Szorbit

A szorbitol kevesebb oxigénáteresztő képességet mutatott, mint a glicerinnel lágyított tejsavófehérje és az ehető filmek (McHugh és Krochta, 1994).

Kapcsolódó kifejezések:

Fruktóz
Proteáz
Glicerin
Mannitol
Poliol
Szőlőcukor
Szénhidrátok
Enzimek
Fehérjék
Szacharóz

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Osmolyte Dynamics

17.2.1.6. Szorbit

A szorbitol az egyik fő fotoszintetikus végtermék, tároló és szállító cukorként szolgál a legtöbb növénycsaládban (Li et al., 2012). A szorbit szintézise a glükóz NADP-függő szorbit-6-foszfát-dehidrogenáz (S6PDH) útján történő katalízisével történik. A szorbitot a mosogató szövetekben lévő NAD + szorbit-dehidrogenáz tovább bontja fruktózzá (Liang et al., 2012). Fontos szerepet játszik a sejtek citoplazmájában bekövetkező ozmotikus kiigazításban különféle abiotikus stresszek, például sótartalom, lehűlés és szárazság esetén (Reis et al., 2012).

1. lépés

2. lépés

Gao és munkatársai (2001) azt találták, hogy a transzgenikus Diospyros kaki Thunb. a szorbit-6-foszfát-dehidrogenázt túlzott mértékben expresszáló fák II-es fotorendszere a sótartalmú stressz alatt kevésbé volt érintett. Az exogén szorbit alkalmazás pozitív hatással volt a sóval stresszes növények növekedésére, és csökkentette a stressz okozta H2O2 és MDA tartalmat a sóérzékeny rizspalántákban (Theerakulpisut és Gunnula, 2012).

A növénynövények kompatibilis oldott anyagának mérése az abiotikus stresszekkel szembeni jobb tolerancia érdekében

3.4.4. Szorbit

A szorbit a cukoralkoholok csoportjába tartozik, és glükóz-6-foszfátból a szorbit-6-foszfát-dehidrogenáz (S6PDH) és a szorbit-6-pirofoszfatáz (S6PP) enzim szintetizálja (4. ábra B). A szorbit bioszintézist irányító géneket transzgénikus növények kifejlesztésére használták az abiotikus stressztolerancia vonatkozásában. Sheveleva és mtsai. (1998) transzgénikus dohánynövényeket fejlesztett ki, amelyek almából szorbit-6-foszfát-dehidrogenáz (S6PDH) géneket expresszálnak. A transzgénikus dohánynövények 0,2-130 μmol/g friss tömegű szorbitot termeltek a sóstressz hatására. Gao és mtsai. (2001) transzgénikus japán datolyaszilva fajtákat fejlesztett ki, amelyek ugyanazt az alma S6PDH gént expresszálták, és 200 mM NaCl stressznek tették ki őket. A transzgénikus vonalakról beszámoltak a szorbit felhalmozásáról (14,5–61,5 μmol/g friss tömeg), míg a vad típusok nem halmoztak fel szorbitot. A fotoszintetikus aktivitás helyreállt és a klorofill tartalom megnőtt a transzgén vonalakban, ami jelzi a szorbit felhalmozódása és a só stressztolerancia közötti lehetséges összefüggést.

Az ozmoliták szerepe és szabályozása mint jelző molekulák az abiotikus stressztűréshez

Titash Dutta,. Challa Surekha, a Növényjelző molekulákban, 2019

30.3.4.4. Szorbit

A szorbit szintén a cukoralkohol kategóriájába tartozik, és glükóz-6-foszfátból állítja elő szorbit-6-foszfát-dehidrogenáz (S6PDH) és szorbit-6-pirofoszfatáz (S6PP) enzimek hatására (30.5B ábra). A szorbit bioszintetikus útját szabályozó géneket kihasználták néhány transzgenikus növény tervezésére, amelyek célja abiotikus stressztolerancia kialakítása. Sheveleva és mtsai. (1998) dohányban kifejezték az almából származó szorbit-6-foszfát-dehidrogenáz (S6PDH) gént. A transzformált fajták szorbitot (2–130 µmol/g friss tömeg) halmoztak fel, amikor 200 mM sóstressznek voltak kitéve, és jobban tolerálták a stresszt, mint a WT növényei. Gao és mtsai. (2001) ugyanazt az S6PDH gént is kifejezte japán datolyaszilva és 200 mM NaCl stressz hatásának tette ki. A transzgénikus vonalak szorbitot (14,5–61,5 µmol/g friss tömeg) halmoztak fel vad típusaihoz képest (természetesen nem akkumulátorok). A szorbit felhalmozódása a megnövekedett fotoszintetikus aktivitásnak és a transzgénikus vonalakban megnövekedett klorofilltartalomnak tulajdonítható, ezáltal sóstressztűrést biztosítva.

