감미료 D 타가토스의 용도는?

1월18,2025
범주:제품 뉴스

타가토스 (taga tose)는 자연적으로 발생하지만 상대적으로 드문 헥소스이며, 과당의 이입체 이성질체이며, 180∙16의 상대적 분자량과 CAS 87-81-0이다.수크로스의 92%만큼 단맛이 나며 단맛이 비슷하고 칼로리는 수크로스의 1/3 밖에 나오지 않기 때문에 저칼로리 감미료라고 불린다.게다가 타가토스는 사이클라메이트, 사카린, 아스파탐, 아세설팜, 스테비아, 네오타메, 수크랄로스 [1] 등 강한 감미료에 좋은 시너지 효과를 낸다.

 

타가토스는 좋은 저에너지 식품 감미료 및 충전제이며, 고혈당을 억제하고 장내 식물체를 개선하며 충치를 유발하지 않는 등 다양한 생리적 효과가 있습니다.2001년 미국 FDA는 타가토스를 그라스로 승인했다.현재는 건강 음료, 요구르트, 과일 주스, 구운 음식, 사탕, 의약품 조제물 (시럽, 씹을 수 있는 정제 등) [2] 등의 제품에 자당을 대신하는 용도로 널리 사용되고 있다.

 

광범위한 안전성 및 독성학 연구에 따르면 타가토스는 안전하고 독성이 없는 것으로 나타났다.2001년 4월 11일, 미국 FDA는 타가토스를 식품에 사용할 수 있는 그라스로 승인했다.그 뒤에 호주와 뉴질랜드도 타가토스를 식품에 사용하는 것을 승인했다.그러나 타가토스를 과도하게 섭취하면 여전히 속이 더부룩하고 설사 등 가벼운 위장에 불편함을 느낄 수 있는데, 이는 주로 보디 &에 기인할 수 있다#39;s는 타가토스의 흡수에 장애가 있습니다.2001년 6월, FAO/WHO 합동 식품 첨가물 전문가 위원회 (JECFA)는 타가토스를 0.80 mg/kg·d [2]의 식품 첨가물로 승인했다.이에 따라 본 글에서는 그 생리학적 기능, 생산방법 및 식품가공에서의 응용에 대해 자세히 논하고자 한다.

 

타가토스의 생리적 기능 1

최근 타가토스는 광범위한 국제적 관심을 끌고 있는 감미료가 되었다.이는 타가토스가 다음과 같은 기능을 가지고 있기 때문입니다:

 

1.1 혈당변동을 일으키지 않는다

타가토스는 체내에 잘 흡수되지 않고 혈당 수치에 큰 변화를 일으키지 않아 당뇨병 환자에게 적합하다.연구에 따르면 타가토스는 건강한 대상자와 제2 형 당뇨병 환자의 공복 혈당이나 인슐린 수치에 큰 변화를 일으키지 않으며, 당뇨병 환자의 포도당 섭취로 인한 혈당 증가를 크게 억제할 수 있으나 인슐린 민감성에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

 

제2 형 당뇨병 환자에게는 타가토스를 각각 다른 용량으로 투여했고, 30분 후 75 g의 포도당을 투여했다.타가토스가 포도당으로 인한 혈당 증가에 좋은 억제 효과가 있다는 것이 밝혀졌으며, 일정한 용량 효과 관계가 있었다 [3].

 

1.2 항산화 [4]

시험관 내 수컷 생쥐 간세포는 푸라졸리돈 (요로 감염 치료에 사용되는 약물)에 노출되었다.300 μ M furazolidone에서 치사 량의, 높은 농도의 tagatose (20 mm) 완전히 간 세포 손상 으로부터 보호 한다.같은 농도의 포도당, 만코, 자일로스는 보호 효과가 없다.타가토스는 철 이온이 촉매하는 지질과산화 반응을 막아 생성된 활성산소에 의한 세포와 신체의 손상을 없앨 수 있다.포도당이나 갈락토오스 같은 헥소스는 이런 특성이 없다.

 

장내 식물체 조절 1.3

우리 몸에서 섭취된 타가토스의 20% 만이 소장에서 흡수된다.대다수의 타가토스는 대장에 직접 들어가 미생물균에 의해 선택적으로 발효되어 유익균의 성장을 촉진하고 유해균의 성장을 억제한다.이는 장내 식물체 개선에 상당한 효과가 있으며 좋은 프리바이오틱이다.동시에 타가토스의 발효를 통해 유익한 단선지방산 (SCFAs)도 다량 생성되는데, 특히 뷰티르산은 대장상피세포의 좋은 에너지원이며 대장암 억제, 장 내 병원성 세균 (대장균 등)을 억제하고 유산균과 같은 유익균의 성장을 촉진하는데 좋은 효과가 있는 것으로 평가되고 있다.

