Какие виды применения подсластителя D тагатозы в пищевом поле?

Д-тагатозе (D-tagatose) is A/данные отсутствуют.rare sugar thПо адресу:is A/данные отсутствуют.new type Соединенные Штаты америкиfunctional sweetener discovered В случае необходимостиrecent years. It hПо состоянию на 31 декабряthe functions Соединенные Штаты америкиbeing low in calories, lowering blood sugar, regulating intestinal flora, иresisting tooth decay [1]. In 2001, it was determined По запросу:the UС. S- продукты питанияиDrug Administration to be generally recognized as safe [2], иin 2014 it was approved as A/данные отсутствуют.food ingredient По запросу:the National Health иFamily Planning Commission Соединенные Штаты америкиthe People' китайская республика [3]. D- тагатозе сладость, похожая на sucrose, со сладостью 92% sucrose, в основном без неприятных запахов или послевкусов, и производит только 1/3 калорий sucrose, с энергетической ценностью 1. 5 ккал/г. Кроме того, d-тагатоза подвержена реакции майяра и может карамелизоваться при более низких температурах, поэтому имеет широкие перспективы применения в молочных продуктах, напитках, зерновых, конфетах, сушеных фруктах и других пищевых продуктах.

1 структура д-тагатозе

D- тагатоза является редким природным гексозом, изомером d-галактозы и диастереоизомером d-фруктозы на позиции C-4. Его химическая структура показана на рис. 1.

2 производство d-тагатозы

Pure natural D-tagatose is not easy to find иis only found in the gum secreted by trees [4]. At present, D-1. Тагатозеis mainly produced by chemical synthesis иbiosynthesis.

2.1 химический синтез

Метод химического синтеза использует растворимый щелочный металл или щелочную земную металлическую соль в качестве катализатора для катализации изомеризации d-галактозы и гидроксида металла в щелочных условиях, образуя гидроксид металла и d-тагатозный сложный осадочный слой. Затем осадки нейтрализуются кислотой, чтобы отделить и осадки, чтобы получить конечный продукт d-тагатозы [5]. Сообщалось, что "сперикс корпорейшн" в соединенных штатах, "арла фудс" в дании и "нутрилад" в бельгии уже применяют химический синтез d-тагатозы в промышленном производстве.

По сравнению с зарубежными странами, химическое веществоsynthesis method Соединенные Штаты америкиD-tagatose in China is still in the research Соединенные Штаты америкиindustrialization process. Researchers are committed to improving the process conditions to improve the yield иpurity Соединенные Штаты америкиD-tagatose[6-8]. At present, although chemical synthesis cА вот и нет.achieve industrial production, it has certain disadvantages, such as many by-Товары для домаиserious environmental pollution. Therefore, if chemical synthesis is to be further developed, further improvements must be made to the process.

2.2 биосинтетический метод

Метод биосинтеза предусматривает использование биологических ферментов или ферментосодержащих клеток в качестве катализаторов для ускорения синтеза д-тагатозы из субstrates. По сравнению с химическим методом синтеза, он имеет преимущества мягких условий, высокой урожайности, и меньше побочных продуктов. В настоящее время d-тагатоза может быть получена путем каталитического окисления гальактитола путем дегидрогеназы или путем каталитического воздействия изомеризации d-галактозы с помощью l-арабинозного изомера для получения d-тагатозы.

