¿Cuáles son los usos del edulcoreduld tagatosa?

La tagatosa (taga tosa) es una hexosis de origen natural, pero relativamente rara, un diastereoisóde la fructosa, con una masa molecular relativa de 180 − 16 y CAS 87-81-0. Es un 92% más dulce que la sacarosa, tiene un perfil de dulzor similar, y produce sólo 1/3 de las calorías de sacarosa, por lo que se le llama un edulcorbajo en calorías. Además, la tagatosa tiene un buen efecto sinérgico sobre edulcorantes fuertes, incluyendo ciclamato, sacarina, aspartamo, acesulfame, stevia, neotame y sucralosa [1].

Tagatose is a good low-energy food sweetener and filler, and has a variety of physiological effects, such as inhibiting high blood sugar, improving intestinal flora, and not causing tooth decay. In 2001, the US FDA approved tagatose as GRAS. At present, it is widely used as a substitute for sucrose in products such as healthy drinks, yogurt, fruit juice, baked goods, candy, and pharmaceutical preparations (such as syrup and chewable tablets) [2].

Amplios estudios de seguridad y toxicología han demostrado que la tagatosa es segura y no tóxica. El 11 de abril de 2001, la FDA de los Estados Unidos aprobó la tagatosa como GRAS para su uso en alimentos. Posteriormente, Australia y nueva Zelanda también aprobaron el uso de la tagatosa en los alimentos. Sin embargo, el consumo excesivo de tagatose todavía puede causar malestar gastrointestinal leve, tales como flatulencia y diarrea, que puede ser debido principalmente al cuerpo#39;s absorción deficiente de tagatosa. En junio de 2001, el comité mixto FAO/ OMS de expertos en aditivos alimentarios (JECFA) aprobó la tagatosa como aditivo alimentario con una ida de 0,80 mg/kg·d [2]. Basado en esto, este artículo discute sus funciones fisiológicas, métodos de producción y aplicaciones en el procesamiento de alimentos en detalle.

1 funciones fisiológicas de la tagatosa

In recent years, tagatose has become a sweetener that has attracted widespread international attention. This is because tagatose has the following functions:

1.1 no provoca fluctuaciones de glucosa en sangre

La tagatosa se absorbe mal en el cuerpo y no provoca cambios significativos en los niveles de glucosa en la sangre, por lo que es adecuado para diabéticos. Los estudios han demostrado que la tagatosa no causa cambios significativos en la glucosa sanguínea en ayunas o los niveles de insulina en sujetos sanos y pacientes con diabetes tipo 2, y puede inhibir significativamente el aumento de la glucosa sanguínea causado por la ingesta de glucosa en pacientes diabéticos, pero no tiene un efecto significativo en su sensibilidad a la insulina.

A los pacientes diabéticos tipo 2 se les administraron diferentes dosis de tagatosa y a los 30 minutos se les administraron 75 g de glucosa. Se encontró que la tagatosa tenía un buen efecto inhibidor sobre el aumento de glucosa sanguínea causado por la glucosa, y existía cierta relación dosis-efecto [3].

1.2 antioxidante [4]

Se expusieron in vitro células de hígado de ratón macho in vitro a furazolidona (un fármaco utilizado para tratar infecciones del tracto urin). A una dosis letal de furazolidona de 300 μM, altas concentraciones de tagatosa (20 mm) protecompletamente las células del hígado del daño. La misma concentración de glucosa, manosa y xilosa no tiene efecto protector. La tagatosa puede prevenir reacciones de peroxidlipícatalizadas por iones de hierro, eliminando así el daño a las células y el cuerpo causado por los radicales libres producidos. Las hexosis como la glucosa y la galactosa no tienen esta propiedad.

1.3 regular la flora intestinal

solo20% of the tagatose consumed by the body is absorbed in the small intestine. The vast majority of tagatose enters the colon directly, where it is selectively fermented by the microflora, promoting the growth of beneficial bacteria and inhibiting the growth of harmful bacteria. This has a significant effect on improving the intestinal flora and is a good prebiotic. At the same time, the fermentation of tagatose also produces a large amount of beneficial short-chain fatty acids (SCFAs), especially butyric acid, which is a good energy source for colon epithelial cells and is considered to have a good effect in inhibiting colon cancer, inhibiting pathogenic bacteria in the intestine (such as Escherichia coli, etc.) and promoting the growth of beneficial bacteria such as lactobacilli.

