Quel est l’avantage de l’édulcorant Allulose en poudre?

Avec l’amélioratiSur ledu niveau de vie, les consommateurs accordent de plus en plus d’attentiSur leà lA aquantité de sucre qu’ils consomment dans leur alimentation quotidienne. Ces dernières années, les boissons sans sucre ou à faible teneur en sucre sont également devenues populaires auprès des consommateurs. Le PlunNational de Nutrition (2017-2030) propose également clairement la promotion d’un mode de vie sain, et la «réduction du sucre» est l’une des principales initiatives spéciales. Les sucres rares sont un Type de produitde monosaccharide et ses dérivés qui existent dans la nature, mais en très petites quantités (tel que défini par l’international SocieTy typourRare sugars en 2002). Ils ont les avantages d’être très stables, faibles en calories, non hygroscopiques, non cariogènes et très tolérés.

allusions(D-allulose)Ou D-psicose) appartient à la catégorie des sucres rares. On le trouve naturellement dans les aliments comme le blé, les raisins secs, les figues et la cassonade [1], comme le montre le tableau 1. Il a été découvert pour la première fois dans le blé dans les années 1930 et isolé de l’antibiotique allopurinol adénosine, d’où son nom allulose.

1. Les caractéristiques physiques et chimiques de D-allulose

Le nom systématique pourD-allulose est D-ribose-2-hexulose, et c’est un diastéréoisomère de D-frucLe toseà la position C3. La structure chimique est représentée à la Figure 1. En août 2011, la La nourritureEt en plusDrug Administration (FDA) des États-Unis a déterminé que le D-allulose pouvait être utilisé comme aliment généralement reconnu comme salubre et comme composant des aliments ou des additifs alimentaires. En décembre 2020, l’us La nourriturea publié des directives sur les alluloses, qui ne sont pas incluses dans les glucides totaux et les édulcorants artificiels [2].

D Allulose est un cristal blanc poudréQui est hautement soluble dans l’eau. Sa formule moléculaire est C6H12O6, le poids moléculaire est 180.156, la densité corrigée est 1.589g/cm3, le point de fusion est 109℃, et la tension superficielle est 92.6dyne/cm. La courbe de solubilité (Figure 3) montre que la solubilité augmente avec l’augmentation de la température, mais est significativement inférieure à la solubilité du D-fructose à la même température [2]. Allulose a une sensation en bouche et des propriétés en vrac similaires à celles du saccharose, et sa douceur ne représente que 70% de celle du sucre blanc. Sa valeur calorique est de 0,4 kcal/g, ce qui ne représente que 1/10 de la valeur calorique du saccharose. Comme il y a cinq tautomères dans une solution d’allulose aqueuse, la proportion de tautomères dans la solution change continuellement à mesure que l’allulose se dissout, provoquant un changement dynamique de la rotation optique de la solution. Finalement, un équilibre dynamique est atteint entre les cinq tautomères, et la rotation optique de la solution atteint une valeur stable. Plus la température est élevée lorsque l’allulose se dissout, plus la rotation optique atteint rapidement l’équilibre [3].

2propriétés fonctionnelles d’allulose

Une expérience d’ingestion de rats utilisant leL’isotope radioactif 14c-marqué D-allulose a montré qu’environ 97% de l’alloseA été excrété avec l’urine 6 heures après l’injection, et que plus de 95% de l’allose a été excrété dans les 7 heures suivant l’ingestion orale, dont plus de 70% de D-allose a été excrété directement dans l’urine sous forme moléculaire, et le reste de l’allulose est excrété sous forme de métabolites, ce qui indique que seule une petite quantité d’allulose reste dans le corps [4]. Des essais cliniques récents ont également montré que la consommation de D-allulose pendant 12semaines chez les personnes en bonne santé ne provoque aucun symptôme physique [5].