2.2.1 производство d-тагатозы из гальактитола

Производство d-тагатозы из гальактитола является одним из первых изученных биосинтетических методов. В 1984 году Izumori K И др.[9] впервые использовали штаммы Bacillus subtilis и Bacillus globigii для окисления гальактитола в тагатозе. Muniruzzaman С. SИ др.[10] обнаружили, что штамм энтеробактерной плащи, изолированный от почвы, может окисление гальактитола до д-тагатозы. Результаты показали, что коэффициент преобразования составил 92%, когда концентрация - гальактитол.была 2%, и снизился до 86%, когда концентрация 5%. Кроме того, было установлено, что иммобилизованные ферменты по-прежнему сохраняют высокую каталитическую активность. Jagtap С. SS В то же время- эл. - привет.[11] обнаружили, что галактитол дегидрогеназа из Rhizobium pei anthii может также использоваться в качестве субстрата для производства d-тагатозы. Было установлено, что эта галактитоловая дегидрогеназа имеет более высокую удельную активность, чем другие сообщенные галактитоловые дегидрогеназы. Однако из-за высокой цены galactitol, этот метод не подходит для промышленного производства и имеет небольшую ценность для коммерческого применения.

2.2.2 производство d-тагатозы из d-галактозы

По сравнению с более дорогим методом гальактитолового окисления для производства d-тагатозы, метод использования l-арабинозного изомера для катализации d-галактозы для производства d-тагатозы, впервые описанный читам п с и др. в 1993 году [12], имеет больше перспектив для индустриализации. Lim B C В то же время- эл. - привет.[13] использовали изомеры Bacillus l-arabinose для катализации реакции d-галактозы на d-тагатозу. Результаты показали, что максимальная доходность составила 11. 5 г /(л · ч), что в 1,5 раза превышает максимальную урожайность при отсутствии борной кислоты. Liang С. О.В то же время- эл. - привет.[14] использовали альгинат кальция для иммобилизации L- арабинозного изомера из термофила для производства d-тагатозы в упакованном биореакторе с максимальной мощностью 10 г /(л · ч).

Хотя d-галактоза относительно недорога по сравнению с ценой на гальактитол, ее себестоимость по-прежнему относительно высока для метода биосинтеза, и исследователи провели соответствующие исследования по этому вопросу. Одним из решений является обездвиживание ферментосодержащих клеток. Hong уH И др.[15] использовали альгинат натрия для иммобилизации рекомбинантных клеток Escherichia coli для производства d-тагатозы, получая d-тагатозу с чистотой > 99%. Однако использование Escherichia coli в качестве штамма для производства d-тагатозы сопряжено с определенными рисками в плане безопасности. Xu Z et - эл. - привет.[16] использовали штамм Lactobacillus 3. ФерментумCGMCC2921пищевого класса для производства иммобилизации клеток для производства d- тагатозы путем интродукции альгината натрия и перекрестного соединения глутаральдегида. При условии добавления борной кислоты скорость преобразования д-галактозы в д-тагатозу может достигать 60%, а урожайность может достигать 11. 1 г /(л · ч). Метод иммобилированного катализа клеток не требует извлечения L- ai фермента, и биотраптация d-тагатозы может быть завершена в vivo, что исключает процесс очистки фермента и упрощает производственный процесс, тем самым снижая производственные издержки.

Биосинтезный метод — это зеленый процесс, который отвечает современным международным требованиям по охране окружающей среды и является основным направлением развития будущего промышленного производства d-тагатозы. Однако из-за низкого коэффициента конверсии d-тагатозы и высокой стоимости производства добиться промышленного производства трудно. Таким образом, исследовательские точки биосинтеза должны найти l-арабинозный изомер, который может эффективно производить d-тагатозу, оптимизировать производственный процесс, повысить урожайность d-тагатозы и снизить затраты.

3. Применение d-тагатозы в пище

D- тагатозе имеет широкие перспективы применения в пищевой промышленности в качестве функционального подсластителя, в основном используется в медицинских напитков, молочных продуктов, конфет, зерновых и т.д.

