides ont été inclus dans le programme de recherche scientifique et technologique du «neuvième Plan quinquennal». Après des essais physiologiques, biochimiques et cliniques, l’institut de surveillance et d’inspection des aliments du ministère de la santé a approuvé l’isomalto-oligosaccharides comme aliment de santé ayant des effets de prolifération des bifidobactéries pour la mise sur le marché.

1. Les fonctions physiologiques des isomalto-oligosaccharides

Les Isomalto-oligosaccharides sont devenus un sujet d’actualité en raison de leurs fonctions physiologiques particulières. Tout d’abord, les isomalto-oligosaccharides ont un effet bénéfique particulier sur la santé du tractus gastro-intestinal et sont de plus en plus favorisés par l’industrie alimentaire. Ils sont un facteur de croissance pour les bifidobactéries, un groupe de bactéries bénéfiques dans l’intestin humain. Après avoir été ingérés par le corps, les isomalto-oligosaccharides ne sont pas digérés et absorbés par l’estomac et l’intestin grêle, digérés et absorbés, mais vont directement dans le gros intestin où ils sont d’abord utilisés par les bifidobactéries. D’autres bactéries nuisibles dans l’intestin ne peuvent pas les utiliser, ce qui aide les bifidobactéries à se multiplier, empêchant ainsi la formation de bactéries nuisibles et de substances putréfactives dans l’intestin, ce qui est bénéfique pour l’amélioration de la flore intestinale et favorise l’adaptation de la microécologie intestinale à un cycle vertueux.

Les Isomalto-oligosaccharides sont des sucres non fermentesthétiques qui ne sont pas utilisés par Streptococcus mutans (Streptococcus mutant) et ne sont pas dégradés par des enzymes oraux. Ils ont donc un effet protecteur sur les dents. En association avec le saccharose, les isomalto-oligosaccharides inhibent fortement la synthèse du glucane insoluble, empêchant ainsi la formation de plaque dentaire et la déminéralisation de l’émail à la surface de la dent.

Les Isomalto-oligosaccharides ne sont pas hydrolysés par les enzymes salivaires humaines ou les enzymes digestives dans l’intestin grêle. Après l’ingestion, ils n’augmentent pas les niveaux de glycémie ou d’insuline dans le sang, de sorte que l’isomalto-oligosaccharides peut prévenir l’obésité et peut être utilisé comme édulcorant de santé pour les diabétiques.

Après que le corps humain ingère des oligosaccharides, le cholestérol total, les triglycérides, les acides gras libres, le sucre dans le sang, et la pression artérielle tous diminuent, tandis que la même consommation de saccharose tous augmente. À long termeConsommation d’isomalto-oligosaccharidesPeut réduire l’apparition des maladies cardiovasculaires et a pour effet de réduire l’incidence des maladies cardiovasculaires.

2 propriétés des isomalto-oligosaccharides

Les Isomalto-oligosaccharides ont les propriétés bénéfiques suivantes pour la transformation des aliments.

2.1 douceur

IMO-500 (50% d’isomaltose) a une douceur de 52, et IMO-900 (89% à 90% d’isomaltose) a une douceur de 42. L’isomaltulose à faible sucré peut remplacer une partie du saccharose pour réduire le sucré de l’aliment et améliorer le goût.

2.2 viscosité

La viscosité du sirop d’isomalt est semblable à celle d’une solution de saccharose de même concentration, et il n’a aucun effet négatif sur la structure et les propriétés physiques des aliments tels que les bonbons et les pâtisseries.

2.3 résistance à la chaleur et résistance aux acides

Isomalt a une excellente résistance à la chaleur et aux acides. Un sirop à concentration de 50% ne se décompose pas lorsqu’il est chauffé à pH 3 et 120°C pendant une longue période.

2.4 rétention de l’humidité et prévention du vieillissement de l’amidon

Les Isomaltooligosaccharides ont un bon effet sur l’hydratation et le maintien de la qualité de divers aliments. Ils peuvent inhiber la cristallisation du saccharose et du glucose. L’ajout de sirop d’isomaltooligosaccharide peut également empêcher le vieillissement de l’amidon et prolonger la durée de conservation des aliments.

