D 타가토스의 용도는?

D 타가토스 (D tagatose)는 최근 몇 년 동안 발견된 특별한 건강 이점을 가진 단당류입니다.2001년 미국 식품의약국 (FDA)에 의해 일반적으로 안전한 것으로 인정 (GRAS) 되었다.연구 결과, d-타가토스는 sucrose1)과 비슷한 맛과 물리적 특성을 가지고 있으며, sucrose를 대체할 감미료로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 (2) 특정 집단의 질병 치료에 보완 치료 효과가 있어 현재 시장과 소비자로부터 많은 관심을 끌고 있다.이러한 점을 고려하여 d-타가토스의 우수한 특성을 최대한 활용하여 식품, 의약품, 화장품 등의 분야에 적용하는 것은 매우 중요하다.

d-타가토스의 구조 및 물리적, 화학적 성질 1

D 타가토스는 드문 천연 헥소피라노스, D-갈락토스의 이성질체, 그리고 C-4위치에서의 역 D-과당 이입체 이성질체이다 (그림 1(3)에 표시된 바와 같이).로브리 데 브륀-알-베르다 밴에 따르면 Ekenstein 혁신, 그 D-talose 및 D-tagatose그림에 때문에 서로 interconvert 수 있 α-carbon 원자의 설탕 활성 수소 carbonyl 그룹을 제공하 려면, 제공하는 분자의 한 enol 양식에서 결과 염기성 용액이다.d-타가토스는 냄새가 없는 흰색 가루 결정이다.분자의 공식은 CgH ₁ ₂ O ₆, 분자 무게 180.16, 녹는 점 132 ° C-135 ° C, 그리고 1% 수용액 [α] 20-6 ± 1 ° (C = 5, H ₂ O); D-Tagatose은 acid-resistant고 pH 3~7에서 안정 되게 존재 할 수 있습니다.그것은 또한 열에 강하고 알칼리에 강하다.Maillard 갈색을 띠기 쉬우며 더 낮은 온도에서 캐러멜화를 겪을 수 있다.

2 d-타가토스의 기능적 특성

2.1 고혈당을 억제한다

d-타가토스는 수크로스의 약 92%에 달하는 단맛이 있는 저에너지 당이며, 체내에 잘 흡수되지 않는다 (4) 도너 토마스 등 (2)은 건강한 사람 6명과 인슐린 비의존성 당뇨병 환자 6명을 연구 대상으로 하여 75 g의 포도당 또는 75 g의 타가토스를 3시간에 걸쳐 경구 투여한 후, 또는 75 g의 포도당을 30분간 경구 투여한 후 혈당과 인슐린 농도의 변화를 측정하였다.

그 결과 d-타가토스의 경구 투여만으로는 건강한 사람과 제2 형 당뇨병 환자에서 혈당과 인슐린 농도의 변화를 일으키지 않는 것으로 나타났다.반대로 당뇨병 환자의 포도당 섭취로 인한 혈당 증가를 억제하였으나, 제2 형 당뇨병 환자에서 당뇨병 환자의 인슐린 민감성에는 유의한 영향을 미치지 않았다.마찬가지로 제2 형 당뇨병 환자에게 75g의 수크로스, 즉 75g의 수크로스를 복용하기 30분 전에 75g의 d-타가토스를 투여하는 것도 수크로스로 인한 혈당 상승을 억제할 수 있다.따라서 d-타가토스는 제2 형 당뇨병의 치료에 보조적인 효과가 있는 것으로 평가되는데, 이는 d-타가토스가 위와 장에서 수크로스의 흡수를 약화시키는 동시에 다른 당 제품의 포도당 급증을 효과적으로 방지하고 혈중 포도당 수치의 증가를 막기 때문인 것으로 보인다.

