Какие виды применения подсластителя D тагатозы?

Тагатоза () — натуральный, но относительно редкий гексоз, диастереоизомер фруктозы, с относительной молекулярной массой 180∙16 и кас 87-81-0. Он на 92% сладок, как sucrose, имеет аналогичный профиль сладости, и производит только 1/3 калорий sucrose, поэтому его называют низкокалорийным подсластителем. Кроме того, тагатоза оказывает хорошее синергетическое воздействие на сильные подсластители, включая цикамат, сахарин, аспартам, ацесулласлава, стевию, неотам и сукралозу [1].

Тагатоза является хорошим низкокалорийным пищевым подсластителем и наполнителем, и имеет различные физиологические эффекты, такие как подавление высокого сахара в крови, улучшение кишечной флоры, и не вызывает кариеса. В 2001 году управление сельского хозяйства США утвердило тагатозу в качестве гра. В настоящее время она широко используется в качестве заменителя сукроза в таких продуктах, как здоровые напитки, йогурт, фруктовый сок, хлебобрудные изделия, конфеты и фармацевтические препараты (такие как сироп и жевательные таблетки) [2].

Обширные исследования в области безопасности и токсикологии показали, что тагатоза является безопасной и нетоксичной. 11 апреля 2001 года управление сельского хозяйства США утвердило тагатозу в качестве гра для использования в пищевой промышленности. Впоследствии Австралия и Новая Зеландия также одобрили использование тагатозы в продуктах питания. Тем не менее, чрезмерное потребление тагатозы может по-прежнему вызывать мягкий желудочно-кишечный дискомфорт, такие как плоскостность и диарея, которые могут быть в основном из-за тела 's-нарушение всасывания тагатозы. В июне 2001 года объединенный комитет экспертов фао/воз по пищевым добавкам (окэср) утвердил тагатозу в качестве пищевой добавки с ДСП 0,80 мг/кг · д [2]. На этой основе в данной статье подробно рассматриваются физиологические функции, методы производства и применения в пищевой промышленности.

1 физиологические функции тагатозы

В последние годы тагатозе стал подсластителем, который привлек широкое международное внимание. Это происходит потому, что тагатозе имеет следующие функции:

1.1 не вызывает колебаний глюкозы в крови

Тагатоза плохо всасывается в организм и не вызывает значительных изменений в уровнях глюкозы в крови, что делает его подходящим для диабетиков. Исследования показали, что тагатоза не вызывает значительных изменений в уровне глюкозы в крови или инсулина у здоровых субъектов и больных сахарным диабетом 2 - го типа и может существенно замедлить рост глюкозы в крови, вызванное потреблением глюкозы диабетическими пациентами, но не оказывает существенного воздействия на их инсулиночувствительность.

Диабетическим пациентам 2 - го типа давали различные дозы тагатозы, а через 30 минут им давали 75 г глюкозы. Было установлено, что тагатоза оказывает хорошее ингибиторное воздействие на увеличение глюкозы в крови, вызванное глюкозой, и существует определенная зависимость "доза-эффект" [3].

1.2 антиоксидант [4]

Клетки печени мышей-мышей in vitro подвергались воздействию фуразолидона (препарата, используемого для лечения инфекций мочевых путей). При смертельной дозе фуразолидона 300 граван высокие концентрации тагатозы (20 мм) полностью защитили клетки печени от повреждений. Такая же концентрация глюкозы, манноза и ксилозы не оказывает защитного воздействия. Тагатоза может предотвратить реакции липидного пероксирования, катализируемые ионами железа, тем самым устраняя повреждения клеток и организма, вызванные производимыми свободными радикалами. Гексозы, как глюкоза и галактоза не имеют этого свойства.

1.3 регулирование кишечной флоры

Только 20% тагатозы, потребляемой организмом, всасывается в тонкую кишку. Подавляющее большинство тагатозы попадает непосредственно в толстую кишки, где она избирательно ферментируется микрофлорой, способствуя росту полезных бактерий и препятствуя росту вредных бактерий. Это оказывает значительное влияние на улучшение кишечной флоры и является хорошим пребиотическим. В то же время ферментация тагатозы также производит большое количество полезных коротеньких жирных кислот (икфас), особенно бутирической кислоты, которая является хорошим источником энергии для эпителиальных клеток толстой кишки и, как считается, оказывает хорошее воздействие на ингибирование рака толстой кишки, ингибирование патогенных бактерий в кишечнике (таких как Escherichia coli и т.д.) и способствует росту полезных бактерий, таких как lactobacilli.