2.1Allulose a un effet protecteur sur les nerfs

Shigeru et Al., et al.ont montré queD-allulose peut protéger les testicules du 2-éthylhexylphtalateEn inhibant la production d’espèces réactives d’oxygène dans les testicules, ce qui inhibe l’atrophie testiculaire [7]. Takata et al. ont montré dansvitro qu’une solution de D-allulose de 50 mN ° de catalogueralentit significativement l’apoptose des cellules PC12induite par l’apoptose induite par la 6-hydroxydopamine de 200 μM dans les cellules PC12. De plus, la D-allulose peut également augmenter la concentration de glutathion réduit dans les cellules, ce qui permet de traiter des maladies neurodégénératives [8]. La protéine chimioattractante Monocyte 1 (MCP-1) est une chimiokine à 76 acides aminés produite en réponse à la stimulation du glucose. Il est considéré comme un marqueur majeur de l’athérosclérose. D-allulose peut partiellement inhibe l’activité de la protéine kinase activée par mitogène p38 et supprimer l’expression de la protéine chimioattractante monocyte 1, réduisant ainsi l’apparition de l’athérosclérose dans une certaine mesure et fournissant une aide pour le traitement de l’athérosclérose [9].

2.2 Allulose a un effet hypoglycémique

Selon les données de la 24ème conférence académique nationale de l’association médicale chinoise#39; L lla branche du diabète, la Chine a le plus grEt en plusnombre de patients diabétiques dans le monde, avec environ 129,8 millions de patients diabétiques adultes [11]. Ces dernières années, l’incidence du diabète en Chine a progressivement augmenté, le diabète de Type de produit2 représentant jusqu’à 90% des cas. La principale caractéristique pathologique est une diminution du métabolisme du Le glucoserégulée par l’insuline (résistance à l’insuline) [10]. Cela s’accompagne d’un défaut dans la fonction des cellules β du pancréas, entraînant une diminution ou une diminution relative de la sécrétion d’insuline. Les principaux symptômes chez les patients sont «trois hauts et un bas», à savoir la polyurie, la polydipsie, la polyphagie et une perte de poids inexpliquée [9]. Il a été démontré que le D -Alloxan abaisse significativement la glycémie et améliore la tolérance au Le glucose{12~14}. D’une part, cela peut être dû au fait que le glucose, le fructose et l’allulose appartiennent tous à la famille des Hexose:et entrent dans la circulation sanguine par les mêmes transporteurs transmembranaires (GLUT5, GLUT2), ainsi allulose inhibe significativement l’absorption du glucose et du fructose dans les cellules épithéliales de l’intestdanset réduit la perméabilité des deux monosaccharides [6].

Des études expérimentales ont montré que la glucokinase dans le foie gère l’apport et la production de glucose, et une diminution de son activité est la pathogenèse de l’hyperglycémie [15, 16]. L’allokétose peut favoriser la fructokinase dans le foie pour phosphorylate le fructose, activer la glucokinase dans le foie, transférer la glucokinase du noyau au cytoplasme, accélérer la synthèse du glycogène du foie et réduire la concentration de glucose dans le Le plasma[1 7,22]. D’autre part, les inhibiteurs de la glycosidase peuvent inhiber la α-glycosidase sur le bord de la muqueuse de l’intestdansgrêle, réduisant ainsi la dégradation et l’absorption de l’amidon et du saccharose dans l’intestdansgrêle. Par conséquent, l’utilisation d’inhibiteurs hautement efficaces de la α-glucosidase pour intervenir dans les défauts de tolérance au glucose est devenue une méthode importante pour le traitement du diabète de Type de produit2 [18] [traduction]. L’alloglucane peut inhiber l’activité de la α-glucosidase, inhiber la dégradation des glucides tels que le saccharose et le maltose dans l’intestdansgrêle, et réduire la concentration de glucose dans l’intestdansgrêle [19] [traduction]. Par conséquent, l’alloglucan peut être utilisé pour aider dans le traitement du diabète de Type de produit2.