2.2장내 균을 개선하고 유익균의 성장을 촉진한다

d-타가토스는 사람의 위장에서 미생물에 의해 발효되어 주로 아세트산, 뷰티르산, 헥사노산을 생성하며 뷰티르산이 주성분이다.뷰티르산은 유산균과 같은 유익균의 성장을 촉진할 수 있으며 대장 상피세포의 좋은 공급원이다.또 대장암과 장내 병원성 세균을 억제하는 데 일정한 효과가 있다.Laerke 등 5)이 건강한 사람 16명의 분변 (10 g d-타가토스를 하루 3회 14일간 투여)을 채취하여 분석한 결과, 섭취 후 14일째의 대변 내 젖산균의 농도는 섭취하지 않은 경우보다 유의적으로 높은 반면 대장균군의 농도는 감소하였다.

2.3 구강 세균에 의해 쉽게 분해되어 이용되지 않으며 충치를 일으키지 않는다

2002년 미국 FDA 가 이를 확인했다D-tagatose구강 박테리아에 의해 분해되지 않으며 충치를 일으키지 않습니다.d-타가토스는 또한 입 냄새를 효과적으로 없애고 치은염 등의 질병을 예방할 수 있다.

3. d-타가토스의 생산방법

d-타가토스는 많은 식품, 주로 멸균 분유, 치즈, 요구르트 [6] 등의 유제품에서 발견된다.현재 d-타가토스는 생물학적, 화학적 방법을 이용하여 갈락토스를 이성질화하여 생산한다.

3.1 생물학적 방법

Lzumori 등 [78]은 Mycobacterium smegmatis와 Arthrobacter globiformis를 이용하였고, Muniruzzaman 등 [9]은 Enterobacter applomerans를 이용하여 값비싼 갈락토스를 tagatose로 전환하여 갈락토스를 이용하여 D-tagatose를 생합성하는 방법, 즉 갈락토스의 생합성 방법이다.이밖에 효소합성방법은 공업생산에서도 리용되고있다.연구에 따르면 l-갈락토스 이성질화 효소는 전환 과정에서 촉매 활성을 가지며, l-갈락토스를 l-리불로스로 전환시킨다.l-갈락토스 이성질체는 비교적 특이적인 (그룹 특이적인) 효소이기 때문에, aldose를 ketose로 전환할 수 있다.따라서, l-타가토스를 촉매하면서, 다른 알를로스 (예를 들어 d-갈락토스, d-과당 및 d-자일로스)를 상응하는 헥소스 형태로 전환할 수도 있다.타가토스의 효소 제조를 위한 원료로 유당 침투액을 사용할 경우, 공정 흐름은 다음과 같습니다.

유당침투 → 초미세여과 → 역삼투 → 미세여과 → 가수분해 → 농도 → 발효 → 이성화 → 농도 → 결정화 → 완제품.

단백질, 염분 및 고분자물질의 제거 3.1.1

이후 공정 단계의 세균 오염을 방지하기 위해 유당 침투에서 단백질과 같은 고분자 물질이 제거됩니다.예를 들어 염은 결정화 단계에서 타가토스의 결정화를 억제하므로 또한 제거되어야 한다.

3.1.2 지구

유당 침투에서 단백질과 같은 분자량이 높은 물질을 제거한 후 고정화된 락타아제 효소를 이용하여 유당을 포도당과 갈락토오스로 연속적으로 가수분해한다.가수분해 조건은 온도 40°C 내지 60°C, pH 4 내지 6이다.

3.1.3 농도

유당 가수분해물은 갈락토오스 2%~20%와 포도당 2%~20%를 함유한 용액에 농축되어 있으며, 둘의 비율은 1:1 이고, 나머지는 단백질, 지방, 소금 및 소화되지 않은 유당이다.

3.1.4 발효

락토스는 가수분해되어 갈락토스와 포도당의 혼합물을 형성한다.효모나 세균에 의한 선택적 발효를 거쳐 포도당이 에탄올로 발효되는 반면, 갈락토오스는 발효되지 않고 이성질화의 다음 단계로 들어가거나 갈락토오스가 분리, 증발, 농축되고 결정화되어 순수한 갈락토오스 분말을 얻는다.