Ábra: 30.5B. Szorbit bioszintézis útja.

S6PDH: szorbit-6-foszfát-dehidrogenáz; S6PP: szorbit-6-pirofoszfatáz.

Mesterséges édesítőszerek

Emésztőrendszer

A szorbitot a vékonybél passzív diffúziója lassan felszívja. Szájon át történő beadás után vízbe húzva növeli a bél ozmotikus nyomását, és ezáltal ozmotikus hashajtó, amely néha hasmenéshez vezet [31]. A szorbit vastagbélben történő bakteriális fermentációja fokozott puffadással és hasi görcsökkel jár. A 10 g szorbitol felfúvódást és puffadást, 20 g hasi görcsöt és hasmenést okozhat.

Számos egészséges ember nem tolerálja a szorbitot, és hasi görcsöket és hasmenést okoz a szokásos hashajtó dózisnál kisebb mértékben [32]. Felmerült, hogy az egészséges felnőttek több mint 30% -a etnikai származástól függetlenül nem tolerál 10 g szorbitot [33].

Bizonyos más betegek különösen érzékenyek a szorbit emésztőrendszeri hatásaira; például a cukorbetegek hajlamosak lehetnek szorbit intoleranciára, a megváltozott gyomor-bélrendszeri tranzitidő és mozgékonyság miatt. Közülük nagyobb a szorbit tartalmú diétás ételek fogyasztása is. A krónikus hemodialízisben szenvedő betegek hajlamosak lehetnek szorbit intoleranciára a szénhidrát felszívódási zavar következtében [34].

A szorbitban található kayexalátot (nátrium-polisztirol-szulfonát) általában veseelégtelenségben szenvedő betegek hyperkalaemia kezelésére használják. Az esettanulmányok dokumentálták a bélnekrózist a kayexalate szorbitban történő beadása után [35, 36]. Egy tanulmányban 1,8% -os előfordulási gyakoriság mutatkozott, és a szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy a szorbithoz társuló szövődmények a műtét után nem ritkák [37]. Felvetődött továbbá, hogy idiopátiás vastagbélfekélyek esetei veseelégtelenségben szenvedő betegeknél a szorbit hatásainak tudhatók be. Míg a lila, szabálytalan és szaggatott kayexalátkristályok véletlenszerű találatok lehetnek, és köztudottan nem okoznak sérülést, hasznos szövettani nyom arra a lehetőségre, hogy szorbitot adtak be [38].

Öt kiterjedt nyálkahártya-nekrózisról és a vastagbél transzmurális infarktusáról számoltak be, miután a kayexalate és a szorbitol beöntéseket urémiás betegek hyperkalaemia kezelésére alkalmazták [39]. A szerzők a kayexalate-szorbitol beöntések hatásait is tanulmányozták normál és urémiás patkányokban, és arra a következtetésre jutottak, hogy a szorbit felelős a vastagbél károsodásáért, és hogy a sérülés felerősödött urémiás patkányokban. Ha önmagában szorbitot vagy kayexalate-szorbitot adtak, kiterjedt transzmurális nekrózis alakult ki a normál patkányok 80% -ában és az összes urémiás patkányban.

A vastagbélelhalásról szóló jelentéseket követően a Japán Gyógyszerészeti Ügynökség felülvizsgálták a polisztirol-szulfonát-kationcserélő gyanta szuszpenzió szorbitol-oldatban történő beöntésének termékinformációit a kálium eltávolításához [40]. Bár az okozati összefüggést nem sikerült véglegesen megállapítani, az Elnökség úgy döntött, hogy a nátrium-polisztirol-szulfonát-kationcserélő gyanták beöntéséhez nem szabad szorbitoldatot használni.

GI baktériumok változásai az állatmodellekben a prebiotikumok miatt

Philippe Gérard, Sylvie Rabot, Bioactive Foods in Health Promoting, 2010

5.3. Cukoralkoholok

A szorbitot, a természetben előforduló poliolt, széles körben használják az élelmiszeriparban édesítőszerként, nedvesítőszerként és texturálószerként. 1986-ban kimutatták, hogy a szorbit megváltoztatta a patkányok székletmikrobiotáját Gram-negatívból Gram-pozitív baktériumokká való elmozdulásával [89]. 2007-ben a molekuláris technikák azt mutatták, hogy a szorbit erős hatást gyakorolt a patkányok bél mikrobiotájára, és különösen megnövelte a Lactobacillus reuteri populációt. Ezzel egyidejűleg a szorbit a patkányok vastagbél- és vakbéltartalmában a butirát koncentrációjának specifikus növekedéséhez vezetett [90] .