После 14 дней ежедневного потребления 3×10g тагатозы 16 субъектами было установлено, что скорость ферментации фекальных микроорганизмов в тестовой группе была значительно выше, чем в контрольной группе, которая не принимала тагатозу. После 4 часов ферментации количество КЦХП, произведенное испытательной группой, в 3 раза превышало количество КЦХП контрольной группы. Среди них содержание бутировой кислоты в КЦХП, получаемое испытательной группой, достигло 35%, в то время как содержание бутировой кислоты в КЦХП, получаемое в результате кишечной ферментации в организме человека, обычно составляет лишь 15% - 20%. Только через 48 часов после ферментации концентрация масляной кислоты в контрольной группе начала увеличиваться, постепенно приближаясь к уровню контрольной группы, что указывает на то, что время адаптации фекальной флоры человека к ферментации тагатозы составляет 48 часов. Кроме того, количество молочной кислоты в тестовой группе также было значительно выше, чем в контрольной группе [5]. В исследовании 1999 года был сделан вывод о Том, что минимальная доза тагатозы, оказывающая значительное пребиотическое воздействие, составляет 7,5 г/д.

1.4 некариогенные, ингибирующие зубную доску [6]

Исследования показали, что использование зубной пасты, содержащей d-тагатозу, может предотвратить и устранить зубную доску. 2 декабря 2002 года FDA США официально подтвердило, что тагатоза не разлагается пероральными бактериями, не вызывает кариес и имеет возможность предотвратить стоматологические заболевания, такие как гигивит.

2 подготовка тагатозы

В настоящее время сообщений о промышленных авариях не поступалоПроизводство тагатозы- в китае. Основными методами производства, используемыми за рубежом, являются химические катализаторы, биоконверсия и добыча природных ресурсов.

2.1 химические катализаторы

Химический катализатор тагатозы использует галактозу в качестве сырья и в основном состоит из двух этапов: изомеризации и кислотной нейтрализации [7].

Во-первых, растворимая щелочно-металлическая соль или щелочно-земная металлическая соль используется в качестве катализатора для изомеризации галактозы с помощью гидроксида металла с целью формирования сложного промежуточного соединения гидроксида-тагатозы металла, которое осаждается. Затем сложный промежуточный раствор нейтрализуется кислотой для получения конечного продукта тагатозы. Галоктозу можно получить путем гидролиза лактозы.

Изомеризация галактозы является ключевым этапом в химическом синтезе тагатозы. По финансовым соображениям гидроксидным реагентом металла является предпочтительно Ca(OH)2 или смесь Ca(OH)2 и NaOH. Обычно добавляется в качестве водорастворимой навозной жижи, образующейся при смешивании Ca(OH)2 с водой, или в качестве продукта гидратации после смешивания с известью (CaO). Щелочная металлическая соль (или щелочная земная металлическая соль) катализатор обычно использует CaCl2, и использованный объем составляет от 1% до 5% от галактозного молярного числа. Реакция изомеризации должна осуществляться в щелочных и низкотемпературных условиях, контролируемых в диапазоне pH > 10 и -15 40 градусов.

Цель кислотной нейтрализации состоит в формировании нерастворимых металлических солей и высвобождении тагатозы из сложного промежуточного продукта. Остальные ионы удаляются с помощью ионно-обменных смол. H2 SO4, H3PO4 или HC l могут быть использованы для кислотной нейтрализации, при этом CO2 является лучшим. Ход реакции кислотной нейтрализации контролируется в соответствии с pH реакционной системы. При pH < 7 нейтрализация завершается.

2.2 метод биопреобразования

Одним из способов биотраптации является биологическое окисление гальактитола до тагатозы бактериями уксусной кислоты [8]; Другой — преобразование галактозы в тагатозу с помощью l-арабинозного изомера [9 10]. Последний может быть генетически модифицирован для повышения термостойкости и субстратной специфичности l-арабинозного изомера. В настоящее время биоконверсия тагатозы все еще находится на стадии лабораторных исследований. Что касается национальных исследований, то школа пищевой науки и техники при университете цзяньнань взяла на себя ведущую роль в биопереработке тагатозы и добилась значительного прогресса. Штаммы лактобациллуса с высокой производительностью требуемого фермента были проверены, а также оптимизирован процесс производства фермента путем ферментации молочных кислотных бактерий. В результате исследования механизма биоконверсии тагатозы был предложен процесс с использованием молочных кислотных бактерий для биоконверсии тагатозы, и был достигнут коэффициент преобразования галактозы в 39%. В настоящее время тагатоза производится с использованием иммобилизированных клеточных технологий для повышения коэффициента преобразования галоктозы и получения технологии, пригодной для промышленного производства.