Después de 14 días de consumo diario de 3 x 10g de tagatosa por 16 sujetos, se encontró que la tasa de fermentación de los microorganismos fecales en el grupo de prueba fue significativamente mayor que en el grupo de control que no tomó tagatosa. Después de 4 horas de fermentación, la cantidad de AGCC producida por el grupo de ensayo fue 3 veces mayor que la del grupo de control. Entre estos, el contenido de ácido butírico del AGC producido por el grupo de ensayo alcanzó el 35%, mientras que el contenido de ácido butírico del AGC producido por la fermentación intestinal en el cuerpo humano es generalmente sólo del 15% al 20%. No fue hasta 48 horas de fermentación que la concentración de ácido butírico en el grupo control comenzó a aumentar, acercándose gradualmente al nivel del grupo de prueba, lo que indica que el tiempo de adaptación de la flora fecal humana atagatose fermentation is 48 hours. In addition, the amount of lactic acid in the test group was also significantly higher than that in the control group [5]. A 1999 study concluded that the minimum dosage of tagatose that has a significant prebiotic effect is 7.5 g/d.

1.4 no cariogénica, inhila la placa dental [6]

Estudios han encontrado que el uso de pasta dental que contiene d-tagatosa puede prevenir y eliminar la placa dental. El 2 de diciembre de 2002, la FDA de los Estados Unidos confirmó oficialmente que la tagatosa no se descompone por bacterias orales, no causa caries y tiene la capacidad de prevenir enfermedades dentales como la gingivitis.

2 preparación de la tagatosa

At present, there have been no reports of industrial production of tagatose in China. The main production methods used abroad are chemical catalysis, bioconversion and natural extraction.

2.1 catálisis química

La catálisis química de la tagatosa utiliza galactosa como materia prima e incluye principalmente dos pasos: isomeriy neutrácida [7].

En primer lugar, una sal de metal alcalino soluble o una sal de metal alcaltérreo se utiliza como catalizador para isomeride la galactosa con un hidróxido de metal para formar un intermediario complejo hidroxi-tagatode metal que precip. Entonces, el intermediario complejo es neutralizado con un ácido para obtener el producto terminal tagatose. La galactosa se puede obtener hidrolizando la lactosa.

La isomeride de la galactosa es el paso clave en la síntesis química de la tagatosa. Por razones de costo, el reactivo de hidróxido metálico es preferentemente Ca(OH)2 o una mezcla de Ca(OH)2 y NaOH. Generalmente se añade como un lodo soluble en agua hecho al mezclar Ca(OH)2 con agua, o como un producto de hidratdespués de mezclar con cal (CaO). El catalizador de la sal de metal alcalino (o sal de metal alcaltértierra) generalmente utiliza CaCl2, y la cantidad utilizada es de aproximadamente 1% a 5% del número molar de galactosa. La reacción de isomeridebe llevarse a cabo en condiciones alcalinas y de baja temperatura, controladas dentro del rango de pH > 10 y -15 40°C.

El objetivo de la neutralización ácida es formar sales metálicas insolubles y liberar tagatosa del intermediario complejo. Los iones restantes son eliminados por resinas de intercambio iónico. El H2 SO4, H3PO4 o HC l se pueden utilizar para la neutralización ácida, siendo el CO2 el mejor. El progreso de la reacción de neutralización ácida se controla de acuerdo con el pH del sistema de reacción. Cuando pH < 7, la reacción de neutralización es completa.

