dタガトースの用途は何ですか?

dタガトースは、近年発見された特殊な健康効果を持つ単糖である。2001年にアメリカ食品医薬品局(fda)からgras (generally recognized as safe)と認定された。研究によるとd-タガトースは、スクロースに似た味と物理的性質を持つだけではない1)、スクロースの代替甘味料として使用することができますが、また、特定の集団(2)の疾患の治療に補完的な治療効果を有することから、市場と消費者から多くの注目を集めています。このような観点から、d-タガトースの優れた特性を活かし、食品、医療、化粧品などの分野に応用することは大きな意義があります。

図1 d-タガトースの構造と物理的・化学的性質

dタガトース(d tagatose)は、希少な天然のヘキソピラノースである図1(3)に示すように、c-4位にはd-ガラクトースの異性体と逆のd-フルクトースのジアステレオ異性体が存在する。バンによるとBruyn-Al (Lobry de iapan berda ●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-タガトースは、スクロースの約92%の甘さを持つ低エネルギー砂糖である、よくで体内に吸収されない(4)トーマスドナーらかつて(2)6健康な人、6 non-insulin-dependent糖尿病患者被験対象として研究だけでなく空間を満たし測定できる血糖値の変化インシュリン濃度にもらうことに75ポンド、75 gブドウ糖やg D-tagatose期間にわたって口頭で3時間30分あるいは口頭tagatose 3.75 75 g 75 gでブドウ糖がついている。

結果は、その経口投与を示しましたd-タガトースのみでは血糖値の変化を引き起こさなかった健康な人と2型糖尿病患者のインスリン濃度を比較しました一方、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る酢酸、酪酸、ヘキサノイン酸を主成分とする。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-tagatose14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

2002年、米国fdaはこれを承認したD-tagatose口腔内細菌によって分解されず、虫歯の原因となりません。また、口臭の除去や歯肉炎などの予防にも効果があります。

3. d-タガトースの製造方法

d-タガトースは多くの食品に含まれている殺菌粉ミルク、チーズ、ヨーグルトなどの乳製品が主です[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いるガラクトースからd-タガトースを生成する。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ろ過液にはまだタガトースが含まれています。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。

現在としてはメリーランドBiospherics特許が与えられる化学肥料の製造に用いられる制品です。もちろん、d-タガトースの化学的生産には、強アルカリ性の金属水酸化物や高phを使用するなど、食品加工に向かない問題もあります。

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-タガトースは主に消化され、腸内で吸収されるしかし、正確な消化吸収量については学界で議論が続いている。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報告低D-tagatose吸収, normanら[11]によると、回気切開患者におけるd-タガトース吸収は80%に達する可能性がある。jenkinsら(12)は、この手術を行った患者のl-ラムノース吸収率が50%に近いことを以前に発見している。ileostomyは、単糖の消化吸収が不完全であるという限られた評価しか提供できないが、これらの研究の結論はbarとは相反する。同様に、buemannら(13)は、経口摂取された30 gのd-タガトースと30 gのd-フルクトースのみを摂取した8人に対して、尿中に排泄されたのはわずか1.5%であったことを二重盲検交差試験で明らかにした。

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を用いたin vitro培養でのd-タガトース20 mmol/ l d-タガトースの糖新生速度は20 mmol/ l d-ガラクトースの2倍、フルクトースの半分であるグルコースを生成する。「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。

はd-タガトースのグルコノゲン経路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。からd-タガトースはスクロースに似ている味と物性の面で、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性などの物理的および化学的性質を有し、食品業界で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

飲料業界で添加される主な甘味料は、サッカリン、シクラミン、アスパルテーム、アセスルファム、ステビア、スクラロースである。いずれも強い甘味料であり、後味の苦みや金気味、渋みがある場合もある。しかし、タガトースはこれらの望ましくない要因を効果的に減らすことができる。d-タガトースには相乗的な甘味効果があり、少量で甘みが著しく増す。例えば、低脂肪乳飲料にd-タガトースを添加する(チョコレートとヨーグルトの味)は、望ましくない味を減らすだけでなく、製品の甘さをより刺激的にさせることができ、風味をよりまろやかで豊かな;レモンジュース飲料にd-タガトースを添加すると、製品の味がより新鮮できれいになります。また、飲料システムの可溶性固形分を増加させることもできます。

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食品・飲料業界における甘味料としてのd-タガトース。それは現在、健康飲料、ヨーグルト、フルーツジュースおよび他の製品のショ糖の代替品として米国で広く使用されています。

5.1.2穀物食品におけるアプリケーション

高融点、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、とタガトースの低温キャラメリゼ化穀物の処理において重要ですこれは、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

食品や飲料の甘味料としての優れた特性に加えてd-タガトースは医薬品の賦形剤としても用いられるそして化粧品の保湿剤および安定剤として。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。lu6 d -タガトースとd -ソルビトールの水分活性と含水率を測定し、濡れ性を比較することにより、d -タガトースとd -ソルビトールの脱離曲線を見ることができるd-タガトースは水に溶解する0.62を超えると、d-タガトースとd-ソルビトールは水の濡れ性に関して同じであると考えられている。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。

現時点では、が新しい単糖としてのd-タガトースの作用機構人体では、さらに探求する必要があり、その優れた物理的および化学的機能特性は否定できない。今後数年のうちに、d-タガトースは国際市場で最も売れている天然甘味料になると予想されており、食品、医薬品、化粧品などの分野で広く使用されている。市場の見通しは非常に広い。

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