dタガトースの用途は何ですか?

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) によってthe US Food とDrug Administration (FDA) in 2001. Studies have shown that D-tagatosenot only has similar taste とphysical properties to sucrose1), and can be used as a sweetener to replace sucrose, but also has a complementary therapeutic 効果on the treatment のdiseases in specific populations (2), so it is currently attracting a lot のattention からthe market and consumers. In view のthis, it is のgreat significance to make full use of the superior properties of D-tagatoseand apply it to the fields of food, medicine, cosmetics, etc.

図1 d-タガトースの構造と物理的・化学的性質

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 ●tagatose Ekenstein変換、D-talose D図中interconvertあうことができるαにより-carbon原子の糖分が分子提供をカルボニル二グループに積極的に水素し、エノル形式が発生し、アルカリ性溶液。d-タガトースは白色粉末状の結晶で、臭気はない。その分子式はCgH₁₂O₆、分子体重180.16融点132°C-135°Cの1%水溶液[α]20-6±1°(C = 5 H₂O); D-Tagatoseはacid-resistant pH 3 ~ 7安定には生存できない。また、耐熱性とアルカリ耐性もあります。メイラード褐変を起こしやすく、低温でカラメル化することがある。

2 ndシングルのカップリング曲

2.1高血糖を阻害する

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 ため30 minutes followed by 75 g of glucose.

その結果、健康な人や2型糖尿病患者にd-タガトースの経口投与だけでは血糖値やインスリン値に変化が生じないことが示された。一方、糖尿病患者のブドウ糖摂取による血糖値の上昇は抑制されたが、2型糖尿病患者のインスリン感受性には有意な影響はなかった。同様に、2型糖尿病患者にスクロース75gまたはd-タガトース75gを服用30分前に投与すると、スクロースによる血糖上昇を抑えることができる。そのため、2型糖尿病の治療には補助的な効果があると考えられており、これは胃や腸におけるショ糖の吸収を弱め、他の糖産物のブドウ糖スパイクを予防し、血中のブドウ糖濃度の上昇を抑制する効果があると考えられている。

2.2腸内細菌叢を改善し、善玉菌の増殖を促進する

d-タガトースは、ヒトの消化管で微生物によって発酵され、酪酸を主成分とする酢酸、酪酸、hexanoic酸を主に生成する。酪酸は乳酸菌などの善玉菌の増殖を促進し、大腸上皮細胞の良い供給源となる。結腸がんや腸内病原菌の抑制にも効果があります。Laerkeら16(5)収集および分析の排泄物から健康な人(10 g D-tagatose 14日)の1日3回職を譲られ、結果、大便濃度する乳酸菌が14日、撮像を大きく上回ってに摂取大便大腸菌の濃度が14日摂取は短縮された。

2.3簡単に口腔細菌に分解して利用しないで、そして虫歯の原因になりません

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. d-タガトースの製造方法

d-タガトースは、殺菌粉ミルク、チーズ、ヨーグルトなどの乳製品を中心に、多くの食品に含まれています[6]。現在、d-タガトースはガラクトースを生物学的・化学的手法で異性化して作られている。

3.1生物方法

lzumoriら[78]はマイコバクテリウム属のsmegmatisやarthrobacter globiformisを用い、muniruzzamanら[9]はenterobacter applomeransを用いて高価なガラクチトールをタガトースに変換した。これはガラクチトールを用いてd-タガトースを生合成する方法、すなわちガラクチトール生合成法である。また、酵素合成法は工業生産にも用いられています。研究では、l-ガラクトースイソメラーゼという酵素が、l-ガラクトースをl-リブロースに変換する触媒活性を持つことが示されている。l-ガラクトースは比較的特異的な酵素であるため、アルドースをケトースに変換することができる。したがって、l-タガトースを触媒する一方で、d-ガラクトース、d-フルクトース、d-キシロースなどの他のアルドースも対応するヘキソース型に変換することができる。ラクトースを原料として酵素調製を行う場合のプロセスフローは以下の通りである。

ラクトース浸透→限外濾過→逆浸透→微濾過→加水分解→濃度→発酵→異性化→濃度→結晶化→完成品。

3.1.1タンパク質、塩および高分子物質の除去

乳糖からはタンパク質などの高分子物質が除去され、その後の工程での細菌汚染を防ぎます。例えば、塩は結晶化段階でのタガトースの結晶化を阻害するため、除去する必要がある。