Tejsavbaktériumok által szintetizált élelmiszer-összetevők

4.2 Szorbit

A szorbit, más néven d-glicitol, hat széndioxid-tartalmú alkohol, vagyis természetes módon megtalálható sok gyümölcsben, például bogyókban, meggyben, szilvaban, körtében és almában. Édessége (~ 60% a szacharózhoz képest) és magas vízoldhatósága miatt a szorbitot nagyrészt alacsony kalóriatartalmú édesítőszerként, nedvesítőszerként, texturálószerként vagy lágyítószerként használják. Élelmiszerek széles választékában van jelen, például rágógumikban, cukorkákban, desszertekben, fagylaltokban és cukorbeteg ételekben. Ezenkívül a szorbit a gyógyszerészeti vegyületek, például a szorbóz és az aszkorbinsav előállításának kiindulási anyaga, és a gyógyszerek szuszpenziójának hordozójaként is alkalmazzák (Silveira és Jonas, 2002). Ezenkívül ez a poliol gyengén vagy egyáltalán nem szívódik fel a vékonybélben. Ezért eljuthat a vastagbélig, ahol a baktériumok fermentációjának szubsztrátjaként működhet, és emiatt a szorbit használható prebiotikus vegyületként. A szorbittal való kiegészítés a Lactobacillusok dúsulását eredményezte a patkány vastagbélében és a vakbélben (Sarmiento-Rubiano et al., 2007).

A szorbit termelését hagyományosan a glükóz vagy a glükóz – fruktóz keverékek kémiai katalitikus hidrogénezésével hajtották végre (amint azt a mannitnál korábban részleteztük); ezek a folyamatok azonban gyakran szorbit és mannit keverékeit állítják elő, amelyeket nehezen lehet szétválasztani, és így az előállítási költségek magasak (Mazzoli et al., 2014). Csak néhány mikroorganizmus képes természetes szorbitot előállítani, beleértve a Candida boidinii, Candida famata és Saccharomyces cerevisiae élesztőket, valamint a gram-negatív Zymomonas mobilis baktériumokat; azonban csak az utóbbi kínálja a szorbit ipari biotechnológiai előállításának lehetőségét (Silveira és Jonas, 2002).

Nem írtak le olyan LAB törzset, amely természetes módon szorbitot termelne; azonban vannak olyan LAB (HeLAB és HoLAB), amelyek katabolikus utakkal rendelkeznek a szorbit anyagcseréjéhez (4.3. ábra). Az ezekben az utakban részt vevő enzimeket az operonokba szerveződött gének kódolják, jellemzésüket L. casei (Alcantara et al., 2008) és L. plantarum (Ladero és mtsai, 2007) munkákban végezték el. A szorbitot a sejtekbe szállítják, és a PTS-szorbit-rendszer foszforilezi szorbit-6-foszfáttá. A szorbit-6-foszfát-dehidrogenáz katalizálja a szorbit-6-foszfát átalakulását fruktóz-6-foszfáttá, amely a glikolitikus útba kerül. Ez az enzim azonban a fordított reakciót is katalizálhatja, ezért az anyagcsere-technika rekombináns LAB törzseket hozhat létre, amelyek képesek szorbit szintetizálására. Rekombináns L. casei BL232 törzset kaptunk, amelynek glükóz konverziós aránya szorbitolra 2,4% volt, amikor a gutF gént (szorbit-6-foszfát-dehidrogenázt kódoló) integráltuk a kromoszomális lac operonba (Nissen et al., 2005).

A mannittermeléshez hasonlóan a LAB szorbittermeléséhez magas NADH-szintre lenne szükség a cukor prekurzorok hatékony csökkentéséhez. Ennek eredményeként, amikor az L. casei BL232 (LDH-t kódoló) LDd génjét inaktiválták, a szorbit szintézis konverziós aránya 4,3% -ra nőtt (Nissen és mtsai, 2005). Kimutatták azt is, hogy amikor a gutB gént (amely a szorbit PTS rendszer EIIBC komponensét kódolja) törölték, a szorbit újrafelhasználását elkerülték (De Boeck et al., 2010). Ez a munka bebizonyította, hogy a szorbit-6-foszfát defoszforilezését és a szorbit kiválasztását a sejtekből egyelőre ismeretlen enzimek végzik. Ezenkívül ennek a rekombináns törzsnek az anyagcseréjét vizsgáló magmágneses rezonancia vizsgálatok azt mutatták, hogy mannit és szorbit termelődik. Ezt a problémát a mannitol-1-foszfát-dehidrogenázt kódoló mtlD gén inaktiválásával sikerült elhárítani. A legjobb tesztelt körülmények között ez a törzs 9,4% -os sebességgel alakította át a laktózt szorbittá (De Boeck et al., 2010), bár a szorbit termelés hatékonysága ebben a törzsben messze van a szorbit maximális elméleti hozamától, amely 67%.