2.3 Alloglucan a un effet hypolipidémique

En plus de son effet hypoglycémique, alloxan a été trouvé pour affecter le processus métabolique de la graisse corporelle. Huang Weilai et al. ont étudié l’effet de l’allocétose sur le processus de métabolisme des graisses chez les rats Wistar et ont constaté que les rats du groupe allocétose avaient le poids corporel le plus faible et les taux sériques de triglycérides, d’acides gras libres et de cholestérol de lipoprotéines de basse densité significativement plus faibles (P< 0,05). L’analyse a révélé que cela était principalement dû à l’allokétose qui augmentait significativement le niveau d’expression d’arnm du gène ppar-α dans le foie (P< 0,0 5), tout en diminuant significativement le niveau d’expression d’arnm du gène FAS, inhibant ainsi l’expression du cholestérol et la synthèse des graisses dans le foie [20]. En même temps, allulose augmente également la concentration de succinate déshydrogénase (SDH) dans le sérum et le foie et la lipase hépatique (HL) dans le foie, accélérant ainsi le corps et#39; S métabolisme des graisses [22].

Hossadanset al. ont constaté queD-allulose peut inhiber significativement la prise de poidsEt l’accumulation de graisse abdominale chez les souris. L’analyse immunohistochimique a montré que la D-allulose induisait la translocationde glucose kinase du noyau au cytoplasme des cellules du foie, augmentait l’activité de glucose kinase et synthétisait le glycogène dans le foie. Dans le même temps, les résultats expérimentaux montrent que D-allulose peut ralentir significativement la fibrose des cellules β du pancréas, réduire les dommages de l’hyperglycémie aux îlots de Langerhans, protéger le fonctionnement normal des cellules β du pancréas, et permettre au pancréas de produire de l’insuline pour contrôler les niveaux de sucre dans le sang [22]. D-Allulose peut réduire le body' S alimentation, abaisser le corps et#39; S les niveaux sériques d’insuline et de leptine, inhibent l’activité des Les enzymeslipogéniques dans le foie, et augmentent le niveau de la régulation transcriptionnelle des graisses, augmentant ainsi le corps et#39; taux gras de métabolisme d’oxydation de S, réduisant le body' S accumulation de graisse, et réduire le body' S poids [23~25].

2.4 Allulose a une activité antioxydante

La superoxyde dismutase (SOD) est un important récupérateur de radicaux libres largement répandu dans le corps. Il est un agent protecteur qui vient avec le système antioxydant des systèmes biologiques et peut éliminer les radicaux libres d’anion superoxyde dans le corps. La Catalase (CAT) est une enzyme clé dans le métabolisme des espèces réactives d’oxygène dans le corps, et il ala capacité d’éliminer en synergie les radicaux libres dans le corps avec la superoxyde dismutase (SOD). Les niveaux de superoxyde dismutase et de catalase sont souvent utilisés comme indicateurs de la capacité antioxydante. Les résultats des recherches existantes montrent que la teneur en superoxyde dismutase chez le rat dans laGroupe alluloseEst significativement plus élevé que chez les rats d’autres groupes [21]. L’allulose et son dérivé allose présentent également une certaine activité de récupération des radicaux libres, et la capacité de récupération est fortement corrélée avec la concentration [26].

3. Progrès de la recherche dans le processus de production de l’allulose

Parce que l’allulose possède de nombreuses excellentes caractéristiques telles que de multiples propriétés fonctionnelles et une faible valeur énergétique, la teneur en allulose dans les aliments naturels ne peut pas répondre aux besoins humains. Par conséquent, des chercheurs au pays et à l’étranger ont mené des recherches approfondies sur la production et le développement de l’allulose. Par rapport au Japon, à la Corée du Sud, aux États-Unis et à d’autres pays, bien que la Chine et#La recherche sur l’allulose ayant commencé relativement tard, l’industrie a également fait des progrès considérables et obtenu des résultats de recherche assez bons. Ces dernières années, laLe nombre de brevets liés aux allusions est en hausse[27, 28].

A l’heure actuelle, laMéthodes de préparation pour D-alluloseComprennent principalement la synthèse chimique et la bioconversion. Parmi eux, la synthèse chimique n’a pas encore été industrialisée en raison de problèmes tels que les réactifs chimiques, les processus complexes, la pollution de l’environnement, et le rendement [29,30].