3.1.2加水分解

ラクトースからタンパク質などの高分子量物質を除去した後、固定化されたラクターゼ酵素を用いてラクトースをグルコースとガラクトースに連続的に加水分解する。加水分解条件は40°c ~ 60°c、phは4 ~ 6である。

3.1.3濃度

ラクトース加水分解物は2 - 20%のガラクトースと2 - 20%のグルコースを含む溶液に濃縮され、両者の比率は1:1、残りはタンパク質、脂肪、塩、未消化のラクトースである。

3.1.4発酵

ラクトースは加水分解されてガラクトースとブドウ糖の混合物になる。酵母や細菌による選択発酵の後、グルコースをエタノールに発酵させ、ガラクトースを発酵させずに異性化の次の段階に進むか、ガラクトースを分離、蒸発、濃縮、結晶化させて純粋なガラクトース粉末を得る。

3.1.5酵素isomerization

発酵ブロスは、微生物細胞を除去するために遠心分離機またはマイクロフィルタリングされ、蒸留してエタノールを除去してガラクトース濃縮物を得る。L-Tagatosel-ガラクトースアルデヒドイソメラーゼとの異性化によって得られる。

3.1.6浄化

異性化によって得られた混合物はカチオン交換カラムクロマトグラフィーによって分離され、最終製品は濃縮と結晶化によって得られます。

3.2ノンケミカルな方法で

beadleら(10)は、2段階法という化学的手法を用いてガラクトースからd-タガトースを生成した。ガラクトースは、まず可溶性アルカリ金属塩(ca (oh) so2など)の触媒反応によって不溶性の水酸化物タガトース錯体に異性化され、酸で中和することで最終生成物となる。

3.2.1 Isomerization

異性化とは、不溶性中間体である金属ヒドロキシド-タガトース錯体の形成であり、これはタガトースの化学的生産に重要である。これは:(1)不溶性の中間錯体の形成は、正の方向を促進します;(2)ガラクトースはアルカリ性条件下で不安定で、副反応と分解反応を起こしやすく、複雑な中間体の形成は、副反応の発生を抑制することができます;(3)不溶性複合体中間体は沈殿し、他の副生成物から効果的に分離することができます。

3.2.2酸無彩色

酸中和の目的は、金属錯体中間体からタガトースを分離するための不溶性金属塩を生成することである。

3.2.3浄化

d-タガトースは結晶化によって反応系から分離されるが、濾過液にはまだタガトースが含まれている。したがって、濾過液はアルカリ金属水酸化物と反応して金属水酸化物-タガトース錯体を形成し、タガトースを抽出する。

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ヒトの生化学過程におけるd-タガトース

4.1人間の消化と吸収

d-タガトースは主に腸内で消化・吸収されるが、正確な消化・吸収量については学界でも議論がある。bar(4)は人体研究の参考としてl-ラムノースを用いた'、d-タガトースのs吸収。腸粘膜を通過する物質の受動的拡散の割合は分子量と脂溶性に依存し、l-ラムノースは分子量がわずかに低く脂溶性化合物がわずかに多いため、d-タガトースはl-ラムノースよりも腸内でわずかに吸収される(14%から24%)。したがって、バーの見積もりは、ボディ' d-タガトースの吸収は20%を超えません。

略称は「bar & bar」#39;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人的biotransformation

d-タガトースは、ヒトの体内でリン酸化されて1-リンホ- d-タガトースに変換される。Raushel &clelandは、atpとk +の条件下で、ウシ肝臓のフルクトキナーゼがd-タガトースのリン酸化を触媒して1-リン酸化- d-タガトースを生成することを報告した[14]。フルクトキナーゼは肝臓と腎臓にしか存在しないため、1-リンホ- d-タガトースは肝臓と腎臓でも主に産生され、腸粘膜や膵島細胞ではあまり形成されない。buemannらは、二重ブラインド交差試験を通じて、血清無機リンが一時的に減少し、1-リン- d-タガトースの形成に直接関係している可能性があることを発見した。

