D-(+)-メリビオース CAS 585-99-9

D-(+)-メリビオースビートケトン糖としても知られ、分子式は C12H22O11、CAS 585-99-9、相対分子量は 342.3 g/mol です。無色の結晶固体で、一般的な形態は結晶粉末または結晶です。水への溶解性に優れ、熱水には溶けますが、アルコールやエーテルなどの有機溶媒には基本的に不溶です。室温では比較的安定ですが、高温や強酸条件下では劣化する可能性があります。一連の化学反応によって変化が起こります。たとえば、カテコールと結合して赤茶色の複合体を形成することがあります。また、酸や酵素の作用により加水分解反応を起こし、対応する単糖を生成することもあります。グルコースとガラクトースが1-6- -結合で結合した二糖類化合物です。食品産業、医療分野、微生物研究などで広く使用されています。食品業界では、甘味料としてよく使用されます。医学の分野では、抗炎症作用、抗腫瘍作用などの特定の生物学的活性がある可能性があります。微生物学の研究では、培地の成分として使用できます。

D-(+)-メリビオースは、1-6- -結合によって結合されたグルコースとガラクトースで構成される二糖類化合物です。食品産業、医療分野、微生物研究などにさまざまな用途があります。

1.食品産業への応用：

食品に甘みを与える甘味料としてよく使われます。比較的甘味が少なく、カロリーが低いため、食品製造、特に低糖飲料、チューインガム、冷たい飲み物、キャンディーなどの低糖または無糖製品に広く使用されています。離乳食、ダイエット食品、特別食製品に使用されます。さらに、食品の食感や口当たりを改善するための香料、増粘剤、保湿剤としても使用できます。

2. 医療分野での応用:

それは医療分野において一定の潜在的な応用価値を持っています。研究により、抗炎症、抗腫瘍、免疫調節、生物活性増強効果がある可能性があることが示されています。これは、関節炎、リウマチなどの特定の炎症性疾患の治療の可能性があると考えられています。さらに、薬物の溶解性と生物学的利用能を改善し、薬物の安定性を改善するための薬物担体またはナノ粒子の調製にも使用されます。

3. 微生物研究への応用:

これは、微生物研究における一般的な炭素源および培地の成分です。多くの微生物は、微生物を分離、培養、同定するために、増殖と代謝のための唯一の炭素源としてそれを使用できます。腸内フローラの研究、発酵プロセスの最適化、微生物の代謝経路の研究などによく使われます。さらに、ガラクトシダーゼ活性を検出することでクレブシエラとサルモネラを区別するなど、特定の微生物の特定の酵素活性を検出および区別するために使用することもできます。

4. その他の用途:

他にもいくつかのアプリケーションがあります。例えば、化粧品の保湿成分やスキンケア成分として使用され、肌の潤いを保ち、肌のキメを整える効果があります。さらに、生化学試薬や科学研究の実験ツールなどの調製にも使用できます。

使用する場合は、関連する安全操作手順に従う必要があり、安全性と有効性を確保するために用量と使用条件を厳密に管理する必要があることに注意してください。

これは、1-6- -結合によって結合されたグルコースとガラクトースで構成される二糖化合物です。いくつかの異なる製作方法で入手できます。その主な合成方法については以下に詳しく説明する。

1.化学合成法：

ａ．化学合成法１：グルコースとガラクトースから誘導

最初のステップでは、グルコースとガラクトースが酸触媒反応によって縮合され、グルコース-1-ガラクトースが生成されます。

第 2 段階では、グルコース-1-ガラクトースを還元することで得られます。

b.化学合成法 2: フッ化水素酸によるガラクトースの生成

最初のステップでは、ガラクトースをフッ化水素酸触媒と反応させて、1,6-ガラクトースフッ化水素酸塩を生成します。

第 2 段階では、1,6- ガラクトースフッ化水素酸を還元することで生成されます。

2.酵素合成法：

酵素合成法では、生物学的酵素を使用して反応を触媒し、目的の生成物を合成します。製品の酵素合成では、グルコース イソメラーゼとα-ガラクトシダーゼの 2 段階反応を使用して完了できます。

最初のステップでは、グルコース イソメラーゼがグルコースをガラクトースに異性化します。

第 2 ステップでは、β-ガラクトシダーゼが反応を触媒して、すでに生成されたガラクトースにガラクトースを結合して生成物を形成します。

3.微生物発酵法：

微生物発酵法は、特定の菌株を使用して、適切な条件下で目的の産物を代謝および合成します。微生物発酵合成用D-(+)-メリビオース、ガラクターゼ活性を持つ微生物を選択して培養することができます。

最初のステップでは、菌株を選択して前培養し、炭素源としてグルコースとガラクトースを適量培地に添加します。

第 2 のステップは、生産する菌株の代謝を促進するために、温度、pH 値、酸素供給などの適切な発酵条件を制御することです。

第三段階では、抽出・精製を経て目的物を取得します。

なお、合成方法の選択にあたっては、実際のニーズや状況に応じて総合的に考慮し、適切な最適化や改善を行う必要があります。また、化学的手法を用いて合成する場合には、実験を円滑に進めるために適切な実験操作条件や安全対策に注意する必要があります。

