Какие виды применения D тагатозе?

D tagatose is a monosaccharide with special health benefits that was discovered in recent years. It was determined to be Generally Recognized as Safe (GRAS) По запросу:the US Food иDrug Administration (Управление лесного хозяйства) in 2001. Studies have shown that Д-тагатозе (D-tagatose)not only has similar taste иphysical properties to sucrose1), and can be used as a sweetener to replace sucrose, but also has a complementary therapeutic Воздействие на окружающую средуon the treatment Соединенные Штаты америкиdiseases in specific populations (2), so it is currently attracting a lot Соединенные Штаты америкиattention Из российской федерацииthe market and consumers. In view Соединенные Штаты америкиthis, it is Соединенные Штаты америкиgreat significance to make full use of the superior properties of Д-тагатозе (D-tagatose)and apply it to the fields of food, medicine, cosmetics, etc.

1 структура и физико-химические свойства д-тагатозы

D tagatose is a rare natural hexopyranose, an isomer of D-galactose, and a reverse D-fructose diastereoisomer at the C-4 position (as shown in Figure 1(3)). According to the Lobry de Bruyn-Al- berda van Экенштейн преобразования, D- талоза и D- тагатоза на рисунке могут взаимодействовать друг с другом из-за гравитационного углерода атом молекулы сахара, обеспечивая активный водород, чтобы дать карбониловую группу, в результате чего форма энола, в щелочном растворе. D- тагатоза-белый порошкообразный кристалл без запаха. Его молекулярная формула CgH₁₂O₆, молекулярный вес 180.16, температура плавления 132°C - 135°C, и 1% водный раствор [α]20-6±1° (C =5,H₂O);D-Tagatose устойчив к кислотности и может существовать стабильно при pH 3~7. Он также термостойкий и щелочный. Он склонен к майярд браунинг и может подвергаться карамелизации при более низких температурах.

2 D-Tagatose функциональные свойства

2.1 подавляет высокий уровень сахара в крови

D-Tagatose is a low-energy sugar with a sweetness that is about 92% that of sucrose, and it is not well absorbed by the body (4). Donner Thomas et al. (2) used 6 healthy people and 6 non-insulin-dependent diabetes mellitus patients as research subjects, and measured the changes in blood glucose and insulin levels after they were given 75 g of glucose or 75 g of D-tagatose orally over a period of 3 hours, or 75 g of tagatose orally для30 minutes followed by 75 g of glucose.

Результаты показали, что пероральное введение д-тагатозы само по себе не привело к изменениям уровня глюкозы и инсулина в крови у здоровых людей и больных сахарным диабетом 2 - го типа. Напротив, он подавлял увеличение глюкозы в крови, вызванное потреблением глюкозы диабетическими пациентами, но не оказал существенного воздействия на инсулиновую чувствительность диабетических пациентов 2 - го типа. Аналогичным образом, предоставление сахарного диабета 2 типа 75g сукроза, или 75g d-тагатозы 30 минут до принятия 75g сукроза, также может подавить рост сахара в крови, вызванный сукроза. Поэтому считается, что д-тагатоза оказывает дополнительное воздействие на лечение сахарного диабета 2 - го типа, что может быть вызвано тем, что д-тагатоза ослабляет всасывание сахарозы в желудке и кишечнике, эффективно предотвращая при этом скачки глюкозы в других сахарных продуктах и предотвращая повышение уровня глюкозы в крови.

2.2 улучшает кишечную флору и способствует росту полезных бактерий

D- тагатоза ферментируется микроорганизмами в желудочно-кишечном тракте человека, в основном производя уксусную кислоту, бутирную кислоту и гексаноидную кислоту, основным компонентом которых является бутирная кислота. Растительная кислота может способствовать росту полезных бактерий, таких как лактобацилли и является хорошим источником кишечных эпителиальных клеток. Он также оказывает определенное воздействие на ингибирование рака толстой кишки и кишечных патогенных бактерий. Laerke et al. (5) собрали и проанализировали фекалии 16 здоровых людей (10 г d-тагатозы давали три раза в день в течение 14 дней), и обнаружили, что концентрация молочных кислотных бактерий в стуле на 14 - й день после приема пищи была значительно выше, чем без приема пищи, в то время как концентрация колиформ бактерий в стуле на 14 - й день после приема пищи была уменьшена.

