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갈락토올리고당

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목차

1. 개요

갈락토올리고당은 젖당의 효소적 전환을 통해 생성되는 올리고당의 일종이다. 주로 갈락토스 단위와 말단 포도당 단위로 구성되며, 효소 유형과 젖당 전환 정도에 따라 중합도가 다양하다. 갈락토올리고당은 소화 효소에 저항하며, 장내 세균의 성장과 활동을 자극하는 프리바이오틱스로 작용하여 면역 기능 향상, 필수 영양소 흡수, 특정 비타민 합성 등에 기여한다. 비피도박테리아와 유산균의 기질이 되며, 변비 개선에도 효과가 있다.

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갈락토올리고당 - [화학 물질]에 관한 문서
화학 정보
CAS 등록번호해당 없음
PubChem CID해당 없음
ChEBI'24151'
SMILES해당 없음
속성
화학식(C₆H₁₀O₅)n
몰 질량가변적임
외형해당 없음
밀도해당 없음
녹는점해당 없음
끓는점해당 없음
용해도해당 없음
위험성
주요 위험해당 없음
인화점해당 없음
자연 발화점해당 없음

2. 화학

갈락토올리고당(GOS)은 소의 젖당을 효소적으로 전환하여 생성된다. GOS는 일반적으로 연속적인 트랜스갈락토실화 반응을 통해 만들어진 갈락토스 단위 사슬과 말단 포도당 단위로 구성된다. 다만, 말단 갈락토스 단위가 나타나는 경우는 이전 공정 단계에서 생성된 GOS가 가수분해된 것이다. GOS의 중합도는 사용된 효소의 종류와 젖당 전환 정도에 따라 2개에서 8개의 단량체 단위까지 다양하게 나타난다.[1]

2. 1. 생성 요인

갈락토올리고당(GOS) 분획의 조성은 사슬 길이와 단량체 단위 간의 결합 유형에 따라 달라진다. 갈락토올리고당은 소의 젖당 성분인 젖당의 효소적 전환을 통해 생성된다.

GOS의 수율, 스타일 및 유형을 결정할 때는 다양한 요인이 작용한다. 이러한 요인에는 다음이 포함된다.

  • 효소 공급원
  • 효소 투여량
  • 원료 (젖당) 농도
  • 젖당의 기원
  • 관련 공정 (예: 자유 또는 고정화 효소)
  • 가공 상황에 영향을 미치는 반응 조건
  • 배지 조성


GOS는 일반적으로 연속적인 트랜스갈락토실화 반응을 통해 생성된 갈락토스 단위 사슬과 말단 포도당 단위로 구성된다. 그러나 말단 갈락토스 단위가 표시된 경우, 공정의 이전 단계에서 형성된 GOS의 가수 분해가 발생한 것이다. GOS의 중합도는 사용된 효소 유형과 젖당의 전환 정도에 따라 2개에서 8개의 단량체 단위까지 매우 다양할 수 있다.

2. 2. 구조

갈락토올리고당(GOS) 분획의 조성은 사슬 길이와 단량체 단위 간의 결합 유형에 따라 달라진다. 갈락토올리고당은 소의 젖당 성분인 젖당의 효소적 전환을 통해 생성된다.

GOS는 일반적으로 연속적인 트랜스갈락토실화 반응을 통해 생성된 갈락토스 단위 사슬과 말단 포도당 단위로 구성된다. 그러나 말단 갈락토스 단위가 표시된 경우, 공정의 이전 단계에서 형성된 GOS의 가수 분해가 발생한 것이다. GOS의 중합도는 사용된 효소 유형과 젖당의 전환 정도에 따라 2개에서 8개의 단량체 단위까지 매우 다양할 수 있다.