 

3×10g의 타가토스를 16명의 피험자가 매일 14일간 섭취한 결과, 시험군의 분변 미생물의 발효율이 타가토스를 섭취하지 않은 대조군에 비해 유의적으로 높은 것으로 나타났다.발효 4시간이 경과한 후 SCFA 생성량은 시험군이 대조군의 3배였다.이 가운데 시험군에서 생산된 SCFA의 뷰티르산 함량은 35%에 달했지만, 인체 내에서 장내 발효로 생산된 SCFA의 뷰티르산 함량은 보통 15%~20%에 불과하다.발효 48시간이 지나서야 대조군의 뷰티르산 농도가 증가하기 시작하여 점차 시험군의 수준에 근접하여 인체 분변균이 타가토스 발효에 적응하는 시간이 48시간임을 알 수 있었다.또한, 시험군의 젖산의 양도 대조군에 비해 유의적으로 높았다 [5].1999년 연구에서는 상당한 프리바이오틱 효과가 있는 타가토스의 최소 복용량은 7.5 g/d 라고 결론지었다.

 

1.4 비cariogenic, 치태를 억제한다 [6]

를 함유하는 치약을 사용한다는 것이 연구 결과 밝혀졌다d-타가토스는 치아를 예방하고 없앨 수 있다치석이다.2002년 12월 2일, 미국 FDA는 공식적으로 타가토스가 구강 세균에 의해 분해되지 않고, 충치를 유발하지 않으며, 치은염과 같은 치과 질환을 예방하는 능력이 있음을 확인했다.

 

타가토스의 준비 2

현재 중국에서 타가토스의 산업적 생산에 대한 보고는 없었다.해외에서 주로 사용되는 생산방법은 화학촉매, 생물전환, 자연추출이다.

 

2.1 화학적 촉매

타가토스의 화학적 촉매작용은 갈락토스를 원료로 사용하며 주로 이성질화와 산 중화 [7]의 두 단계를 포함한다.

 

먼저, 가용성 알칼리 금속염 또는 알칼리 토류 금속염을 촉매로 사용하여 갈락토스를 금속 수산화물과 이성질화하여 금속 수산화-타가토스 복합 중간체를 형성하여 침전시킨다.그런 다음, 복잡한 중간체를 산으로 중화시켜 말단 생성물 타가토스를 얻는다.갈락토오스는 유당을 가수분해하여 얻을 수 있다.

 

갈락토스의 이성질화는 타가토스의 화학 합성에서 중요한 단계이다.비용상의 이유로, 금속 수산화물 반응물은 Ca(OH)2 또는 Ca(OH)2와 NaOH의 혼합물인 것이 바람직하다.일반적으로 Ca(OH)2를 물과 혼합하여 만든 수용성 슬러리로 첨가하거나, 석회 (CaO)와 혼합한 후 수화의 생성물로 첨가한다.알칼리 금속염 (또는 알칼리 토류 금속염) 촉매는 보통 CaCl2를 사용하며, 사용되는 양은 갈락토스 몰수의 약 1% 내지 5%이다.이성화 반응은 pH>10 및-15 40°C 범위 내에서 제어되는 알칼리성 및 저온 조건에서 수행되어야합니다.

 

산 중화의 목적은 불용성 금속염을 형성하고 복잡한 중간체로부터 타가토스를 방출하는 것이다.남은 이온들은 이온 교환 수지에 의해 제거된다.산 중화에는 H2 SO4, H3PO4 또는 HC l을 사용할 수 있으며, CO2가 가장 좋습니다.산 중화 반응의 진행은 반응 시스템의 pH에 따라 제어됩니다.pH<7이 되면 중화반응이 완료된다.