1-リン酸- d-タガトースは肝臓でアルドラーゼによってd-グリセルアルデヒドとジヒドロキシプロパノンリン酸に分解され続け、グルコースへの糖転移を引き起こす。rognstad(15.16)はマウスの肝細胞とd-タガトースをin vitro培養でグルコースを生成させた。グルコース生成率は20 mmol/ lで、20 mmol/ l d-ガラクトースの2倍、フルクトースの半分であった。「C-fructoseと¹⁴C-D-tagatose両形式gluconeogenic経路を介してlCブドウ糖を2人とも同じgluconeogenic経路を示唆した。

d-タガトースの糖新生経路はまだ確立されていないが、哺乳類の肝臓でガラクトース-リン酸経路を介して代謝される可能性が高い。例えばイソメラーゼは1-リンホ- d-タガトースを1-リンホ-ガラクトースに変換する。同位体追跡では、フルクトースからd-タガトースへの変換は阻害され、d-タガトースからフルクトースへの変換はフルクトースの糖新生に影響しないことが分かっている。これは、d-タガトースの構造がフルクトースよりも糖新生を起こしやすいためと考えられる。

5 D-tagatoseアプリケーション

5.1食品への応用

people&として#39の生活水準が改善し続け、より多くの人々が自分の健康に注意を払って、低エネルギー食品を食べるようになっている。d-タガトースは、低エネルギー糖として、食品中でその利点を十分に発揮することができる。marzur(17)によれば、d-タガトースは低エネルギーであることに加えて、他の多ヒドロキシ化合物糖の代替物と同様に、人体の消化吸収中に下痢を起こさないことが報告されている。マウスを用いた3ヶ月の摂食実験では、15% (w/w)のスクロースを与えたマウスの体重は、15% (w/w)のd-タガトースを与えたマウスの2倍であった。d-タガトースは、味や物性がスクロースと似ており、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性などの物理的・化学的性質を有しているため、食品業界では完全な甘味料として広く使用されています。主にチョコレート、焼き菓子、アイスクリーム、ハードとソフトキャンディー、チューインガム、ソフトドリンク、調味料などの製品の製造に使用されます。

5.1.1飲料業界でのアプリケーション

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.

そのため、2001年に米国食品医薬品局は正式に使用を承認しましたD-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穀物食品におけるアプリケーション

穀物の加工においては、高い融点、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、低温キャラメリゼーションが重要である。これは、タガトースが低粘度で結晶化しやすいためです。そのため、シリアルの表面にタガトースで作ったアイシングを施すことで、製品の甘みが増すだけでなく、保存性も向上する。

5.2医学、化粧品や他の分野でのアプリケーション

d-タガトースは、食品や飲料の甘味料として優れた特性を持つほか、医薬品の添加剤、化粧品の保湿剤、安定剤としても使用されています。現在、歯磨き粉やうがい薬では、主にd−タガトースを湿潤剤として、次に安定剤として使用していますが、効果的に歯磨き粉やうがい薬の味を向上させることができます。今日では、多くの歯磨剤が濡れ剤としてd-ソルビトールまたはグリセリン、またはその組み合わせを使用している。

しかし、d-ソルビトールとグリセリンの混合物の甘さはショ糖の半分であり、この甘さは歯磨きではあまり望まれない。そのため、多くの歯磨き粉には強力な甘味料であるサッカリンが添加されており、製品の味を思い通りにしています。しかし、この化合物は、必要とされる濡れ性と甘味を提供しながら、金属味、苦い後味、サッカリン後味を有している。スクロースと同様、d-タガトースはd-ソルビトールの2倍の甘味があり、その添加は歯磨き粉の甘味を維持するだけでなく、虫歯を予防する。水を測定するの活動でLu6しD-tagatoseやD-sorbitol中の含水率を比較しやすく、间见ることができる、脱離曲線法のD-tagatoseとD-sorbitol曲線、上記D-tagatoseをお湯で溶かし0.62すると、D-tagatoseやD-sorbitolものと見做されて水活動の面やすく同様である。20 ~ 25% (w/w)のd-タガトースを歯磨き粉に添加すると、甘さが満足のいくレベルに達するだけでなく、良好な濡れ性と安定性も維持されます。

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.

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