3.1. Применение в напитках для здоровья

В индустрии напитков d-тагатоза используется главным образом для устранения металлических, послевкусовых, астрагентных и других неприятных послевкусов сильных подсластителей, таких как cyclamate, aspartame, acesulfame и stevia, а также для улучшения [17]. В 2003 году PepsiCo начал добавлять к карбонированным напичкам комбинированный подсластитель, содержащий d-тагатозу, для получения нулевых и низкокалорийных здоровых напитков, которые на вкус как полноценные напитки [18, 19]. В 2009 году ирландская компания концентрированной переработки получила низкокалорийный чай, кофе, фруктовый сок и другие напитки, добавив Д-тагатозе (D-tagatose)[20, 21]. В 2012 году, южная корея'. Кроме того, компания «s CJ CheilJedang» получила низкокалорийные кофейные напитки, добавив Д-тагатозе (D-tagatose)[22].

3.2 применение в молочных продуктах

В качестве одного из Низкое содержание калорийsweetener, Д-тагатозе (D-tagatose)can significantly improve the texture Соединенные Штаты америкиdairy products сa small amount added. Therefore, Д-тагатозе (D-tagatose)is added to dairy products such as sterilized milk powder, cheese, иyogurt [23]. With the deepening of research on the properties of D-tagatose, its application has been extended to more dairy products. F- либоexample, adding D-1. Тагатозеto chocolate dairy products can give a rich and mellow toffee flavor. D-tagatose can also be used in yogurt. In addition to providing sweetness, it can increase the number of live bacteria in yogurt, improve the nutritional value of yogurt, and give it a richer and mellow flavor [24].

3.3 применение в зерновой продукции

D- тагатоза легко карамелизован при низких температурах, что делает его легче производить идеальный цвет и более богатый вкус, чем sucrose, и может быть использован в хлебопекарных изделий. Исследования показали, что d-тагатоза может подвергаться майардной реакции с аминокислотами для производства летучих ароматических веществ, таких как 2- ацетилфурон, 2- этилпиразин и 2- ацетилтиазол, которые имеют более высокий аромат, чем те, которые производятся путем сокращения сахара, таких как глюкоза и галактоза [25]. Однако при добавлении d-тагатозы внимание следует также уделять температуре выпечки. Более низкая температура способствует повышению вкуса, в то время как высокая температура и длительное время обработки приводят к темному цвету и горькому послевкусу [26].

Кроме того, поскольку d-тагатоза имеет низкую вязкость и легко кристаллизуется, она также может быть использована в глазури. D- тагатоза может применяться на поверхности зерновых отдельно или в сочетании с полигидрическими соединениями, такими как мальтитол, чтобы повысить сладость продукта [27].

3.4 применение в кондитерских изделиях

D- тагатоза может быть использована в качестве единственного подсластника в шоколаде, и процесс не требует серьезных изменений. Вязкость и теплопоглощающие свойства шоколада аналогичны свойствам сахароза. В 2003 году-Новая Зеландия#39;s Mada Sports Nutrition Food Company was the first to develop chocolate products containing D-tagatose in flavors such as milk, dark chocolate, and white chocolate. It then developed various novel chocolate products containing D-tagatose, such as dried fruits coated in chocolate, dried fruit bars, and Easter eggs [28].

3.5 применение в сушеных фруктах с низким содержанием сахара

Низкосахарный консервированный плод-это консервированный плод с содержанием сахара менее 50%. По сравнению с высокосахарными консервированными фруктами с содержанием сахара от 65% до 75%, это больше соответствует "трем низким" санитарным требованиям "низкий сахар, низкая соль и низкий жир". Поскольку d-тагатоза имеет характеристики очень низкого содержания калорий и высокой сладости, она может быть использована в качестве подсластителя при производстве низкосахарных консервированных фруктов. Как правило, d- тагатоза не добавляется к консервированным фруктам в качестве отдельного подсластителя, а используется в сочетании с другими подсластителями для подготовки консервированных фруктов с низким содержанием сахара. Например, добавление 0,02% тагатозы в сахарный раствор для приготовления низкосахарной зимней дыни и арбуза может повысить сладость продукта [29, 30].

