Oligosaharīdu prebiotiku ražošana
Sagatavošanas maršruts
Oligosaharīdu ražošanas metodes ir aptuveni klasificētas šādos piecos veidos:
Raffinoze
(1) Ekstrahēts no dabīgām izejvielām, piemēram, ekstrahējot rafnozi no biešu sulas vai biešu atkritumu melases, ekstrahējot stahizozi no auga Zelan, ekstrahējot sojas pupu oligosaharīdus no sojas pupu sūkalām ar atdalītu sojas pupu proteīnu un ekstrahējot no burkāniem Tas rada bifidogēnus faktorus, piemēram, slāpekļa polisaharīdus un oligosaharīdus. [8]
(2)To iegūst mikrobu fermentatīvā hidrolīzē, piemēram, piena vai olu baltumā, kas apstrādāts ar papaīnu vai pepsīnu, lai iegūtu peptīdu bifidusa koeficientu.
(3)Rūpnieciski ražotus oligosaharīdus, ko ražo mikrobu enzīmu pārneses reakcijā, iegūst bioloģiskās fermentatīvās hidrolīzes vai pārneses reakcijā, piemēram, izomaltozes, fruktooligosaharīdu, ksilo-oligosaharīdu, laktulozes, laktosaharīdu un hitozāna oligosaharīdu Glikāna u. c. ceļā.
(4)To ražo skābes hidrolīzes vai sārmu konversijas ceļā. Piemēram, laktuloze ir oligosaharīds, ko ražo, pārveidojot sārmus rūpniecībā; oligosaharīdiem, kas iegūti ar skābes hidrolīzes polisaharīdu, nav specifiskuma skābes hidrolīzes dēļ, un saharīdi produktā ir sarežģīti. Nav viegli iegūt specifiskus oligosaharīdus.
(5)Ražots ar ķīmiskās sintēzes metodi, piemēram, cukurspirtu ar bifidogēnā faktora funkcijām ražošana no cukuriem, izmantojot hermetizētu hidrogenēšanas metodi, piemēram, ksilītu un laktolu.
Ciktāl tas attiecas uz iepriekš minētajiem galvenajiem oligosaharīdu sagatavošanas veidiem, ir ļoti grūti tieši iegūt oligosaharīdu produktus no dabīgām izejvielām. Normālos apstākļos oligosaharīdu koncentrācija organismā ir ļoti zema, un tā ir bezkrāsaina un nesalādēta. Sagatavošanas process ir ļoti sarežģīts, grūti kontrolējams, un ražošanas izmaksas ir ļoti augstas. Oligosaharīdi, kas komerciāli ražoti ar šo metodi, ietver rafinozi, kas ekstrahēta no cukurbiešu cukura, un sojas pupu oligosaharīdus, kas ekstrahēti no sojas pupu sūkalām. Dabisko polisaharīdu ķīmiskā hidrolīze oligosaharīdu pagatavošanai attiecas uz ķīmisko reaģentu, piemēram, skābes, ūdeņraža peroksīda u. c., izmantošanu par katalizatoriem. Dabisko polisaharīdu noārdīšanās, lai iegūtu oligosaharīdus, produkta sarežģītības dēļ produkta kvalitāti nav viegli nodrošināt, raža ir zema, un nav viegli iegūt augstas aktivitātes oligosaharīdus, tāpēc tas nav veicināts praktiskā pielietojumā. Mākslīgās ķīmiskās sintēzes metode ir iegūt oligosaharīdus ķīmiskās sintēzes ceļā. Ar šo metodi sagatavotajiem oligosaharīdiem ir augsta tīrība un atsevišķas sastāvdaļas, bet oligosaharīdu molekulārās struktūras sarežģītība sarežģī ķīmiskās sintēzes procesu. Procesa parametri ir stingri jākontrolē. Tāpēc oligosaharīdu mākslīgā ķīmiskā sintēze galvenokārt aprobežojas ar pētījumiem par oligosaharīdu fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām, kas joprojām ir tālu no rūpnieciskās ražošanas. No barības nozares, lopkopības un akvakultūras nozares viedokļa oligosaharīdu ražošanas izmaksas jāuzskata par liela mēroga funkcionālu barības piedevu un barības antibiotiku augšanu veicinošu līdzekļu aizstājēju. Ekonomiskāks un daudzsološākais ceļš ir izmantot biotehnoloģiju, proti, dabisko polisaharīdu fermentatīvo hidrolīzi un fermentatīvo katalizatoru sintēzi, lai ražotu dažādus oligosaharīdus. Attīstot biotehnoloģiju un fermentu inženierijas tehnoloģiju, ir iespējams ne tikai ražot dažādus oligosaharīdus, fermentējot dabisko polisaharīdu fermentatīvo hidrolīzi un fermentatīvo katalītisko sintēzi, bet arī ievērojami samazināsies ražošanas izmaksas, kas ir labvēlīgas izmantošanai barības rūpniecībā un akvakultūras nozarē. Veicināšanu.
Oligosaharīdu fermentatīvā sintēze ir efektīva oligosaharīdu sintēzes metode. Fermentu katalizētās reakcijas stereospecifiskuma dēļ ir īpašas prasības attiecībā uz reakcijas substrātu, glikozīdās saites veidu un novietojumu, tāpēc tam ir lielas priekšrocības salīdzinājumā ar ķīmisko sintēzi. Ir mēģināts sintezēt oligosaharīdus dažādās ļoti specifiskās karbohidrāzēs, bet parastajām dzīvnieku izcelsmes karbohidrāzēm ir zems saturs, tās ir grūti attīrīt un tām ir slikta stabilitāte, tāpēc galvenokārt tiek izvēlēti mikrobu fermentu avoti. Oligosaharīdu sintēzē izmantotie fermenti ietver dažādas glikoziltransferāzes, glikozīdu hidrolāzes un fosforilāzes. Izejvielas, ko izmanto oligosaharīdu sintēzei, galvenokārt ir ciete, saharoze, laktoze utt. Šīs izejvielas ir bagātīgas, lētas, un tās var visaptveroši izmantot. Piemēram, fruktooligosaharīdus (saharozi kā izejvielu), izomalt oligosaharīdus, pfalktīna oligosaharīdus, galakto-oligosaharīdus u.c. var sintezēt ar fermentatīvām metodēm