효소 이성화 3.1.5

발효 국물을 원심분리기 또는 미세여과하여 미생물 세포를 제거하고, 증류하여 에탄올을 제거하여 갈락토스 농축액을 얻는다.l-타가토스는 l-갈락토스 알데히드 이성질체와 이성질화하여 얻는다.

3.1.6 정화

이성질화를 통해 얻은 혼합물을 케이션 교환 컬럼 크로마토그래피로 분리하고, 농도와 결정화를 통해 완제품을 얻는다.

3.2 화학적 방법

Beadle 등 (10)은 화학적 방법인 2단계 방법을 이용하여 갈락토스로부터 d-타가토스를 제조하였다.갈 락 토 오을 수행하는 것이 첫 번 째 isomerized 불용 성 금속 수산 화물 tagatose 복잡 한 소금을 용해 알칼리 금속의 촉매작용 아래 (예를들어, Ca (오) ₂), 그리고 tagatose의 최종 산물이은과 복잡 한 산을 중화 통해 얻을 수 있다.

3.2.1 Isomerization

이성질체는 불용성 중간 복합체인 금속 하이드록사이드-타가토스 복합체를 형성하는 것으로, 타가토스의 화학적 생산에 중요하다.왜냐하면:(1) 불용성 중간체 복합체의 형성은 양극 방향을 용이하게 하기 때문이다;(2) 갈락토오스는 알칼리 조건에서 불안정하고 부반응 및 분해 반응이 발생하기 쉬우며, 복잡한 중간체의 형성은 부반응의 발생을 억제할 수 있다;(3) 불용성 복합 중간체 침전물이며 다른 부산물과 효과적으로 분리 될 수있다.

산 중화 3.2.2

산 중화의 목적은 불용성 금속염을 생성하여 금속 복합 중간체로부터 타가토스를 분리하는 것이다.

3.2.3 정화

d-타가토스는 결정화에 의해 반응 시스템에서 분리되지만, 여과 액에는 여전히 타가토스가 포함되어 있다.따라서 여과 액을 알칼리 금속 수산화물과 반응시켜 금속 수산화-타가토스 복합체를 형성하여 타가토스를 추출한다.

현재 메릴랜드 바이오스페릭스는 타가토스 제품을 생산하는 화학 방법을 특허 출원했다.물론 d-타가토스의 화학적 생산에도 강한 알칼리 금속 수산화물의 사용과 높은 pH 등의 문제가 있어 식품 가공에 도움이 되지 않는다.

인간의 생화학적 과정에서 4 d-타가토스

4.1인간의 소화 및 흡수

d-타가토스는 주로 장에서 소화, 흡수되지만 정확한 소화, 흡수량에 대해서는 아직 학계에서 논란이 있다.바 (4)는 인체 &를 연구하기 위한 참조로 L-rhamnose를 사용하였다#39;s의 d-타가토스 흡수.장 점막을 통한 물질의 수동적 확산 속도가 분자량과 지방질에 따라 달라지기 때문에 L-rhamnose는 분자량이 약간 낮고 지방질이 약간 많은 화합물이므로 d-타가토스는 L-rhamnose보다 장에서 약간 더 많이 흡수된다 (14%~24%).따라서 Bar는 추정하는 body's의 d-타가토스 흡수는 20%를 초과하지 않을 것이다.

바 & 와는 대조적#39;의 보고서d-타가토스 흡수율이 낮음, Norman et al. [11]은 회장 stomies 환자에서 d-타가토스 흡수가 80%에 도달 할 수 있음을 발견했다.이전에 Jenkins 등 12명은이 수술을 받은 환자의 l-람코 흡수율이 50%에 가깝다고 밝혔다.비록 ileostomy 가 단당류의 불완전한 소화 및 흡수에 대한 제한적인 평가를 제공할 수 있지만, 이러한 연구의 결론은 Bar의 결론과 상반된다.이와 유사하게, Buemann 등 13명은 이중 맹검 교차 실험에서 8명이 30 g의 d-타가토스와 30 g의 d-프락토스만을 섭취한 후 경구로 섭취한 30 g의 d-타가토스 중 1.5% 만이 소변으로 배설되었다는 것을 발견하였다.