2.3 не легко сломать и использовать пероральные бактерии, и не вызывает кариеса

In 2002, the US FDA confirmed that D-tagatose is not broken down by oral bacteria and does not cause tooth decay. D-tagatose can also effectively eliminate bad breath and prevent diseases such as gingivitis.

3. Метод производства d-тагатозы

D- тагатоза встречается во многих продуктах питания, в основном в молочных продуктах, таких как стерилизованное сухое молоко, сыр и йогурт [6]. В настоящее время d-тагатоза производится изомеризацией галактозы с использованием биологических и химических методов.

3.1 биологический метод

Lzumori et al. [78] использовали Mycobacterium Организация < < смегматис > >и Arthrobacter globiformis, а также Muniruzzaman et al. [9] использовали Enterobacter applomerans для преобразования дорогого - гальактитол.в тагатозу, которая является методом использования galactitol для биосинтезирования d-тагатозы размера d, т.е. метод биосинтезирования galactitol. Кроме того, в промышленном производстве используется метод ферзиматического синтеза. Исследования показали, что фермент l-галактозы изомеров имеет каталитическую активность в процессе преобразования, преобразования l-галактозы в l-рибулозы. Поскольку l-галактозный изомер является относительно специфическим (специфическим для группы) ферментом, он может преобразовать альдозу в кетозу. Таким образом, катализируя l-тагатозу, он может также преобразовать другие алдозы (например, d-галактозу, дл-фруктозу и D-xylose) в соответствующую форму гексазы. Если лактоза пермиата используется в качестве сырья для ферментативной подготовки тагатозы, то технологический процесс:

Лактоза проникает в парадометрическую гравитацию

3.1.1 удаление белков, солей и высокомолекулярных веществ

Высокомолекулярные вещества, такие как белки, удаляются из лактозы, чтобы предотвратить бактериальное загрязнение последующих этапов процесса. Соли, например, препятствуют кристаллизации тагатозы на стадии кристаллизации и поэтому также должны быть удалены.

3.1.2 гидролиз

После удаления из лактозы веществ с высоким молекулярным весом, таких как белки, иммобилизуемый фермент лактозы используется для непрерывного гидролиза лактозы до глюкозы и галактозы. Гидролиз происходит при температуре от 40 до 60 градусов и pH от 4 до 6 градусов.

3.1.3 концентрация

Гидролизат лактозы концентрируется в растворе, содержащем от 2% до 20% галактозы и от 2% до 20% глюкозы, причем соотношение между ними составляет 1:1, а остальную часть составляют белки, жиры, соли и неперевариваемой лактозы.

3.1.4 ферментация

Лактоза гидролизируется, образуя смесь галактозы и глюкозы. После селективной ферментации дрожжевыми продуктами или бактериями глюкоза ферментируется до этанола, в то время как галактоза не ферментируется и вступает в следующий этап изомеризации, или галактоза отделяется, испаряется, концентрируется и кристаллизируется, чтобы получить чистый галактозный порошок.

3.1.5 изомеризация фермента

Брот ферментации центрифугируется или подвергается микрофильтрации для удаления микробных клеток и дистиллируется для удаления этанола с целью получения галактозного концентрата.Г-н тагатозеДостигается изомеризацией с помощью l-галактозы альдегидных изомеров.

3.1.6 очистка воды

Смесь, получаемая путем изомеризации, отделяется хроматографией колонки обмена катионов, а готовый продукт-концентрацией и кристаллизацией.

3.2 химический метод

В работе Beadle et al. (10) использовался двухэтапный химический метод производства d-тагатозы из галактозы. Галактоза сначала изомеризируется в нерастворимый металлический гидроксид тагатозный комплекс под катализатором растворимой щелочной соли (например, Ca(OH)₂), а конечный продукт тагатозы получается путем нейтрализации комплекса кислотой.

3.2.1 изомеризация

Изомеризация — это формирование металлического гидроксида-тагатозного комплекса, нерастворимого промежуточного комплекса, который играет важную роль в химическом производстве тагатозы. Это объясняется тем, что: (1) формирование нерастворимого промежуточного комплекса способствует позитивному направлению; (2) галактоза нестабильна при щелочных условиях и подвержена побочным реакциям и реакциям разложения, а формирование сложного промежуточного вещества может препятствовать возникновению побочных реакций; (3) нерастворимые сложные промежуточные осадки и могут быть эффективно отделены от других побочных продуктов.

