گالاکتوالیگوساکاریدهای میکروبی: تولید، اثرات زیستی و کاربردها

گالاکتوالیگوساکاریدها ترکیبات غذایی بر پایه کربوهیدرات هستند که می توانند در فعالیت های فیزیولوژیکی مرتبط با سلامتی از جمله تولید اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه، انتقال انرژی در کولونوسیت ها و رشد و تمایز سلولی سلول های اپیتلیال روده موثر باشند. گالاکتوالیگوساکاریدها در حیوانات و انسان ها به عنوان ترکیبات پری بیوتیک شناسایی شده اند و با موفقیت در طیف گسترده ای از محصولات غذایی مانند محصولات نانوایی، شیرخشک نوزاد، فرآورده های لبنی و نوشیدنی ها استفاده شده اند. گالاکتوالیگوساکاریدها را می توان از دو منبع دانه سویا و لاکتوز حاصل از شیر گاو به صورت شیمیایی و یا آنزیمی سنتز و تولید کرد. انتخاب فناوری مناسب برای فرآیند هیدرولیز لاکتوز یا تولید گالاکتوالیگوساکاریدها به ماهیت سوبسترا و ویژگی های آنزیم بستگی دارد. تنظیمات راکتور عامل مهم دیگری است که می تواند بر بازده و ترکیب مخلوط های گالاکتوالیگوساکاریدی اثر داشته باشد. در این مقاله به طور خلاصه جنبه های مختلف مربوط به تولید گالاکتوالیگوساکاریدها از جمله انواع آنها و عملکرد ترکیبات فراسودمند آن، نقش آنها به عنوان پری بیوتیک و تولید صنعتی آن از طریق روش های میکروبی و همچنین راهکار های بهبود فرآیند تولید بررسی می شوند. مشخصات فیزیکی، شیمیایی، اثرات فیزیولوژیکی و کاربردهای گالاکتوالیگوساکاریدها نیز به طور خلاصه بیان شده است.

Microbial Galactooligosaccharides: Production, Biological Effects and Applications

Galactooligosaccharides (GOS) are carbohydratebased nutrients that can have healthrelated physiological activities, including production of shortchain fatty acids (SCFAs), energy transfer in colonocytes, and cell growth and differentiation of intestinal epithelial cells. GOSs have been identified as prebiotic compounds in animals and humans and have been used successfully in a wide range of food products such as bakery products, infant formula, dairy products and beverages. GOSs can be synthesized and produced enzymatically from soybean seed and lactose from cowchr('39')s milk. The choice of the appropriate technology for the process of lactose hydrolysis or GOS production depends on the nature of the substrate and the properties of the enzyme. Reactor settings are another important factor that can affect the efficiency and composition of GOS mixtures. In terms of process parameters, the amount of GOS produced by galactosidase can be improved in different ways: (a) increasing the concentration of reactants, (b) reducing the water activity of the reaction, (c) changing the reaction equilibrium towards the final product by removing product in the environment and (d) change the synthesis conditions. In this paper, various aspects related to the production of GOS, including their types and the function of its beneficial compounds, their role as prebiotics and its industrial production through microbial methods, as well as strategies to improve the production process is discussed. The physical, chemical, physiological effects and applications of GOS are also summarized.