4.2인간의 생체변형

d-타가토스는 인산화되어 인체에서 1-포스-d-타가토스로 전환될 수 있다.Raushel &클리랜드는 ATP와 K+의 조건에서 소간 프락토키나제가 d-타가토스의 인산화를 촉매하여 1-포스-d-타가토스를 생성할 수 있다고 보고하였다 [14].프럭토키나제는 간과 신장에서만 발견되기 때문에, 1-포스-d-타가토스도 간과 신장에서 주로 생성되고, 장 점막과 섬세포에서는 덜 형성된다.Buemann 등 [13]은 이중 맹검 교차 실험을 통해 혈청 무기 인이 일시적으로 감소되었으며, 이는 1-인산-d-타가토스의 형성과 직접적인 관련이 있을 수 있음을 발견했다.

1-포스-d-타가토스는 간에서 알돌라제에 의해 계속 분해되어 d-글리세알데히드와 디하이드록시프로파논 인산염을 형성할 수 있으며, 이는 d-타가토스의 글루코네오genic 전환을 포도당으로 유도한다.Rognstad (15.16)는 생쥐의 간세포와 d-타가토스를 in vitro 배양에 이용하여 포도당을 제조하였으며, 20 mmol/L D-tagatose의 gluconeogenic rate는 20 mmol/L D-galactose의 2배, fructose의 절반이었다."C-fructose과 ¹ ⁴ C-D-tagatose모두 형태 lC 포도당 gluconeogenic 경로를 통해, 그들은 같은 gluconeogenic 경로를 가지고 있 다는 것을나 타 냅니다.

d-타가토스의 글루코네오겐 경로가 아직 확립되지는 않았지만, 포유류의 간에서 갈락토스-인산 경로를 통해 대사될 가능성이 있다.예를 들어, 이성질체 분해효소는 1-포스-d-타가토스를 1-포스-갈락토스로 전환하는 촉매 작용을 한다.동위원소 추적 결과, 프럭토스를 d-타가토스로 증가시키면 프럭토스가 포도당으로 전환되는 것을 억제하고, 프럭토스로 d-타가토스를 증가시키면 프럭토스의 글루코네 생성에 영향을 미치지 않는 것으로 밝혀졌다.이는 d-타가토스의 구조가 과당보다 글루코네오스 생성이 쉽기 때문인 것으로 보인다.

5 d-타가토스 응용

5.1 식품에 적용

people&로#39;의 생활 수준이 계속 향상되면서 점점 더 많은 사람들이 건강에 관심을 기울이고 저에너지 음식을 먹기 시작했다.d-타가토스는 저에너지 당으로서 식품에서 장점을 최대한 발휘할 수 있다.Marzur (17)는 에너지가 낮을 뿐만 아니라, d-타가토스는 일반적으로 다른 폴리 히드록시 복당 대체제와 같은 경우인 인체에서 소화 및 흡수 중에 설사를 일으키지 않는다고 보고했다.쥐를 대상으로 3개월간 먹이 실험을 한 결과, 15% (w/w) 수크로스를 먹인 쥐의 몸무게는 15% (w/w) D-tagatose를 먹인 쥐의 몸무게의 2배였다.d-타가토스는 맛과 물리적 특성이 자당과 유사하고 내열성, 내산성, 알칼리성 등의 물리적, 화학적 특성을 가지고 있기 때문에 식품산업에서 완벽한 감미료로 널리 사용되고 있다.그것은 주로 초콜릿, 구운 제품, 아이스크림, 단단한 사탕과 부드러운 사탕, 껌, 청량음료, 조미료 및 기타 제품의 생산에 사용됩니다.