Két szorbit operont két feltételezett szorbit-6-foszfát-dehidrogenáz génnel (srlD1 és srlD2) azonosítottak az L. plantarum NCIMB8826 genomjában (Ladero és mtsai, 2007). Az srlD1/2 géneket klónoztuk és túlexpresszáltuk egy mutáns törzsben, amely mind az l-, mind a d-laktát-dehidrogenáz aktivitás szempontjából hiányos volt. Mindkét enzim aktívnak bizonyult, és pihenő sejteket használva pH-szabályozás mellett, a glükózt szorbittá alakította 65% -os sebességgel. A növekvő sejtekben a konverziós hatékonyság 25% volt, talán a biomassza-termelés magasabb ATP-igényének köszönhető (Ladero et al., 2007). A mannit és a szorbit együtttermelését is elérték, elérve a 13% -os konverziót. Ez azonban elkerülhető a natív mannitol-1-foszfát-dehidrogenáz törlésével, mint az L. casei esetében.

A fent említett eredmények bemutatják a LAB-törzsek metabolikus mérnöki lehetőségeit az ipari szorbittermelésben, valamint annak potenciális felhasználását új funkcionális élelmiszerek kifejlesztésében.

Konzervek készítéséhez használt összetevők

8.4.3. Szorbit és mannit

A szorbit és a mannit szénhidrátok, amelyeket polioloknak minősítenek; egynél több hidroxilcsoportot tartalmaznak, és nincsenek karbonilcsoportok. A szorbit és mannit mellett ebbe az osztályba tartozik a glicerin és a propilén-glikol, valamint számos más alkohol. A szorbit és a mannit természetes módon előfordul gyümölcsökben, például almában, meggyben és sárgabarackban; a kereskedelemben kapható anyagokat cukrok hidrogénezésével állítják elő. Mindkettő fehér, szilárd kristályként létezik. A szilárd állapot mellett a szorbitot kereskedelmi forgalomban 70 tömeg% -os vizes oldat formájában is értékesítik.

A szorbit és a mannit olyan mennyiségben megengedett az élelmiszerekben, amely ésszerűen szükséges a kívánt fizikai vagy technikai hatás eléréséhez. A szorbit, mint szénhidrát, tápértéke körülbelül 4 kalória/gramm. A mannit szintén szénhidrát; a hiányos felszívódás és anyagcsere miatt tápértéke körülbelül 2 kalória/gramm. A gyomor-bél traktus viszonylag lassú felszívódása felelős mindkét poliol hashajtó tulajdonságáért; a szorbit hashajtó küszöbértéke körülbelül 40 g/nap, a mannit esetében pedig körülbelül 10–20 g/nap.

A szorbitol relatív édessége körülbelül 55% és a mannit körülbelül 50% a szacharózhoz képest; mindkettő negatív oldatmeleggel rendelkezik, ami hűvös, édes ízt eredményez.

Mivel a szorbit és a mannit magasabb alkoholok, mint cukrok, viszonylag ellenállnak a szájban található mikroorganizmusok okozta erjedésnek és ebből adódó savképződésnek. Ezért nem kariogén ételek és üdítők édesítésére és testesítésére használják őket.

Üdítőitalokban a szorbit-oldatot általában 1-2% -ban használják test- és szájérzet biztosítására, az íz fokozására és az édesség megadására. A szorbit is hatékony lehet a szacharin jellegzetes keserű ízének elfedésére az ezt az édesítőszert tartalmazó italokban. Kimutatták, hogy a borban található kis mennyiségű szorbit (0,5–3,0%) kelátképzi az alacsony vas- és rézszintet, és kisimítja a keserűséget az alacsonyabb minőségű borokban. A testápolás és az ízsimítás miatt a szorbit hasznos az elkészített koktélalapokban és habosítókban. Kelátképző vagy elválasztó tulajdonságát a gyümölcsitalokban is megfigyelték.