3. 소화 연구

갈락토올리고당은 배당체 결합 구조 때문에 침샘과 장의 소화 효소에 의한 가수 분해에 거의 저항한다.[4] 갈락토올리고당은 프리바이오틱스로 분류되며, 결장 내 세균의 성장과 활동을 자극한다.[4] 결장 세균의 활동 증가는 세균 자체 또는 발효 부산물인 단쇄 지방산 생성을 통해 면역 기능 자극, 필수 영양소 흡수, 특정 비타민 합성 등 다양한 영향을 미친다.[1][2][3]

3. 1. 프리바이오틱 효과

갈락토올리고당은 배당체 결합 구조 때문에 침샘과 장의 소화 효소에 의한 가수 분해에 거의 저항한다.[4] 갈락토올리고당은 프리바이오틱스로 분류되는데, 이는 비소화성 식품 성분으로서 결장 내 세균의 성장과 활동을 자극하여 숙주를 위한 기질로 정의된다.[4]

결장 세균의 활동 증가는 세균 자체에 의해서 직접적으로, 또는 발효를 통해 부산물로 단쇄 지방산을 생성함으로써 간접적으로 다양한 영향을 미친다. 이러한 영향에는 면역 기능 자극, 필수 영양소 흡수, 특정 비타민 합성이 있다.[1][2][3]

갈락토올리고당은 비피도박테리아와 유산균 같은 박테리아의 기질이다. 유아와 성인을 대상으로 한 연구에서 갈락토올리고당이 풍부한 음식이나 음료를 섭취하면 ''비피도박테리아''가 현저하게 증가하는 것으로 나타났다.[4] 이러한 당은 모유에서 자연적으로 발견되며, 이를 사람 젖 올리고당이라고 한다.[5] 예시로는 락토-''N''-테트라오스, 락토-''N''-네오테트라오스, 락토-''N''-푸코펜타오스가 있다.[6]

3. 2. 면역 반응

갈락토올리고당(GOS)은 장내 미생물총을 통해 인체의 자연 방어를 지원하며,[7] 간접적으로 장내 박테리아 수를 증가시키고 대장균(Escherichia coli), ''살모넬라'' ''티피뮤리움'' 및 ''클로스트리디아''의 결합 또는 생존을 억제함으로써 작용한다.[8][9] GOS는 항균 물질의 생산을 통해 면역 체계에 긍정적인 영향을 미치고, 병원성 박테리아의 증식을 감소시킬 수 있다.[10][11] 인간의 장내 미생물은 장 면역계에서 핵심적인 역할을 한다.[4]

3. 3. 변비 개선

변비는 특히 유아, 노인 및 임신한 여성에게 잠재적인 문제이다. 유아의 경우, 분유 수유는 변비 및 굳은 변과 관련될 수 있다.[12] 갈락토올리고당은 배변 횟수를 개선하고 변비와 관련된 증상을 완화할 수 있다.[13]

참조

[1] 논문 Dietary modulation of the human gut microflora using prebiotics 1998-10
[2] 논문 Prebiotics and probiotics: are they functional foods? 2000-06
[3] 논문 Bacterial metabolism and health-related effects of galacto-oligosaccharides and other prebiotics 2008-02
[4] 논문 Mechanisms underlying immune effects of dietary oligosaccharides http://ajcn.nutritio[...]
[5] 웹사이트 Human Milk Oligosaccharides https://www.nestlenu[...] 2020-12-04
[6] 서적 Biochemistry https://www.worldcat[...] 2017-07
[7] 논문 Prebiotics and resistance to gastrointestinal infections
[8] 논문 Prebiotic galactooligosaccharides reduce adherence of enteropathogenic Escherichia coli to tissue culture cells
[9] 논문 Galactooligosaccharides (GOS) inhibit Vibrio cholerae toxin binding to its GM1 receptor
[10] 논문 Bacterial metabolism and health-related effects of galacto-oligosaccharides and other prebiotics
[11] 논문 Immune-modulatory effects and potential working mechanisms of orally applied nondigestible carbohydrates
[12] 논문 Stool characteristics of infants receiving short-chain galacto-oligosaccharides and long-chain fructo-oligosaccharides: A review
[13] 논문 Effects of Prebiotics and Synbiotics on Functional Constipation


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