4. Выводы и перспективы

D-tagatose is a rare monosaccharide whose physical and chemical properties and physiological functions have been proven. It is used as a food additive in food production in many countries. As a new multifunctional sweetener, D-tagatose has broad market prospects. However, due to the limitations of the raw materials and production process for D-tagatose, the production of cheap, high-quality D-tagatose is very low, far below the demand. Therefore, how to improve the production process and produce cheap and high-quality D-tagatose products will become the future development direction Из д-тагатозеin the food industry.

Ссылка:

[1] Levin G V. - тагатозе, Новый подсластитель GRAS и продукт для здоровья [J]. Журнал лекарственных средств, 2002, 5(1) : 23-36.

[2] Kim S B,В чем дело?Y M,Park S W, et - эл. - привет. Изомеры арабинозы Выраженные в процентах   Из российской федерации   - коринебактерия   Род с/г    and     tagatose  Метод изготовления с его использованием [P].  США :8802393, 2014- 08-12.

[3] национальная комиссия по вопросам здравоохранения и планирования семьи#39; китайская республика. Объявление об утверждении шести новых видов продовольственного сырья, таких, как тагатозе [J]. Пищевые добавки китая, 2014 (5): 202-204.

[4] зехнер 1. О - р.  D-tagatose  as  a  Низкое содержание калорий Углеводы (углеводы) Подсластитель и - что такое? Агент [п].   США: 4786722, 1998-11-22.

[5] «ороскар а р», Кулкарни о м, дом д, И др. 1. Тагатозе Производство с использованием имитированного разделения подвижного слоя [P]. США: 8802843, 2014-08-12.

[6] хуан вэнься, цзян бо, му ванменг и др. Исследования по химическому синтезу д-тагатозы [J]. Наука и технологии пищевой промышленности, 2008, 29(1): 247 — 248, 274.

[7] ку сяин, ю гопин, сюй юн. Исследования по синтезу d-тагатозы методом алюминиевого калия [J]. Наука и техника о продовольствии, 2010, 35(4): 93 — 95.

[8] син-фу шунь, вэнь-ли цзин, ли ю и др. Исследование по вопросу о производстве тагатозы путем химической изомеризации [J]. Пищевые добавки китая, 2013(S1): 89-92.

[9] идзумори к, Миёши ти, 1. Токуда С, и др.  Производство D- тагатозы Из российской федерации Дульцитол (дульцитол)  by  Артробактер (arrobacter)  Globiformis [J].  Применение на практике and  По окружающей среде  - микробиология, 1984 год, 46: 1055-1057.

[10] Muniruzzaman S,Tokunaga H,Izumori  К, и, и др. 1. Изоляция of  Энтеробактер (энтеробактер) - агломеранцы 1. Поезд s  221 e Из почвы, a  С большой силой D-tagatose  Дизайн и дизайн Из российской федерации Galactitol [J].Journal of Bioscience and Bioengineering, 1994, 78(2) : 145-148.

[11] джагтап S  С, сингх, - р,  Кан (Китай) Y  C, C,  et  al.    1. Клонирование И определение характеристик  of    a    galactitol    2- дегидрогеназа  Из Rhizobium legumenosarum и его применение в производстве d-тагатозы [J].  1. Фермент and  На микробной основе Технологии, 2014, 58-59:44.

[12] читам  P. P.  S    - джей,   - вуттон?  A/данные отсутствуют.   - н.    1. Биопреобразование  Из d-галактозы В Том числе: D-tagatose [J].  1. Фермент and  Микробные технологии, 1993, 15(2) : 105 — 108.

[13] Lim B C, Ким х джей, О, боже мой! - ди кей.  - высокий уровень Производство d- тагатозы добавкой борной кислоты [J]. Прогресс в области биотехнологии, 2007 год, 23(4) :824-828.

[14] лян - м, чэнь М, лю, X X X X - Y,  et   al.   1. Биопреобразование От д-галактозы до д-тагатозы: Непрерывные операции (продолжение) Реакция в упаковке an  В неподвижном состоянии  1. Термостабильность Г-н арабинозе  Изомеры и    В целях повышения эффективности    Очистка от загрязнения    by     На выборочной основе    Разложение микробов [J].  Применение на практике 1. Микробиология  * * * *  Биотехнология, 2012, 93(4) : 1469 — 1474.