2.3 добыча природных ресурсов

Встречающиеся в природе тагатозы встречаются в природе в низких концентрациях в йогурте, молочном порошке и сыре. Как правило, это продукт микробной ферментации лактозы в молочных продуктах. Жвачка тропического растения содержит полимер тагатозы. После гидролиза весь гидролиз содержит тагатозу, которая может быть отделена и очищена для получения продукта. Однако из-за его очень низкого содержания трудно удовлетворить потребности промышленного производства с использованием природных ресурсов добычи и разделения.

Вышеуказанные методы производства, в Том числе метод биоконверсии, имеют определенные конкурентные преимущества с точки зрения технологического процесса, себестоимости и урожайности и станут перспективным методом в будущем. В настоящее время ключевой задачей является получение микробного штамма с высокой урожайностью и высокой жизнеспособностью, с тем чтобы увеличить производство тагатозы и соответствующим образом сократить производственные издержки.

3 применения тагатозы

Тагатоза является подсластителем с свойствами, аналогичными sucrose и может быть использован в пищевой промышленности в качестве полной замены sucrose. В 2001 году управление по контролю за продуктами питания и лекарствами США (FDA) официально утвердило тагатозу в качестве подсластителя для использования в пищевой промышленности и производстве напитков, а также в медицине. В 2003 году тагатоза уже использовалась в США в качестве заменителя сукроза в медицинских напитках и в таких продуктах, как йогурт и фруктовый сок.

3.1 хлебобулочные изделия

Во многих хлебобулочных изделий, тагатоза используется в качестве усилителя вкуса. Поскольку тагатозе имеет высокую реакцию майяра, добавленное количество необходимо строго контролировать, в противном случае оно будет горьким на вкус. Добавление небольшого количества тагатозы в хлеб может увеличить содержание влаги, улучшить вкус, и повысить цвет хлеба и печенья. Добавление 2% тагатозы в кексы производит мягкую текстуру и богатый вкус тоффи. Добавление 0,5% до 1% тагатозы для тоста половина времени выпечки и производит однородный цвет. Тагатоза является идеальным сахарным покрытием для низкокалорийных продуктов питания, таких как хлеб и наполнители торта.

3.2 жевательная резинка

Небольшое количество тагатозы в жевательной резинке может продлить сладость и придать ей особый вкус. Его можно добавить к жвачке или использовать в качестве сахарного покрытия. Добавление более 15% может дать вкусы, как тонкое масло и фрукты, а также повысить вкус мятного масла и способствовать сырости в некоторых фруктовых вкусов, но это не увеличивает липкость жвачки.

Тагатоза может быть использована в сочетании с другими полиолами (xylitol), чтобы компенсировать недостаток полиолов, что их высокое использование может привести к диарее.

3.3 напитки и напитки

Низкокалорийные напитки часто не имеют тела и вкуса по сравнению с напитками с высокой сладостью. Добавление 1% тагатозы в низкокалорийные напитки может создать лучшее ощущение рта, маскировать нежелательные вкусы, уменьшить горечи, и гармонизировать сладость.

В настоящее времяДобавление тагатозы в молочные напиткиТакие как шоколадный йогурт и фруктовый йогурт может улучшить неароматы, вызванные использованием сладостей высокой интенсивности, давая хороший сладкий вкус с длительной сладостью и уменьшенной горести.

3.4 применение в мясных продуктах

Консервированное мясо, ветчина и т.д. Мясные продукты содержат относительно высокий уровень углеводов (2%-7%), что может привести к микробному загрязнению и экономическим потерям. В мясной промышленности требования к консервантам и биоцидам являются весьма строгими, поэтому можно рассмотреть вопрос о включении в мясные продукты углеводов, которые не могут использоваться микроорганизмами. Тагатоза не может быть использована молочных кислотных бактерий, которые могут привести к гниению, и некоторые патогенные бактерии, такие как Escherichia coli, сальмонелла, стафилококк aureus и т.д. При добавлении в мясные продукты он может не только выполнять функциональную роль углеводов, но и предотвращать микробное загрязнение.