3.2.2 кислотная нейтрализация

Цель кислотной нейтрализации заключается в производстве нерастворимых металлических солей для отделения тагатозы от сложных металлических промежуточных веществ.

3.2.3 очистка воды

D- тагатоза отделяется от реакционной системы кристаллизацией, в то время как фильтрат все еще содержит тагатозу. Таким образом, фильтрат реагирует с помощью гидроксида щелочного металла, образуя комплекс гидроксида-тагатозы металла для извлечения тагатозы.

Currently, Maryland Biospherics has patented a chemical method for producing tagatose products. Of course, there are also some problems with the chemical production of D-tagatose, such as the use of strongly alkaline metal hydroxides and high pH, which are not conducive to food processing.

4 д-тагатозы в биохимических процессах человека

4.1 пищеварение и абсорбция человека

D- тагатоза в основном переваривается и всасывается в кишечник, но в академическом сообществе все еще ведутся дебаты о точном количестве пищеварения и поглощения. Бар (4) используется L-rhamnose в качестве ссылки для изучения человеческого тела и#39;s поглощение d-тагатозы. Так как скорость пассивного рассеивания веществ через слизистую оболочку кишечника зависит от молекулярного веса и липофилитности, L-rhamnose является чуть меньшим молекулярным весом и чуть более липофилическим соединением, то d-тагатоза поглощается в кишечнике чуть больше, чем L-rhamnose (от 14% до 24%). Таким образом, бар оценивает, что кузова и#39;s поглощение d-тагатозы не будет превышать 20%.

В отличие от Bar's report of low D-tagatose absorption, Norman et al. [11 found that D-tagatose absorption in patients with ileostomies could reach 80%. Jenkins et al. (12 ) previously found that L-rhamnose absorption in patients with this operation was close to 50%. Although ileostomy can only provide a limited assessment of incomplete digestion and absorption of monosaccharides, the conclusions of these studies are contrary to those of Bär. Similarly, Buemann et al. (13) found in a double-blind crossover trial that only 1.5% of the 30 g D-tagatose ingested orally was excreted in the urine after 8 individuals had ingested 30 g D-tagatose and 30 g D-fructose alone.

4.2 биотрансформация человека

D- тагатоза может быть фосфорилирована и преобразована в 1- фосфод-тагатозу в организме человека. Раушель и др. Клиланд сообщил [14], что в соответствии с условиями СПС и K+ fructokinase говядины может катализировать фосфорилирование d-тагатозы для производства 1- фосфод-тагатозы. Поскольку fructokinase встречается только в печени и почках, 1- фосфод-тагатоза также в основном производится в печени и почках, и образуется меньше в слизистой оболочке кишечника и клетках островка. Buemann et al. [13] в ходе двухслепых испытаний на перекрестке обнаружили, что сыворотка неорганического фосфора была временно сокращена, что может быть непосредственно связано с образованием 1- фосфод-тагатозы.

1- фосфод-тагатоза может по-прежнему разбиваться алдолазой в печени для образования d-глицералдегида и дигидроксипропанона фосфата, что приводит к глюконеогенному преобразованию d-тагатозы в глюкозу. Рогстад (15.16) использовал клетки печени мышей и d-тагатозу в культуре in vitro для производства глюкозы, в которой глюконеогенная скорость 20 ммоль/л d-тагатозы в два раза превышала скорость 20 ммоль/л d-галактозы и в два раза-скорость фруктозы. "C-fructose и ¹ - d -tagatose образуют lC глюкозу через глюконеогенный путь, что указывает на то, что у них Один и тот же глюконеогенный путь.

Хотя глюконеогенный путь d-тагатозы еще не установлен, он, вероятно, метаболизируется через галактозно-фосфорную кислоту в печени млекопитающих. Например, изомеры катализируют преобразование 1- фосфод-тагатозы в 1- фосфогалактозу. Отслеживание изотопов показало, что увеличение объема фруктозы до уровня д-тагатозы препятствует преобразованию д-тагатозы в глюкозу, а увеличение объема д-тагатозы до уровня фруктозы не влияет на глюконеогенез фруктозы. Это может быть связано с тем, что структура d-тагатозы более подвержена глюконеогенезу, чем фруктозе.