2.5 propriétés de coloration

Les molécules de sucre aux extrémités des oligosaccharides isomaltulose contiennent des groupes réducteurs, et lorsque chauffées avec des protéines ou des acides aminés, une réaction de Maillard se produit et un brunissement est produit. Le degré de coloration est lié à la concentration en sucre, et est également lié au type de protéine ou d’acide aminé à chauffer, la valeur du pH, la température de chauffage, et la durée.

2.6 activité dans l’eau

Lorsque la concentration est de 75% et que la température est de 25°C, l’activité de l’eau de l’isomaltulose est de 0,75, ce qui est assez proche de celle du saccharose.

2.7 dépression du point de congélation

La dépression du point de congélation de l’isomaltulose est similaire à celle du saccharose et la température de congélation est supérieure à celle du fructose.

2.8 fermentabilité

Les Isomalto-oligosaccharides ne sont pas utilisés par la levure et les bactéries lactiques. Ils ne sont pas utilisés par la levure et les bactéries lactiques dans le pain et le lait fermenté, mais restent dans les aliments pour exercer leurs diverses fonctions et caractéristiques physiologiques. En même temps, ils peuvent favoriser le développement de bifidobactéries dans le lait fermenté.

2.9 Anti-caries

Les Isomalto-oligosaccharides ne sont pas facilement fermentés par la bactérie causant la décomposition dentaire Streptococcus mutans, ils produisent donc moins d’acide et ne corrodent pas facilement les dents. Lorsqu’ils sont utilisés avec le saccharose, ils peuvent également empêcher le Streptococcus mutans de produire du glucane de poids moléculaire élevé insoluble dans l’eau, ce qui inhibe la cariogénicité du saccharose.

2.10 sécurité

La dose maximale sans effet d’isomaltulose est de 2 g/kg de poids corporel et la toxicité orale aiguë chez le rat est de 44 g/kg (poids corporel) ou plus. Comparé au saccharose 29,8 g/kg (poids corporel) et au maltose 26,7 g/kg (poids corporel), il est plus sûr. Lorsque ce sucre en poudre a été ajouté à l’eau potable et librement consommé par les rats pendant une période d’un an, la dose journalière dans les tests d’alimentation à long terme était de 2,7 à 5,0 g/kg (poids corporel). Les résultats de l’autopsie et des analyses sanguines n’ont révélé aucune anomalie. Le test de mutation inverse bactérienne et le test d’anomalie chromosomique sur cellules cultivées n’ont montré aucune mutagénicité.

3 processus de Production des isomalto-oligosaccharides

Il existe deux voies de production complètement différentes pour le processus de saccharification pour la production d’isomaltulose. On utilise le maltose et la maltulose comme substrats, et l’action de la glucosyltransférase produit l’isomaltose, le panose, l’isomaltotriose, l’isomaltotétraose, etc., liés par des liaisons glycosidiques α-1.6. La plupart des produits sont maintenant fabriqués selon ce procédé. Une autre méthode utilise le glucose comme substrat et l’action de la glucosyltransférase pour produire également des isomaltooligosaccharides avec des liaisons glycosidiques α-1.6, mais la teneur en isomaltose n’est pas élevée et les conditions de contrôle sont strictes.

Le premier procédé de production d’isomaltooligosaccharides utilise généralement l’amidon comme matière première et se compose de deux étapes principales. La première étape consiste à utiliser l’α-amylase pour hydrolyser l’amidon pour obtenir du sirop de maltose; La deuxième étape consiste à utiliser l’α-glucosidase et la β-amylase pour produire l’isomaltose par une combinaison de transfert de glycosyl. Le processus ultérieur implique la filtration conventionnelle, la décoloration, le dessalement, la concentration et le séchage. La clé de cette méthode de production des isomalto-oligosaccharides réside dans les aspects suivants.

3.1 liquéfaction

3.1.1 pour assurer une liquéfaction uniforme et une faible valeur DE désulfuration, le procédé traditionnel DE liquéfaction doit être remplacé par un procédé continu DE liquéfaction par jet DE vapeur. Ce procédé présente plusieurs avantages en production industrielle: (2) pas de production de particules d’amidon insolubles; (3) aucun vieillissement d’amidon; (4) le liquide liquéfié est uniforme et complet, clair et transparent, avec une viscosité réduite et des propriétés d’écoulement améliorées; Et (5) empêche la production de substances précurseurs de petites molécules.