Par rapport à la synthèse chimique, la biotransformation présente les avantages de conditions de réaction légères, d’efficacité de conversion élevée et d’éviter l’utilisation de réactifs chimiques toxiques et nocifs. Par conséquent, la biotransformation est devenueFocus de recherche et développement de D-allulose....... En 2002, le Professeur Kagawa du Japon a proposé de façon innovatrice une Rare rarestratégie de conversion du sucre, la stratégie Izumori [31]. Après près de 20 ans d’amélioration et d’expansion, la stratégie d’izumori a été grandement améliorée et ajoutée. Il peut utiliser l’hexulose-3-éimerase, l’isomérase d’aldose et la polyol déshydrogénase pour réaliser l’interconversion de 34 hexoses [32].

A l’heure actuelle, seules 11 allo-hexose-3-éimerases ont été rapportées dans la littérature, et les propriétés deLes D-allose-3-epimerases provenant de différentes sources sont différentes, comme le montre le tableau 3. L’aldopentose isomérase naturelle ont tous les défauts naturels de la mauvaise stabilité thermique, la demi-vie courte, et la nécessité d’améliorer l’efficacité catalytique. C’est aussi l’orientation clé de nombreux chercheurs. Zhu et al. ont effectué une modélisation de l’homologie sur Staphylococcus aureus (SaDAE) et reconstruit le mutant Sa-DAE_V105A, qui a augmenté l’activité relative du D-fructose de 68%, et le taux de conversion après 6 heures a augmenté à 38,9% [44]. L’activité relative a augmenté de 68%, et le taux de conversion a augmenté à 38,9% après 6 heures [44].

Wang Yifan A obtenu le mutant H56Q/A 107P, qui A amélioré la stabilité thermique et l’activité relative, par l’évolution dirigée irrationnelle de DPE à partir de Clostridium cellulolyticum H10. L’incubation à 55 °C pendant 6 h a triplé l’activité enzymatique résiduelle. On suppose que la mutation à la position 107 sur l’anneau de boucle est proline, ce qui a augmenté la rigidité de la structure enzymatique globale et amélioré la stabilité thermique [45]. Afdansd’améliorer l’activité et la réutilisabilité de l’enzyme, de nombreux chercheurs ont utilisé la technologie d’immobilisation enzymatique pour immobiliser leallulose-3-epimérase, augmentant ainsi le nombre de fois où l’enzyme peut être utilisée et le taux de récupération.

Li Qiuxi a étudié les différences entre lesProduction de D-allulose à l’aide d’une cellule d’e. coli immobilisée par l’alginate de sodiumS et D-allulose-3-epimerase immobilisés sur différents porteurs. Après l’immobilisation, la température optimale d’activité enzymatique des cellules DPE a été augmentée, et après 7 à 10 cycles de réutilisation, le taux de récupération de l’activité enzymatique était toujours élevé [46]. Bu Yifan' S des expériences ont montré que la température optimale pour l’activité enzymatique des cellules immobilisées était augmentée de 15°C, et l’activité enzymatique des cellules immobilisées atteignait 259,20 U/g de support [47]. Wei Yuxia a constaté que l’ajout d’une quantité appropriée de dioxyde de titane à l’alginate de sodium matériel immobilisé traditionnel peut considérablement améliorer le taux de récupération de la cellule immobilisée et#39; S activité enzymatique et résistance mécanique. Lorsque la concentration d’alginate de sodium est de 2%, la quantité d’enfonçage des cellules est de 60g/L, la quantité d’addition de dioxyde de titane est de 1:4 (TiO2: SA), la concentration de chlorure de calcium est de 2%, et la concentration de glutaraldéhyde est de 0,03%, le taux de récupération de l’activité enzymatique des cellules immobilisées est de 82%, et après 10 lots consécutifs, le taux de récupération de l’activité enzymatique est toujours de 58%, et la résistance mécanique est de 100% [48].