2.2 método de bioconversión

Un método de biotransformación es la oxidbiológica de galactitol a tagatose por las bacterias de ácido acético [8]; Otra es la conversión de galactosa a tagatosa por la l-arabinosa isomerasa [9 10]. Este último puede ser modificado genéticamente para mejorar la resistencia al calor y la especificidad del sustrde la l-arabinosa isomerasa. Actualmente, la bioconversión de la tagatosa se encuentra todavía en fase de investigación de laboratorio. En la investigación nacional, la escuela de ciencia y tecnología de los alimentos de la universidad de Jiangnan ha tomado la iniciativa en la bioconversión del tagatoso y ha hecho grandes progresos. Se han analizado cepas de Lactobacillus con alto rendimiento de la enzima requerida, y se ha optimiel proceso de producción de enzimas por fermentación de bacterias de ácido lác. A través de la investigación sobre el mecanismo de bioconversión de la tagatosa, se propuso un proceso utilizando células de bacterias de ácido lácpara la bioconversión de la tagatosa, y se logró una tasa de conversión de galactosa del 39%. La tagatosa se está produciendo actualmente con tecnología de células inmovilizpara mejorar la tasa de conversión de galactosa y obtener un proceso adecuado para la producción industrial.

2.3 extracción Natural

La tagatosa natural se encuentra en la naturaleza en bajas concentraciones en el yogur, la leche en polvo y el queso. Por lo general es un producto de la fermentación microbiana de la lactosa en los productos lácteos. La goma de una planta tropical contiene un polímero de tagatosa. Después de la hidróli, todo el hidrolizado contiene tagatosa, que puede ser separada y puripara obtener el producto. Sin embargo, debido a su muy bajo contenido, es difícil cumplir con los requisitos de producción a escala industrial utilizando la extracción natural y la separación.

Los métodos de producción mencionados, incluido el método de bioconversión, tienen ciertas ventajas competitivas en términos de proceso, coste y rendimiento, y se convertirán en un método prometedor en el futuro. En la actualidad, la clave es obtener una cepa microbiana con alto rendimiento y fuerte vitalidad, con el fin de aumentar la producción de tagatosa y reducir adecuadamente los costos de producción.

3 aplicaciones de tagatosa

La tagatosa es un edulcorcon propiedades similares a la sacarosa y se puede utilizar en la industria alimentaria como un sustituto completo de la sacarosa. En 2001, la administración de alimentos y medicamentos de los Estados Unidos (FDA) aprobó oficialmente la tagatosa como edulcorpara su uso en la industria de alimentos y bebidas y en medicina. En 2003, la tagatosa ya se utilizaba en los Estados Unidos como sustituto de la sacarosa en bebidas saludables y en productos como el yogur y el jugo de frutas.

3.1 productos de panadería

En muchos productos horneados, la tagatosa se utiliza como un potenciador del sabor. porqueLa tagatosa tiene una alta reacción de MaillardLa cantidad añadidebe ser estrictamente controlada, de lo contrario tendrá un sabor amargo. Añadir pequeñas cantidades de tagatosa al pan puede aumentar el contenido de humedad, mejorar el sabor y mejorar el color del pan y las galletas. La adición de un 2% de tagatosa a los magdalproduce una textura suave y un rico sabor toffee. La adición de 0,5% a 1% de tagatosa para tostreduce a la mitad el tiempo de Horney produce un color uniforme. La tagatosa es un recubrimiento de azúcar ideal para alimentos de bajo consumo energético, como el pan y los rellenpara pasteles.

3.2 goma de mascar

Pequeñas cantidades de tagatosa en la goma de mascar pueden prolongar la dulzura y darle un sabor especial. Puede agregarse a la goma o usarse como recubrimiento de azúcar. La adición de más del 15% puede dar sabores como aceite fino y la fruta, así como mejorar el sabor del aceite de menta y promover la acidez en algunos sabores de frutas, pero no aumenta la viscosidad de la goma.

La tagatosa se puede usar en combinación con otros polioles (xilitol) para compensar la desventaja de los polioles, que es que su alto uso puede conducir a la diarrea.

3.3 bebidas

Low-energy drinks often lack body and flavor compared to drinks with high sweetness. Adding 1% tagatose to low-energy drinks can produce a better mouthfeel, mask undesirable flavors, reduce bitterness, and harmonize sweetness.

La adición de tagatosa a las bebidas a base de leche, como el yogur de chocolate y el yogur de fruta, puede mejorar los dessabores causados por el uso de edulcorantes de alta intensidad, dando un buen sabor dulce con una dulzura de larga duración y un amargor reducido.