5 приложений D-tagatose

5.1 применение в пище

В качестве людей#39; уровень жизни продолжает улучшаться, все больше и больше людей начинают уделять внимание своему здоровью и питаться низкокалорийными продуктами питания. D-tagatose, как низкокалорийный сахар, может дать полную игру его преимущества в продуктах питания. Марзур (17 лет) сообщил, что, помимо низкой энергии, d-тагатоза, как правило, не вызывает диарею во время пищеварения и абсорбции в организме человека, как это имеет место в случае с другими полигидроксидными заменителями сахара. В ходе 3- месячного эксперимента по кормлению мышей было установлено, что вес тела мышей, питавшихся 15% (вт/вт) сукроза, в два раза превышал вес мышей, питавшихся 15% (вт/вт) d-тагатозы. Поскольку d-тагатоза схожа с сахарозой по вкусу и физическим свойствам и имеет физические и химические свойства, такие как теплостойкость, кислотная устойчивость и щелочная устойчивость, она широко используется в качестве идеального подсластителя в пищевой промышленности. В основном используется в производстве шоколада, хлебобулочных изделий, мороженого, твердых и мягких конфет, жевательной резинки, безалкогольных напитков, приправ и других изделий.

5.1.1 применение в промышленности по производству напитков

In the beverage industry, the main sweeteners added are saccharin, cyclamate, aspartame, acesulfame, stevia and sucralose. These are all strong sweeteners, and sometimes, in consideration of the taste, their The result is a bitter aftertaste, metallic taste and astringent taste. However, Tagatose can effectively reduce these undesirable factors. D-Tagatose has a synergistic sweetening effect, and just a small amount can significantly enhance the sweetness. For example, adding D-tagatose to low-fat milk drinks (chocolate and yogurt flavors) can not only reduce undesirable flavors, but also make the sweetness of the product more stimulating, the flavor more mellow and rich; adding D-tagatose to lemon juice drinks can make the product taste fresher and cleaner; it can also increase the soluble solids content of the beverage system.

Поэтому в 2001 году управление по контролю за продуктами питания и лекарственными препаратами США официально одобрило их использованиеD-tagatose as a sweetener in the food and beverage industry. It is now widely used in the US as a sucrose substitute in health drinks, yogurt, fruit juice and other products.

5.1.2 применение в зерновых продуктах

Высокая температура плавления, теплостойкость, кислотная и щелочная устойчивость, а также низкая температура карамелизации тагатозы имеют важное значение при переработке зерновых. Это потому, что тагатоза имеет низкую вязкость и легко кристаллизоваться. Поэтому применение глазурь из тагатозы на поверхность зерновых не только повышает сладость продукта, но и продлевает срок его годности.

5.2 применение в медицине, косметике и других областях

В дополнение к своим превосходным свойствам в качестве подсластителя в пище и напитках, d-тагатоза может также использоваться в качестве начинающего в фармацевтической промышленности, а также в качестве юмоктанта и стабилизатора в косметике. В настоящее время в зубной пасте и полоскании для рта d-тагатоза используется главным образом в качестве смачивающего средства, за которым следует стабилизатор, но она также может эффективно улучшить вкус зубной пасты и полоскания для рта. В настоящее время многие зубные пасты используют d-сорбитол или глицерин, или их сочетание, в качестве смачивающего средства.

Однако сладость смеси d-сорбитола и глицерина в два раза меньше, чем сукроза, и эта сладость не так желательна при чистке зубов. Поэтому сахарин, высокоинтенсивный подсластитель, добавляется ко многим зубным пастам, чтобы сделать продукт на вкус так хорошо, как он должен. Тем не менее, это соединение, обеспечивая необходимую смачиваемость и сладость, также имеет металлический вкус, горький вкус послевкуса и сакчарин послевкуса. D- тагатоза, как и сукроза, в два раза слаще d-сорбитола, и ее добавление не только сохраняет сладость зубной пасты, но и предотвращает карие. Lu6 измеряя водную активность и содержание влаги в d-тагатозе и d-сорбитоле и сравнивая их смачиваемость, можно увидеть десорбционные кривые d-тагатозе и d-сорбитоле, когда d-тагатозе растворяется в воде выше 0,62, d-тагатозе и d-сорбитоле считаются одинаково смачиваемыми с точки зрения водной активности. Когда зубная паста добавляется с 20% до 25% (вт/вт) d-тагатозы, сладость не только достигает удовлетворительного уровня, но и сохраняет хорошую смачиваемость и стабильность.

