论文总字数：16272字

摘 要

塔格糖( D- Tagatose)是一种稀有的天然存在型单糖, 是半乳糖的酮糖形式，果糖的差向异构体。D-塔格糖的“差向异构体”为果糖，甜度和蔗糖差不多大概为蔗糖的92%，它通常可以作为一种优秀的功能性甜味剂来应用，因为它一般不会有不良口味或者回味。经过调查和实验得出D-塔格糖无毒且不会导致癌症的发生，它可以广泛而安全地应用于食品加工中。D-塔格糖拥有诸多优点例如降血糖、低热量、抗龋齿等，这与蔗糖相比而言要优越很多。

利用生物法或者化学法对半乳糖进行异构一般就可以得到D-塔格糖，本课题的D-塔格糖是利用化学法催化而得。与化学法催化比较而言，生物法得到D-塔格糖的原理正好相反，其反应时间较长，主要缺点在于成本过高而产量较低。

本论文旨在研究D-塔格糖的化学催化法，且对整个反应过程工艺技巧的记录。依靠单因素实验设计以D-半乳糖为原材料进行D-塔格糖的制备，采用化学法进行合成所需条件如下：催化剂即CaC1₂添加的量为0.01-0.03 mol/L，反应时间在20-40 min，采用试验工艺优化方案，为了提高D-塔格糖的产率，在制备过程中添加CH₃COOH、H₃PO₄、CO₂进行反应中和。采用正交试验数据分析后，采用催化剂即浓度为0.02 mol/L的CaCl2进行反应催化，共耗时为30 min。根据最终反应结果统计分析来看， D-塔格糖最高产率可达45%，此时存在最大缺点即为金属氢氧化物电离出的OH^-与CH3COOH电离出的 H 中和反应过程中会有复合物生成。但是一般用不可溶且容易脱盐的磷酸代替醋酸来进行实验。

本实验筛选得到一株克鲁维氏酵母，采取生物纯化方法，高效率分离D-塔格糖和D-半乳糖。细菌实验中通过D-半乳糖作为碳源进行菌落培养，从中能够较易提取出D-塔格糖和D-半乳糖。

关键词：D-塔格糖；D-半乳糖；化学法

ABSTRACT

Tagatose is a rare type of naturally occurring monosaccharides. Tagatose is also in a form of galactose ketose and fructose epimer. D- tagatose is a fructose "epimers", the sweetness is as same as sucrose, and almost about 92% sucrose, it can usually be used as an excellent functional sweetener to use, because it is generally not a bad taste or aftertaste. D- tagatose has been tested and found not toxic and carcinogenic effects, it can be used safely in the food industry. Compared with sucrose, D-tagatose has many advantages. For example, it can keep slim, control caries, improve food digestion and so on.

D-tagatose is obtained by the isomerization of galactose, which through chemical or biological methods. Compared to the biocatalytic method, chemical method has advantages of a short reaction cycle, low cost and high yield.

We study the process of D-tagatose, which use the method of chemical. By single factor tests. Determine the conditions for D- tagatose, such as CaCl₂ (0.01-0.03 mol/L), reaction time (20-40 min), Acetic acid, CO₂, phosphate acid to composite D-tagatose was favorable. Optimization of reaction conditions through orthogonal design, Best state for D-tagatose composite was determined to be 0.02 mol/L CaCl_2, reaction time 30 min, acetum neutralization. The yield of D-tagatose was 45%. Since the soluble calcium acetate, desalination is not easy, it is generally use phosphoric acid instead of acetic acid.

It is significant to the separation of D-tagatose and D-glucose on D-tagatose industrialization.This experiment screened a crewe vickers yeast strains, using of biological purification methods, realizing high efficient separation of D-tagatose and D-galactose. The bacteria only in disaccharides mixture using D-galactose as carbon source, so as to realize the separation of D-tagatose and D-galactose.

Keywords: D-tagatose ,D-galactose, separation, biological methods.

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 4

1.1引言 4

1.2 D-塔格糖的理化性质 4

1.3 D-塔格糖的功能性质 4

1.3.1低热量 5

1.3.2调节肠道菌群 5

1.3.3防龋齿 5

1.3.4降低血糖 6

1.3.5促进血液健康 6

1.3.6抗衰老作用 6

1.4 D-塔格糖的化学合成 6

1.5 D-塔格糖的结晶 7

1.6 D-塔格糖的发展前景 8

1.7论文意义及内容 8

第二章 化学法生产D-塔格糖 9

2.1实验材料与仪器 9

2.2实验方法 9

2.2.1试剂的配制方法 9

2.2.2化学法合成D-塔格糖的方法 10

2.2.3半胱氨酸盐酸法测定D-塔格糖含量 11

2.2.4薄层层析检测 11

2.3结果与讨论 11

2.3.1比色法测定D-塔格糖含量 11

2.3.2化学法生产D-塔格糖的单因素实验 13

2.3.3正交优化实验 16

第三章 D-塔格糖的分离纯化 19

3.1前言 19

3.2材料与方法 19

3.2.1培养基及培养条件 19

3.2.2混合糖液配制 19

3.2.3菌体收集 19

3.2.4生物纯化 20

3.3实验结果与讨论 20

结论与展望 22

4.1结论 22

4.2展望 22

参考文献 24

致 谢 26

第一章 文献综述

1.1引言

自然界中存在的塔格糖（D-Tagatose）是一种天然性的稀有类单糖，其结构与果糖结构相似，以半乳糖酮糖形式存在。天然界中由于其源自于一种乔木分泌的树胶之中，且产量较少，故非常稀有；少量的D-塔格糖还存在于热可可、奶酪以及灭菌后的牛奶中。在人体消化道过程中主要通过小肠进行吸收，即D-塔格糖的吸收并不会导致糖分的升高即热量的产能，主要由于的其吸收量仅为20%，；另一方面， D-塔格糖还有许多特有的优点例如通过研究显示它可以在微生物的作用下促进肠道中某些益生菌的生长，它还可以预防龋齿的生成^[1]。D-塔格糖产生的热量比较小，几乎只为蔗糖的三分之一，但是它的甜味特性基本上和蔗糖相同，所以它又被称作低热量甜味剂。近几年来，生活水平的提高和肥胖、糖尿病等疾病的越来越普遍，D-塔格糖可作为功能性甜味剂（functional sweetener）应用于日常生活中，它可以初步用来代替蔗糖，所以人们对D-塔格糖的需求和呼声已经越来越高，市场开始高度关注这一种糖。

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