Actuellement, la matière première principale pour leLa bioconversion de D-allulose est le fructose....... Le Fructose et le D-allulose sont des isomères, et la séparation des deux et l’obtention d’une solution concentrée de D-allulose est également une technologie clé. Les techniques de séparation couramment utilisées comprennent la chromatographie à échange d’ions et la chromatographie à lit mobile simulé. Certains chercheurs ont rapporté que le D-fructose et la D-allulose peuvent être séparés et purifiés à l’aide de résine échangeuse d’ions DTF-Ca2+. La température de la colonne était de 60°C, le volume d’injection de 10 mL et le débit de 1 mL/min.

Le conseil des ministresLa pureté de la D-allulose obtenue était de 98,3%[49]. Cependant, la chromatographie à lit mobile simulé présente les avantages de la séparation continue automatisée, une utilisation élevée de résine, et une faible consommation de ressources, de sorte qu’il a un grEt en pluspotentiel d’application dans la production de D-allulose. Parce que la molécule D-allulose a deux groupes hydroxylés axiaux adjacents disposés en parallèle, ce qui est le mieux conforme au modèle de liaison des cations, D-allulose a la plus forte capacité de liaison des cations. Ce principe peut être utilisé pour séparer les deux. Des études ont révélé que la résine DOWEX310Ca est la phase stationnaire la plus appropriée. Le débit est de 5mL/mdansà 10mL/min. Les coefficients de transfert de masse de D-fructose et D allulose ont un coefficient de transfert de masse de 4,84 /mdanset 24,2 /min, respectivement. La porosité de la colonne est de 0,092, ce qui jette les bases pour optimiser la séparation de D-allulose à l’aide de la chromatographie à lit mobile simulée [50].

En raison de laHaute solubilité de D-allulose en solution aqueuse, il est difficile de cristalliser le produit pur, de sorte que le processus d’obtention du produit pur est également une technologie clé qui restreint le développement de l’industrie. La température de fusion du D-allulose est de 109°C, et il est également sujette à la transition vitrée lorsqu’il est chauffé. Il n’est pas facile d’obtenir de la poudre solide par séchage conventionnel par pulvérisation [51]. Guo Yuanheng et al. ont utilisé l’éthanol comme système de cristallisation et ont étudié les conditions du procédé telles que le rapport éthanol/D-allulose, le temps de cristallisation et la température de cristallisation. Les résultats ont montré que la densité de la solution de D-allulose était de 1,35 g/mL, le rapport éthanol/solution de D-allulose était de 3,8:1, la température de cristallisation était de 25°C et le temps de cristallisation était de 325 min. Le rendement de D-allulose peut atteindre 71,58 % [52]. En raison de l’augmentation de la surveillance sur la sécurité de la production, le processus de précipitation d’éthanol mentionné ci-dessus utilise une grande quantité d’éthanol, un solvant explosif, de sorte que cette méthode impose des exigences plus élevées sur la performance antidéflagrant de l’usine de production.

4 avenir et perspectives

Au cours des deux dernières années, les consommateurs sont devenus de plus en plus conscients de leur santé et les produits à faible teneur en sucre et en calories sont devenus de plus en plus populaires. L’érythritol a été fortement recherché par les fabricants d’aliments, et il y a même un phénomène de grave pénurie de produits à base d’érythritol en 2021. Cependant, il existe un problème de tolérance individuelle à l’érythritol [53] [traduction], qui a mené à des restrictions sévères sur la quantité d’érythritol ajoutée aux aliments. La D-allulose, qui est également un substitut du sucre, n’a pas une telle situation. Dans des applications pratiques,D-allulose a une solubilité élevée et une viscosité de solution relativement faible.Cependant, lorsque la D-allulose est utilisée comme matière première pour la fabrication de boissons, on constate qu’elle est plus sujette à une réaction de Maillard avec les protéines que l’érythritol. Par conséquent, une attention particulière est requise lors de la fabrication de boissons contenant des protéines. Avec des recherches approfondies sur l’évaluation de la sécurité, les fonctions physiologiques, et l’industrialisation de D-allulose, ainsi que le développement sadanset rapide de l’industrie, D-allulose a un grEt en pluspotentiel et des perspectives de développement.

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