At present, although the mechanism of action of D-tagatose as a new monosaccharide in the human body needs to be further explored, its excellent physical and chemical functional properties are undeniable. It is expected that in the next few years, D-tagatose will become a best-selling natural sweetener on the international market, and will be widely used in food, medicine, cosmetics and other fields. Its market prospects are very broad.

Ссылка:

[1] сан хён юн, пхиль ким, дек кун о. Свойства L- изомеров арабинозы из биоокаталыста escherichia colias для производства тагатозы [J]. World Journal of Microbiology& Биотехнология,2003, 19:47-51.

[2] доннер Томас, уилбер, США - Джон, островский - дебра. - привет. D-tagato- se: новая терапия 3. Дополнительная информация Для сахарного диабета, не зависящего от инсулина [J].Diabetics,1996,45(дополнение):125A.

[3] Hans Beyer,Wolfgang Watler,Tang Weicheng, Organic Chemistry Textbook [м], Beijing: Higher Education Press, 1989, 306-307.

[4] Bar A.D-tagatose: досье подготовлено компанией bioresco от ее имени  Д/д  Продукты питания и напитки   Амба, видебек, Дания   [J]. Нормативная токсикология и фармакология,1999,29(2):83-93.

[5] ларк Х.н., дженсен Б. б., х  Организация < < с.а. > >  Влияние на окружающую среду  D- тагатозы по бактериальному составу и ферментации capa- город фекальных образцов из человеческих добровольцев [J.J.Nutr] , 2000,130:1772-1779.

[6] Лу,Y. Юмористические формы тела of  D-tagatose  and  D- сорбитол  [J]. In- international Journal of Cosmetic Science,2001,23(3):175-181.

[7] идзумори - к, цузаки K.Production (производство) of  D-tagatose  Из российской федерации D гальактитол by   Микобактерия (mycobacterium)  smegmatis   [дж] джей фермент. Технол.,1988,66:225-227.

[8] идзумори К, мийоши. Привет - ти, токуда  С, и, и  Al.Production. Производство of  D тагатоза из дуцитола от артробактера globiformis [J].Appl. Microbiol,1984, 46:1055-1057.

[9] мунирузаман - с, токунага - эйч, идзумори K. изоляция of  En-terobacter agglomerans штамм 22le из почвы, мощный D-ta- гатозе  Дизайн и дизайн  from    galactitol   [дж] джей фермент. Bioeng, 1994,78:145-148.

[10] бидл Джей ар, сондерс Джей пи, ваджада Ти джей процесс for  Manu-facтьютинг тагатозе [P]. World Patent.12263,1992.

[11] нормен - я, лэрк Х.н., лангкильд Первая половина дня,et al.Small Бо-всасывание d-тагатозы в кишечник и связанное с этим воздействие на автомобиль-обезвоживание     3. Возможность пищеварения      [J].Am.J.Clin.Nutr. ,2001,73: 105 — 110.

[12] дженкинс Эй пи, мензис Ай-эс, нукаджам В.с., этал effect  При всасывании L-rhamnose,D-xylo- se и 3-0- метил-d-глюозы у субъектов с илеостомиями [J]. Scand.J.Gastroenterol,1994, 29:820-825.

[13] буэман  B, тубро  - с, холст.  J,et и  Al.D-Tagatose,a  Ste-реоизомер d-фруктозы, повышенное содержание сотрясения мочевой кислоты в крови [м] метаболизм,1999.

[14] раушель  Фк «клиланд»  В.в. говядина  - печень.  Fructokinase: чистота и кинетические свойства [J]. Биохимия,1977, 16:2169--2175.

[15] Rognstad R.Gluconeogenesis from D-tagatose by изолированные крысы and  - хомяк. - печень. Клетки [J]. Февраль 2009 года - нет, нет. ,1975,52:292-294.

[16] Rognstad R.Pathway of gluconeogenesis from tagatose in rat hepatocytes    [J].Arch.Biochem.Biophys. ,1982,218: 488 — 491.

[17] Marzur A.W.Functional sugar заменители с пониженным содержанием ca- lories [P]. EP 341062,1989.