3.1.2 la concentration et le pH du lisier ont un impact direct sur la qualité de la liquéfaction. La concentration du substrat devrait être aussi faible que possible et contrôlée dans l’intervalle de 17-18Bx. Le pH est meilleur entre 6,2 et 6,4. Si elle est inférieure à 6,0, l’activité enzymatique diminuera, et si elle est supérieure à 6,5, les résidus de glucose de l’extrémité réductrice des oligosaccharides s’isomériseront pour former d’autres sucres.

3.1.3 la valeur DE liquéfaction a un effet significatif sur la qualité

Une faible valeur DE DE favorise la production DE plus d’isomalto-oligosaccharides et DE moins DE glucose, mais si la valeur DE DE est trop faible, cela affectera la vitesse DE filtration du matériau. Par conséquent, la valeur DE DE est généralement contrôlée entre 14 et 16. Lorsque la valeur DE liquéfaction est ajustée à un niveau approprié, le liquide DE liquéfaction est uniforme et stable, ce qui est propice à l’amélioration DE la qualité du produit.

3.1.4 enzyme de liquéfaction

Il est nécessaire d’utiliser l’α-amylase à haute température, qui est très résistant à la chaleur. En présence d’ions Ca (50liquéfaction 10-6 à 70liquéfaction 10-6), la température de liquéfaction et la résistance thermique de l’enzyme peuvent être augmentées.

3.2 transglycosides glycosylés

Le procédé des transglycosides glycosylés exige que la teneur en glucose et en dextrine soit réduite autant que possible de sorte que la teneur totale en oligosaccharides d’isomalt atteinne 55% à 60% (de la teneur totale en sucre) et que la teneur en dextrine soit inférieure à 10%.

Les enzymes hydrolytiques qui peuvent être utilisés sont la β-amylase et l’α-amylase fongique. Lorsque la β-amylase est utilisée, la teneur en glucose dans le liquide de saccharification est faible et la composition en sucre du produit final est relativement idéale. Le désavantage est qu’il y a de la dextrine limite, qui affecte le taux de filtration. Il est préférable d’avoir une unité d’activité supérieure à 100 000 unités /mL. L’utilisation de l’α-amylase fongique est avantageuse car il s’agit d’une endoenzyme, de sorte qu’il ne produit pas de dextrines de frontière, ce qui est propice à la filtration. Cependant, l’inconvénient est que son produit contient plus de glucose et une plus grande proportion de sucres au-dessus du tétrose. Par conséquent, dans la production, nous choisissons différentes hydrolases en fonction de la voie de production et de la forme du produit final.

3.3 processus et technologie de séparation

Le sirop doit être séparé, et s’il doit être blanc et pur, il doit être séparé deux fois. La méthode acide-base avancée est généralement utilisée, ce qui est très bénéfique pour améliorer la transmission lumineuse du sirop et la température d’ébullition, réduire la teneur en cendres, en arsenic et en aluminium, et assurer un pH approprié. - la sélection et la régénération des résines échangeuses d’ions; Et la préparation de la colonne de séparation et l’installation de tuyaux de process.

3.4 séchage par pulvérisation

Les Isomalto-oligosaccharides sont sensibles à la chaleur et très hygroscopiques lorsqu’ils sont séchés par pulvérisation, de sorte que la déaturation thermique, l’agglomération, le collage aux parois, les bouchages et l’agglomération des emballages se produisent souvent. 1) choisir correctement l’équipement de séchage par pulvérisation; (2) optimiser les conditions de procédé de séchage par pulvérisation; (3) utilisez des absorbants d’humidité pour améliorer la qualité du produit.

4 recherches sur l’application des isomalto-oligosaccharides

À l’heure actuelle, même si les oligosaccharides en sont à leurs débuts en Chine, le prix de vente des oligosaccharides est plus de 10 fois celui du saccharose. Il est impossible de fixer le prix de vente des oligosaccharides au même niveau que le saccharose, mais minimiser la différence de prix avec le saccharose est bénéfique pour l’industrie alimentaire en réduisant les coûts et en augmentant le marché des oligosaccharides. Il y a deux façons de résoudre ce problème.