음료 산업에서의 적용 5.1.1

음료 산업에서 첨가되는 주요 감미료로는 사카린, 사이클라메이트, 아스파탐, 아세설팜, 스테비아, 수크랄로스 등이 있다.이것들은 모두 강한 감미료이며, 때때로 맛을 고려하여 그 결과는 씁쓸한 뒷맛, 금속 맛, 떫은 맛입니다.그러나 타가토스는 이러한 바람직하지 않은 요인들을 효과적으로 줄일 수 있다.d-타가토스는 시너지 효과를 내는 감미 효과가 있으며, 소량만으로도 단맛을 대폭 높일 수 있다.예를 들어, 저지방 우유 음료 (초콜릿 및 요구르트 맛)에 d-타가토스를 첨가하면 바람직하지 않은 맛을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 제품의 단맛을 더욱 자극적이고, 풍미를 더욱 부드럽고 풍부하게 만들 수 있으며;레몬즙 음료에 d-타가토스를 첨가하면 제품의 맛을 더 신선하고 깨끗하게 할 수 있다;또한 음료 시스템의 가용성 고형물 함량을 증가 시킬 수 있습니다.

따라서 2001년 미국 식품의약국 (fda)은 d-타가토스를 식음료 산업에서 감미료로 사용하는 것을 공식적으로 승인했다.그것은 현재 미국에서 건강 음료, 요구르트, 과일 주스 및 기타 제품의 자당 대용으로 널리 사용됩니다.

시리얼 식품에 적용 5.1.2

타가토스의 높은 융점, 내열성, 산 및 알칼리 내성, 저온 캐러멜화는 시리얼의 가공 중에 중요합니다.이는 타가토스가 점도가 낮아 결정화가 쉽기 때문이다.따라서 타가토스로 만든 아이싱을 시리얼 표면에 바르면 제품의 단맛이 높아질 뿐만 아니라 유통기한이 연장된다.

5.2의약, 화장품 및 기타 분야에 적용

d-타가토스는 식품 및 음료의 감미료로서의 우수한 특성 외에도 의약품의 엑시피젠트 및 화장품의 휴액제 및 안정제로도 사용될 수 있습니다.현재 치약 및 구강 청결제에서 d-타가토스는 주로 이뇨제로 사용되며 안정제에 이어 사용되지만 치약 및 구강 청결제의 맛을 효과적으로 향상시킬 수도 있습니다.요즘 많은 치약은 d-소르비톨이나 글리세린, 또는이 둘의 조합을 이뇨제로 사용한다.

다만 d-소르비톨과 글리세린을 혼합했을 때의 단맛은 자당의 절반 수준이며,이 단맛은 양치질을 할 때 원하는대로 나지 않는다.때문에 많은 치약에 고강도 감미료인 사카린을 첨가하여 제품의 맛을 못지 않게 한다.그러나이 화합물은 필요한 흡습성과 단맛을 제공하는 동시에 금속성 맛과 씁쓸한 뒷맛 및 사카린 뒷맛도 갖는다.d-타가토스는 자당과 마찬가지로 d-소르비톨보다 2배나 달며, 이를 첨가하면 치약의 단맛을 유지할 뿐만 아니라 충치를 예방한다.Lu6은 d-타가토스와 d-소르비톨의 물 활성도와 수분 함량을 측정하여 흡습성을 비교한 결과, d-타가토스와 d-소르비톨 곡선의 탈착곡선으로부터 알 수 있는데, d-타가토스가 0.62 이상의 물에 용해되었을 때, d-타가토스와 d-소르비톨은 물 활성도에 있어서 흡습성이 동일한 것으로 판단된다.치약에 20%에서 25% (w/w) d-타가토스를 첨가하면 단맛이 만족할 만한 수준에 이를 뿐만 아니라 흡습성과 안정성이 잘 유지된다.

현재 인체 내 새로운 단당류로서 d-타가토스의 작용 기작은 더 연구되어야 하지만, 우수한 물리적, 화학적 기능성 특성은 부인할 수 없다.향후 몇 년 내에 d-타가토스는 국제 시장에서 베스트셀러 천연 감미료가 될 것이며, 식품, 의약, 화장품 및 기타 분야에서 널리 사용될 것으로 예상된다.그것의 시장 전망은 매우 넓다.

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