 

2.2 생물 전환법

생물형질전환의 한 가지 방법은 갈락티톨을 아세트산균에 의해 타가토스로 생물학적 산화시키는 것이다 [8];또 하나는 갈락토스가 l-아라비노스 이성질체 효소 [9 10]에 의해 타가토스로 전환되는 것이다.후자는 유전자 조작으로 L-arabinose 이성질체의 내열성과 기질 특이성을 향상시킬 수 있습니다.현재 타가토스의 생물 전환은 아직 실험실 연구 단계에 있다.국내 연구에서는 장난대학교 식품과학기술대학원이 타가토스의 생물 전환에 앞장서서 큰 발전을 이루었다.필요한 효소의 수율이 높은 유산균 균주를 걸러내고, 젖산균 발효에 의한 효소 생산 공정을 최적화했다.타가토스의 생체 전환 기전 연구를 통해, 타가토스의 생체 전환을 위해 젖산균 세포를 이용한 공정을 제안하였으며, 39%의 갈락토스 전환율을 달성하였다.현재 갈락토스 전환율을 향상시키고 산업 생산에 적합한 공정을 얻기 위해 고정화 세포 기술을 이용하여 타가토스를 생산하고 있다.

 

2.3자연채취

자연에서 발생하는 타가토스는 요구르트, 분유, 치즈 등에서 저농도로 자연에서 발견된다.보통 유제품에 들어있는 유당을 미생물 발효시킨 산물이다.열대식물의 껌에는 타가토스의 중합체가 들어있다.가수분해 후 모든 가수분해물에는 타가토스가 함유되어 있으며 이를 분리, 정제하여 생성물을 얻을 수 있다.그러나 그 함량이 매우 낮기 때문에 자연추출과 분리를 이용한 공업규모의 생산조건을 만족시키기 어렵다.

상기 생물 전환 방법을 포함한 생산 방법은 공정, 비용 및 수율 측면에서 일정한 경쟁 우위를 가지며, 향후 유망한 방법으로 각광받을 것이다.현재 핵심은 높은 수율과 강한 생명력을 가진 미생물 균주를 확보하여 타가토스의 생산을 늘리고 생산 비용을 적절히 줄이는 것입니다.

 

타가토스의 응용 3

타가토스는 자크로스와 유사한 특성을 가진 감미료로 자크로스를 완전히 대체하는 식품산업에서 사용될 수 있다.2001년 미국 식품의약국 (FDA)은 공식적으로 타가토스를 식음료 산업과 의약품에 사용할 감미료로 승인했다.2003년에 타가토스는 미국에서 이미 건강 음료와 요구르트와 과일 주스와 같은 제품에서 수크로스의 대체제로 사용되고 있었다.

 

3.1 구운 음식

많은 구운 음식에서 타가토스는 향미 증진제로 사용된다.타가토스는 마이야르 반응이 높기 때문에 첨가되는 양을 엄격하게 조절할 필요가 있으며, 그렇지 않으면 쓴 맛이 나게 된다.빵에 타가토스를 소량 첨가하면 수분 함량이 증가하고 풍미가 좋아지며 빵과 비스킷의 색감도 좋아진다.머핀에 2%의 타가토스를 첨가하면 부드러운 식감과 풍부한 토피 향이 연출됩니다.토스트를 만들기 위해 0.5%에서 1%의 타가토스를 첨가하면 굽는 시간이 절반으로 줄어들고 균일한 색이 만들어집니다.타가토스는 빵이나 케이크 속 같은 저에너지 식품에 이상적인 당 코팅제입니다.

 

3.2 껌 씹기

껌에 타가토스를 소량 넣으면 단맛이 길어져 특별한 맛을 낼 수 있다.껌에 첨가하거나 설탕 코팅으로 사용하기도 한다.15% 이상 첨가하면 박하 기름이나 과일 같은 맛을 낼 수 있을 뿐 아니라 박하 기름의 풍미를 강화하고 일부 과일 맛에서 신맛을 촉진하지만 껌의 끈적임을 증가시키지는 않는다.

 

타가토스는 많이 사용하면 설사를 유발할 수 있다는 폴리올의 단점을 보완하기 위해 다른 폴리올 (자일리톨)과 함께 사용할 수 있다.

 

3. 3 음료

저에너지 음료는 단맛이 높은 음료에 비해 바디와 풍미가 부족한 경우가 많다.저에너지 음료에 1%의 타가토스를 첨가하면 더 좋은 식감을 낼 수 있고, 바람직하지 않은 맛을 가릴 수 있으며, 쓴맛을 줄이고, 단맛을 조화시킬 수 있다.

 

초콜릿 요거트나 과일 요거트와 같은 우유 기반 음료에 타가토스를 첨가하면 고강도의 감미료 사용으로 인한 오프 풍미를 개선하여 단맛이 오래 지속되고 쓴맛이 감소되어 좋은 단맛을 느낄 수 있다.