4.1 utiliser des matières premières locales pour produire des isomalto-oligosaccharides afin de réduire les coûts de production

Par exemple, l’amidon de maïs, l’amidon de «trois pommes de terre», la poudre de kudzu sauvage, la pellicule de maïs, le noyau de riz, le riz indica, la mélasse de canne et la solution aqueuse de soja sont largement disponibles. Le son de maïs est principalement utilisé comme aliment et sa valeur économique n’est pas élevée. En ajoutant trop à l’aliment, on réduira également le taux d’utilisation de l’aliment. Il est donc urgent de trouver des moyens d’utiliser le son de maïs et d’en améliorer la valeur d’utilisation. Le maïs est principalement utilisé dans l’industrie des aliments pour animaux en Chine, et sa transformation est principalement axée sur la farine de maïs séché faible en gras. La partie utilisable du maïs est l’amidon, et les isomalto-oligosaccharides sont également l’un des moyens de le traiter.

En raison de la structure déraisonnable des semis dans le bassin du fleuve Yangtze, dans le contexte économique actuel du marché, le problème alimentaire est très important. Il y a un manque de riz de haute qualité et de céréales transformées, et il y a un important arriéré de riz indica précoce, qui a poussé les agriculteurs à vendre leurs céréales, ce qui représente un lourd fardeau pour le gouvernement.#39; S finances, et est petit, etc. L’utilisation du riz indica précoce pour la préparation des isomalto-oligosaccharides présente les avantages d’une large gamme de sources de matières premières, des prix bas, et la capacité d’obtenir une haute valeur ajoutée du grain, tout en atténuant la série de problèmes causés par l’accumulation de riz indica précoce.

4.2 réduire les coûts grâce à la production de processus

① bien que la quantité d’enzyme utilisée dans la production d’isomalto-oligosaccharides ne soit pas grande, si elle est utilisée immédiatement, le coût de production sera élevé en raison de son prix élevé. La recherche sur la technologie des enzymes immobilisées peut réduire les coûts. ② recherche sur le processus de production des isomalto-oligosaccharides, en utilisant un processus continu pour améliorer le rendement et la qualité. Le ③ choisissent un aliment de transporteur approprié, et éliminent les unités opérationnelles pénibles à coût élevé dans l’industrie alimentaire, telles que la séparation, la concentration, et le séchage, du processus. Le produit intermédiaire peut être appliqué directement sur l’aliment porteur, ce qui permet d’économiser des coûts et de trouver des utilisateurs.

Références:

[1] Wang Lewu. Propriétés et applications des oligosaccharides [J]. Guangdong Chemical Industry, 1999, (4): 52-53.

[2] Lu Yicheng, Gao Zongzhang. Propriétés fonctionnelles et développement industriel de l’oligo-isomaltose [J]. Grain and Feed Industry, 1999, (7): 42-44.

[3] Zhu Lixiong, Ling Jie, Zhang Wenwen. Technologie de Production et développement de produits d’oligosaccharide isomaltose [J]. Amidon et fécule de sucre, 2000, (1): 36-37, 47.

[4] Jin Qirong, Xu Qin. Propriétés, production et application des isomalto-oligosaccharides (oligosaccharides) [J]. Amidon et fécule de sucre, 1996, (3): 5-9.

[5] Bao Yuanxing. Production enzymatique de sirop d’isomalto-oligosaccharide [J]. Food Industry, 1997, (3): 2-3.

[6] Bao Yuanxing, Yang Weiya, Sun Weirong. La technologie et l’équipement de procédé des oligosaccharides [J]. 1999, (3): 8-9.

[7] Bao Yuanxing, Yang Weiya, Sun Weirong. Problèmes dans le développement des oligosaccharides et contre-mesures actuelles [J]. Fine and Specialty Chemicals, 1999, (3-4): 5-7.

[8] Yang Liansheng, Fu Zuowei, He Xiaoxiong, et al. Préparation enzymatique d’isomalto-oligosaccharides [J]. Food Industry Science and Technology, 1999, 20(2): 19-20.

[9] Yang Liansheng, Fu Zuowei, He Xiaowei, et al. Préparation d’isomalto-oligosaccharides avec α-glucosidase comme enzyme principale [J]. Food Science, 1999, (2): 20-22.