A szorbitot test és édesség biztosítására használják az italoktól eltérő termékekben. A szorbit nád- és kukoricacukor helyettesítésére használható juharízű palacsintában és gofrisirupban; a szirup 10–15% -ában, kis mennyiségű nátrium-karboxi-metil-cellulózzal együtt használják. Az úgynevezett diétás utánzó zselékben és lekvárokban a szorbitot szacharinnal kombinálva használják az édesség és a test érdekében. Zselében 15% szorbit 25 ° Brix-értéket eredményez; pektint használnak a további szükséges sűrítés biztosítására. A könnyű kezelhetőség és a takarékosság érdekében az ezekben a termékekben lévő szorbitot 70% -os oldatként, nem pedig szilárd anyagként adják hozzá.

A szorbit és a mannit között az egyik fő különbség a nedvességtartalmukban van. A szorbit vízben nagyon jól oldódik és kiváló nedvesítőszer. 70% -os oldatként hozzáadva a szorbit védi a felaprított kókusz puha, nedves textúráját. A mannit lényegesen kevésbé oldódik és nem higroszkópos. Következésképpen szilárd ágensként használják konzervált, porított italalapokban használt aromák kapszulázására.

Polimerek a fenntartható környezetért és a zöld energiáért

10.07.6.2.1 Nedvesítőszer

A szorbit a funkcionális tulajdonságok széles skáláját kínálja, ideértve a nedvességtartalmat, a lágyító képességet, az édes ízt, a nem kariogenitást és a jó kémiai stabilitást olyan nehéz körülmények között is, mint lúgos pH és hő. Ezenkívül az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala (FDA) általánosan elismert (GRAS) termék.

A fogkrémgyártás a szorbit második legnagyobb alkalmazási területe, amely csak Nyugat-Európában évi 50 000 tonnát tesz ki. Korábban a fogkrémkészítmények glicerin alapúak voltak, de szinte minden gyártó átformálta a szorbit használatát, amikor az utóbbi ipari méretekben elérhetővé vált.

A glicerin árának közelmúltbeli csökkenésével a szorbit és a glicerin közötti választást ma elsősorban az ár határozza meg.

A szorbit mint nedvesítőszer további fontos felhasználási területei közé tartoznak a köhögés elleni szirupok, multivitamin-készítmények, emulziók és szuszpenziók. Nedvességtartalma miatt a szorbit csökkenti a folyékony készítmények kristályosodási hajlamát.

Zymomonas

Szorbit és glükonsav

A szorbit és a glükonsav az élelmiszer-, gyógyszer- és vegyiparban alkalmazott vegyületek. A Z. mobilis sejtburok periplazmatikus terében található a glükóz – fruktóz-oxidoreduktáz (GFOR) enzim, amely glükózban és szorbitban alakítja a glükózt és a fruktózt. A GFOR-nak van egy szorosan kötött kofaktora, a NADP (nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát), amely a glükon-oxidáció során glükonolaktonná redukálódik NADPH-ra (redukált nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát), és a fruktóz redukciója során szorbitjá válik. A GFOR katalízis ciklikus jellege meglehetősen előnyös, mivel a kofaktort, általában drága reagenset nem fogyasztják el. Erzinger és Vitolo (2006) bebizonyította, hogy a glükóz és a fruktóz glükonsavvá és szorbittá alakítása szakaszos reaktorban végezhető szabad vagy immobilizált Z. mobilis sejtek felhasználásával.

Cukoralkoholok ☆

Tablettázás

Bár az összes porított poliolt rotációs gépeken összenyomhatjuk tabletták előállítására, a szorbit a leggyakoribb poliol, amelyet ezen a területen használnak.

A porított szorbit kiváló áramlási tulajdonságokkal rendelkezik a tablettázáshoz. A jó folyékonyság nagyon fontos a tabletta egységes tömegének biztosításához. Más, közvetlenül összenyomható anyagokkal összehasonlítva, a porított szorbit nagy szakítószilárdság-növekedést eredményez a nyomóerő függvényében, ezért nagyon alkalmas közvetlen összenyomáshoz. Meglehetősen magas higroszkóposságuk miatt a szorbit-alapú tablettákat védeni vagy viszonylag száraz körülmények között kell tárolni, hogy elkerüljék a nedvességfelvétel miatti lágyulást. A szorbit tabletták, még az alacsony nyomáson összenyomott tabletták életképessége is rendkívül alacsony, és tovább javul az egyensúlyi relatív páratartalom mellett történő tárolással. A szorbit por általános teljesítőképessége a tablettázás során különböző tényezőktől függ, például részecskemérettől és eloszlástól, kristálymorfológiától és kompressziós körülményektől.