 

육류 제품에 적용 3.4

고기, 햄 등을 보존합니다.육류제품에는 탄수화물이 비교적 많이 함유되여있는데 (2%~7%) 이는 미생물의 오염을 초래하고 경제손실을 초래할수 있다.육류산업에서는 방부제 및 생균제에 대한 요구사항이 매우 엄격하므로 미생물이 이용할 수 없는 탄수화물을 육류제품에 첨가하는 것을 고려할 수 있다.타가토스는 부패를 일으킬 수 있는 젖산균과 대장균, 살모넬라, 포도상구균 등과 같은 일부 병원성 세균에 의해 이용될 수 없습니다.육류제품에 첨가하면 탄수화물의 기능적역할을 수행할수 있을뿐만아니라 미생물의 오염을 방지할수 있다.

 

3.5건강식품

타가토스는 프리바이오틱 효과가 있어 장내 균사체를 효과적으로 개선하고 대장암을 예방할 수 있기 때문에 건강식품 원료로 사용될 수 있다.


3.6기타 응용 분야

의학에서 타가토스는 기침시럽에, 의약품의 엑시피젠트 및 기포제로, 의치접착제로, 치약 및 구강청정제의 보습제, 구강세척제 및 구강소독제, 화장품의 보습제 및 안정제로 사용된다.타가토스는 또한 괴혈병뿐만 아니라 당뇨병과 철결핍성 빈혈을 치료하는데 사용된다.

 

4타가토스 상용화 돌입 [11]

2003년 8월, 펩시콜라는 공식적으로 타가토스를 맛 개선제로 스프라이트 음료에 사용하였으며, 이는 타가토스가 상업 분야에 진출한 첫 번째 사례였다.회사는 현재 고강도 감미료를 사용하고 있는 탄산 음료에 타가토스를 첨가하면 제품의 풍미와 식감이 좋아진다고 보고 있다.새로 운 Zealand's Mia-da Sports Nutrition 식품 회사는 타가토스를 초콜릿 제품 개발에 적용했다.처음 개발된 제품은 우유, 초콜릿, 다크 초콜릿, 화이트 초콜릿 등 다양한 맛의 초콜릿 바가 있다.추가 제품에는 초콜릿으로 덮인 말린 과일, 말린 과일 바, 부활절 달걀 및 기타 혁신적인 초콜릿 제품이 포함됩니다.BCC의 예측에 따르면, 새로운 타가토스 시장은 향후 5년간 20%에서 25%의 꾸준한 속도로 성장할 것이다.

 

현재 인체 내 새로운 형태의 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 예상되며 시장 전망이 매우 넓습니다.

 

참조:

[1]A ndersen H, V igh ML.   D-taga tose [P]를 포함한 sweeten-ers의 Synerg istic combination.  미국 Pa 텐트, 6432464B1.2002, 08, 13일자

[2]L 에빈 GV.  Taga tose, the N ew GRAS 감미료 및 건강 p 로드-uct [J].   Journal ofM edicinal F ood, 2002, 5(1):1-19

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

[4] 장 링다.새로운 기능성 감미료 d-타가토스에 대한 연구 진행.중국식품뉴스 (주간 건강재료), 2005, 11, 13

[5] B 에르텔센 H, 제센 B B, B 우에만 B.  N u tri-tion 및 D iete tics의 W orld R eview 85:98-109

[6]M anzoni M, R ollini M, B ergom i S.  아세트산균에 의해 ofd-가-락티톨을 타가토스로 B 요변환.    P rocess B 요화학, 2001, 36:971-977

[7]B eadle J R, Saunders J P, W ajda J, e t a l.  m anu에 대한 P rocess-facturing taga tose [P].   미국 Pa 텐트 5002612.1991, 03, 26일자

[8]M anzoni M, R ollini M, B ergom i S.  아세트산균 [J]에 의해 타가토스로 B 요변환 ofd-가-락티톨.   P 로세스 B io-  화학, 2001, 36:971-977

[9]K im P, Y oon S H, 서 M J, e t a l.   부제:Im p rovement of taga tose conversion rate by genetic evolu tion of thermostable galactose isom erase [J].   B 아이오테크놀 Appl B iochem, 2001, 34:99-102

[10]R 오 HJ, K 임 P, 박 Y C e t a l. l-arabinose isom erase의 exp ression에 의해 d-galac-tose in을 d-taga tose로 전환하는 B ioconversion [J]다.  B 아이오테크놀 Appl B iochem, 2000, 31:1-4

[11] 투 샤오린, 원빙.유장의 새로운 저칼로리 감미료:타가토스.중국식품뉴스 (B02 판), 2004, 08, 03

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