1. 化学修飾:

- 特定の官能基に異なる化学基を導入するなど、化学修飾によって化学構造を変更できます。

- この修飾により、新しい生理活性分子や薬剤の調製など、製品の用途を拡大できます。

2. 復元可能性:

- グルコースとガラクトースの 2 つの還元末端が含まれているため、還元性を示します。

- 水酸化ナトリウムなどの還元剤の存在下でグルコースとガラクトースに還元できます。

3. 酸性とアルカリ性:

- 水中で部分的に解離して、グルコースとガラクトースのイオン形態を生成することがあります。

- 酸性条件下では解離度が低くなります。アルカリ性条件下では解離度が高くなります。

4. 光学特性:

・光学活性で光学活性な性質を持っています。

・平面偏光を偏向することができ、回転方向は右旋(Dタイプ)です。

- この光学活性は生成物の立体配置によるものです。

5.酸化：

この物質は酸化剤の作用により酸化反応を起こす可能性があります。

- 過酸化水素などの強力な酸化剤の存在下では、対応する酸またはアルデヒドに酸化されます。

6. 糖化反応:

- アミン化合物（アミノ酸やペプチドなど）と反応してグリコシル化生成物を生成します。

- この反応は、食品、医学、生物学の研究において重要な用途があります。

7. 酵素分解:

- 特定の酵素（ガラクターゼ、グルコースイソメラーゼなど）によって分解される可能性があります。

- ガラクターゼによって触媒され、グルコースとガラクトースに加水分解されます。

- グルコースイソメラーゼは生成物をガラクトースに異性化できます。

D-(+)-メリビオース白色の結晶性固体であり、その結晶構造は X 線回折技術によって研究および説明できます。結晶構造を解析すると、生成物の分子がどのように配置され、どのように相互作用するのかがわかります。これは二糖化合物に属し、1-6- -結合で結合された 2 つの単糖分子 (グルコース 1 つとガラクトース 1 つ) で構成されます。結晶構造では、分子は水素結合やその他の相互作用力によって互いに結合されています。

その結晶構造は通常空間群 P2₁2₁2₁ を採用しており、次のような特徴を持っています。

1. セルパラメータ:
- a = 13.2 Å
- b = 17.9 Å
- c = 13.7 Å
2. 結晶中の分子:
この分子はねじれた椅子型構造を示します。
- グルコースとガラクトースの環は、それぞれ 4C1 と 1C4 の立体配座をとります。
- 1-6- -結合によって結合された 2 つの単糖が二糖生成物を形成します。
3. 水素結合：
- 分子間に複数の水素結合相互作用が形成されます。
- 主な水素結合は、グルコースの 1- OH 基とガラクトースの 2- OH 基の間の水素結合によるものです。
- 水素結合の作用は結晶構造の安定化に役立ち、結晶の物理的および化学的特性に影響を与えます。
4. 分子パッキング:
分子は結晶内で層状に配置されています。
- 層は水素結合とファンデルワールス相互作用によって結合されます。
- 層間の相互作用は結晶全体の安定性につながります。

上記は生成物の結晶構造の一般的な説明であることに注意してください。具体的な結晶構造解析は実験データとシミュレーション計算の結果に依存します。一方、ソースや調製条件が異なると、わずかな構造の違いが生じる可能性があります。

1. 有益な細菌の増殖の促進: 腸内細菌叢の主要な構成要素として、正常な腸内細菌叢を維持するために重要です。ビフィズス菌などの善玉菌を増やし、腸内環境を改善します。
2. 糞便の質の改善：pH値、短鎖脂肪酸（SCFA）、頻度、粘稠度などの糞便の質を改善し、胃腸炎や感染症のリスクを軽減します。
3. 炎症マーカーを減らす：腸内の炎症マーカーのレベルを下げることができ、炎症性腸疾患などの腸の炎症状態に潜在的な改善効果がある可能性があります。
4. グルコースおよび脂質代謝の調節：グルコースおよび脂肪酸の代謝、ならびに炎症性メディエーターの生成に関与する特定の酵素の阻害剤として作用する可能性があります。また、グルコースおよび脂質代謝の調節に関与する、特定の受容体のアゴニストとしても作用します。
5. 有害な微生物の増殖の阻害: in vitro 研究では、特定の細菌、真菌、ウイルスの増殖を阻害し、ポリ塩化ビフェニル (PCB) などの特定の毒素のレベルを低下させ、腸内細菌叢のバランスの維持に役立つことが示されています。
6. 血中の脂質とグルコースのレベルを下げる：血中の脂質とグルコースのレベルを下げることが証明されており、糖尿病や肥満などの代謝性疾患の管理に潜在的な利点があります。
7. 腸のバリア機能の改善：腸のバリア機能を強化し、腸の透過性を低下させることで、代謝性内毒素血症を軽減し、グルコース恒常性を改善する可能性があります。

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