3.5 санитарное питание

Тагатоза может быть использована в качестве сырья для медицинских пищевых продуктов, потому что она имеет пребиотический эффект, может эффективно улучшить кишечную флору, и предотвратить Рак толстой кишки.

3.6 другие виды применения

В медицине тагатоза используется в сиропах от кашля в качестве начинающего и пенообразующего агента в фармацевтической промышленности, в качестве клей для зубных протезов, в качестве увлажняющего средства в зубной пасте и мытье рта, в качестве средства для мытья рта и орального дезинфекции, а также в качестве увлажняющего средства и стабилизатора в косметике. Тагатоза также используется для лечения сахарного диабета и железодефицитной анемии, а также scurvy.

4 тагатозы поступают в коммерческое применение [11]

В августе 2003 года PepsiCo официально использовал тагатозу в напитке Sprite в качестве усилителя вкуса, что стало первым появлением тагатозы на рынке. Компания считает, что добавление тагатозы в карбонированные напитки, которые в настоящее время используют высокоинтенсивные подсластители, улучшает вкус и текстуру продукта. Новая Зеландия и#39. Компания s Mia-da Sports Nutrition Food Company применяет тагатозу для разработки шоколадных изделий. Первые разработанные продукты включают шоколадные батончики различных вкусов, таких как молоко, шоколад, темный шоколад и белый шоколад. Другие продукты включают в себя сухие фрукты в шоколаде, сухофрукты бары, пасхальные яйца и другие инновационные шоколадные продукты. По прогнозам BCC, новый рынок тагатозе будет расти стабильными темпами от 20% до 25% в течение следующих пяти лет.

В настоящее время, хотя механизм действия д-тагатозы как нового вида моносакварида в организме человека нуждается в дальнейшем изучении, его превосходные физические и химические функциональные свойства неоспоримы. Ожидается, что в ближайшие несколько лет D-tagatose станет самым продаваемым натуральным подсластителем на международном рынке и будет широко использоваться в пищевой, медицинской, косметической и других областях, с очень широкими перспективам рынка.

Ссылка:

[1]A ndersen H, V igh ML.   Синергическое сочетание сладостей-ers, включая D-taga tose [P].  Палатка па США, 6432464B1. 2002, 08, 13

[2]L evin GV.  Тага тозе, подсластитель N ew GRAS и крепление p rod- uct [J].   Журнал ofM edicinal F ood, 2002, 5(1): 1-19

[3]D onner TW,W ilber J F, O s trowski D.  D iabetes, O besity and M e tabolism 1, 1999: 285-291

[4] Се линг. Привет. Исследование нового функционального подсластителя D-tagatose. China Food News (Healthy Ingredients Weekly), 2005, 11, 13

[5] Б эртельсен х, ессен б б, б уманн б.  W orld R eview of N u tri- tion and D iete tics 85: 98-109

[6]M anzoni M, R ollini M, B ergom i S.  B преобразование d-ga- лактитола в тагу-тозу при помощи бактерий уксусной кислоты.    P росесс б иохимия, 2001, 36: 971-977

[7]B eadle J R, Saunders J P, W ajda J, e t a l.  P росс для m anu- facтьютинг тага тозе [P].   Палатка па США, 5002612. 1991, 03, 26

[8]M anzoni M, R ollini M, B ergom i S.  B преобразование ofD-ga- lactitol в тагу-тозу при помощи бактерий уксусной кислоты [J].   П росесс б ио -  Химия, 2001, 36: 971 — 977

[9]K im P, Y oon S H, Seo M J, e t a l.   Im p трость преобразования таги тозы путем генетической эволюции термостабильного галактозы изома стереть [J].   B iotechnol Appl B iochem, 2001, 34: 99 — 102

[10] о HJ, K im P, Park Y C e t a l. B преобразование D-галак-тозу в D-тага-тозу путем экстраксирования L-изома арабинозы стереть [J].  B iotechnol Appl B iochem, 2000, 31: 1-4

[11] ту сяолин, вен бинг. Новый низкокалорийный подсластитель из сыворотки: тагатоза. China Food News (B02 Edition), 2004, 08, 03