[15] хонг и - г,  В чем дело? D. Д. Ч, ч, ч. Lee  S  - джей, et  al.    Производство и продажа of D-tagatose    at    - высокий уровень    Температура с использованием иммобилированной эшерихии Клетки коли, выражающие l-арабинозный изомер из термотоги неаполитана [J]. Биотехнология - письма, 2007, 29(4) : 569-574.

[16] сюй зи, ли с, фу ф г, et al.   Производство и продажа Д-тагатозе, A функциональная функция.   - подсластитель,    Использование природных ресурсов    Альгинат (альгинат)    Иммобилизованный лактобациллу fermentum  CGMCC2921   Клетки [J].   Прикладная биохимическая биотехнология, 2012, 166(4) : 961-973.

[17] андерсен  - г,  В чем дело?  M   - я.   Синергизм в работе  Комбинация из двух частей  of  Подсластители, включая D-tagatose[P].  США :6432464, 2002 — 08 — 13.

[18] ли т, Бывшая югославская республика македония - г,  В колокол звонят. Z, et, al.    - использование of  - эритритол И д-тагатозе in  Питание по системе or   - снижение калорий 3. Напитки  and  Продукты питания [п]. США :8227006, 2012-07-24.

[19] ли т, Бывшая югославская республика македония - г,  В колокол звонят. Z, et, al.    - использование of  - эритритол and  D-tagatose  Inzero-или  low-calorie   Напитки [P].   США: 8221815, 2012-07-17.

[20] F Talebi, M A A A Garcia, T. Li, et al. Низкокалорийные напитки, содержащие rebaudioside A, эритритол или тагатозу и кислотные вещества [P]. Китай: 101662954, 2010-03-03.

[21] т. ли. Напитки подслащены rebaudioside A, эритритолом и D-tagatose [P]. Китай: 101662944, 2010-03-03.

[22] Li Yingmei, Jiang Mingyu, Kim Youngjae и др. Состав смеси кофе с низким содержанием калорий, подготовленный с использованием D-tagatose [P]. Китай: 102595919A, 2012-07-18.

[23] Лу - Y.  Юмористические формы тела of  D-tagatose  and  D- сорбитол [J]. < < международный журнал > > of  - косметические средства  Наука, 2001, 23 (3) : 175 — 181.

[24] лян чжен, Lv Hongxian, Wang Ruiming и др. Применение нового подсластителя d-тагатозы в замороженном йогурте [J]. Пищевые добавки китая, 2014(5): 143-147.

[25] чо I H, Ли с р, чжун н р, et al.  Сравнение волатильности майяра  Реакция на них   products    Из российской федерации   tagatose    and    Другие уменьшающие сахар with  Организация < < амино > > Кислоты [J].   Food  Наука и техника И биотехнология, 2010 год, 19(2) : 431-438.

[26] чжан X. новые тенденции в ингредиентах для выпечки [J]. Китайские и зарубежные продукты питания, 2005(8): 36-38.

[27] вою - д, Калаган дж. - я.  Рте (RTE) 1. Зерновые культуры and  Другие виды деятельности Продукты, прессованные D-tagatose[P]. США :6475540, 2002-11-05.

[28] лян мин. Исследование на l-арабинозе изомера (тамай) из термоанаэробактера mathranii и его преобразования D-tagatose [D]. Цзинань: шаньдунский университет, 2012.

[29] чжан липан. Технология переработки низкосахарных зимних дынь с консервированными фруктами [J]. Журнал переработки сельскохозяйственной продукции, 2006(11): 64-66.

[30] чжан липан. Технология переработки низкосахарных зимних дынь с консервированными фруктами [J]. Современная пищевая наука и техника, 2007, 23(1): 65 — 67.