Aplicación en productos cárnicos

Conservas de carne, jamón, etc. Los productos cárnicos contienen niveles relativamente altos de carbohidratos (2%-7%), lo que puede conducir a la contaminación microbiana y resultar en pérdidas económicas. En la industria cárnica, los requisitos para conservantes y biocidas son muy estrictos, por lo que se puede considerar la adición de carbohidratos que no pueden ser utilizados por microorganismos a los productos cárnicos. La tagatosa no puede ser utilizada por bacterias del ácido lác, que pueden causar putrefacción, y algunas bacterias patógenas como Escherichia coli, Salmonella, Staphylococcus aureus, etc. Si se añade a los productos cárnicos, no sólo puede desempeñar el papel funcional de los carbohidratos, sino también prevenir la contaminación microbiana.

3.5 alimentos saludables

Tagatose can be used as a raw material for health food productsDebido a que tiene un efecto prebiótico, puede mejorar eficazmente la flora intestinal y prevenir el cáncer de colon.

Otras aplicaciones

En medicina, la tagatosa se utiliza en jarabes para la tos, como un excipiente y agente espumen en productos farmacéuticos, como un adhepara dentdent, como un humectante en pasta de dientes y enjuague bucal, como un enjuague bucal y desinfectante oral, y como un humectante y estabilizador en cosméticos. La tagatosa también se usa para tratar la diabetes y la anemia por deficiencia de hierro, así como el escorbuto.

4 Tagatose entra en aplicaciones comerciales [11]

En agosto de 2003, PepsiCo utilizó oficialmente la tagatosa en su bebida Sprite como un potenciador del sabor, que fue la primera vez que la tagatose entró en el campo comercial. La compañía cree que la adición de tagatosa a las bebidas carbonatadas que actualmente utilizan edulcorantes de alta intensidad mejora el sabor y la textura del producto. New Zealand& (en inglés)#39;s Mia-da Sports Nutrition Food Company has applied tagatose to the development of chocolate products. The first products developed include chocolate bars in different flavors, such as milk, chocolate, dark chocolate and white chocolate. Further products include chocolate-covered dried fruits, dried fruit bars, Easter eggs and other innovative chocolate products. According to BCC forecasts, the new tagatose market will grow at a steady rate of 20% to 25% over the next five years.

En la actualidad, aunque el mecanismo de acción de la d-tagatosa como un nuevo tipo de monosacárido en el cuerpo humano necesita ser explorado más a fondo, sus excelentes propiedades físicas y químicas funcionales son inneg. Se espera que en los próximos años, el D-tagatose se convierta en un edulcornatural de mayor venta en el mercado internacional y se utilice ampliamente en alimentación, medicina, cosmética y otros campos, con perspectivas de mercado muy amplias.

Referencia:

[1]A ndersen H, V igh ML.   Combinación sinérgica de edulcorantes incluyendo D - taga tosa [P].  US Pa tent, 6432464B1 (en inglés). 2002, 08, 13

[2]L Evin GV.  Taga tose, el edulcorante N ew GRAS y saludable p Rod - UCT [J].   Journal 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] Xie Ling. Progreso de la investigación sobre el nuevo edulcorfuncional D-tagatose. China Food News (Healthy Ingredients Weekly), 2005, 11, 13

[5] B ertelsen H, Jesen B B, B uemann B.  La Comisión europea ha publicado una convocatoria de propuestas relativa a

[6]M anzoni M, R ollini M, B ergom i S.  B iotransformación ofD - ga- lactitol a taga tosa por bacterias de ácido acético.    P rocess B iochemistry, 2001, 36: 971-977

[7]B eadle J R, Saunders J P, W ajda J, e t a l.  P rocess for m anu- facturing taga tose [P].   US Pa tent, 5002612 (en inglés). 1991, 03, 26

[8]M anzoni M, R ollini M, B ergom i S.  B iotransformación ofD - ga- lactitol a taga tosa por bacterias de ácido acético [J].   P rocess B Io -  Chemistry, 2001, 36: 971-977

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

[10]R oh HJ, K im P, Park Y C e t a l. B ioconversión de D - galac- tosa en D - taga tosa por resión exp de L - arabinosa isom erase [J].  B iotechnol Appl B iochem, 2000, 31: 1-4

[11] Tu Xiaolin, Wen Bing. Un nuevo edulcorde bajo contenido calórico del suero: la tagatosa. China Food News (B02 edición), 2004, 08, 03