塔格糖的化学制备与结晶文献综述
2020-05-15 22:00:25
文 献 综 述
塔格糖( D- Tagatose)是天然存在的一种稀有单糖, 是半乳糖的酮糖形式,果糖的差向异构体。纯天然的D-塔格糖不易寻觅,仅发现于Sterculia setigera(一种乔木)分泌的树胶中;灭菌后的牛奶、热可可、奶酪和芝士等也含有微量的D-塔格糖。由于食用D-塔格糖后人体小肠仅能吸收其中的约20%,因此它基本不产生热量也不会引起血糖波动;另一方面,研究表明D-塔格糖可以预防龋齿生成,它还能够被肠道中的微生物利用从而促进某些益生菌的生长,这些优点几乎都是D-塔格糖特有【1】。其甜味特性与蔗糖相似,而产生的热量只为蔗糖的三分之一,所以被称之为低热量甜味剂。近年来,随着生活水平的提高以及肥胖、糖尿病等疾病的普遍化,将D-塔格糖作为功能性甜味剂(functional sweetener)使用以取代蔗糖的呼声日益高涨,这引起了市场对D-塔格糖的高度关注和商品需求。
1.1 D-塔格糖的理化性质
D-塔格糖(D-Tagatose)属于稀有糖的一种,是一种罕见的天然己酮糖,是D-半乳糖醛酮同分异构体,也是D-果糖在C-4位置上的差向异构体【2】,分子
式C6H12O6。其纯品为白色晶体,熔化温度133~137℃,熔点134℃,玻璃化温度15℃。易溶于水,水溶液清澈无色,微溶于乙醇,溶于水后容易引起沸点升高和冰点的降低,但并不吸热,因此不会产生清凉的口感。在pH3-7范围内均可稳定存在。其易发生美拉德反应,在较低温度下即可发生焦糖化反应。甜味类似于蔗糖,而热量值只有1.5kcal/g,相当于蔗糖热量值的30%;10%(w/w)浓度D-塔格糖甜度为蔗糖的92%,没有后味也不会产生任何不良风味,是FDA批准的5种低能量甜味剂中唯一一个口感、甜度和蔗糖最相似的甜味剂【3】。相对而言,D-塔格糖的甜味刺激较蔗糖快,和果糖相似。此外,D-塔格糖对强力甜味剂还有很好的协同增效作用,包括甜蜜素、阿斯巴甜、糖精、安赛蜜、纽甜和三氯蔗糖等【4】。
1.2 D-塔格糖的功能性质
1.2.1低热量
对D-塔格糖产生低能量的原因目前有两种解释:一是D-塔格糖抑制了其它碳水化合物的吸收,即通过抑制小肠粘膜上相关碳水化合物的运转酶,对小肠粘膜酶的动力学研究发现,D-塔格糖抑制了蔗糖转移酶;二是D-塔格糖是一种不易消化吸收的单品,许多动物实验发现,D-塔格糖消化吸收率只有20%-25%,D-塔格糖在小肠中只吸收一小部分,绝大多数进入大肠发酵。Saunders【5】等人利用小老鼠研究发现D-塔格糖所提供的热量远远低于蔗糖,而使用C14标记的D-塔格糖进行了代谢研究显示,它在体内和静脉内的代谢有效能量值为零。由此可以认为D-塔格糖是一种低能量甚至零能量甜味剂。
1.2.2调节肠道菌群
机体内所摄入的D-塔格糖有80%不能被小肠吸收,这部分不被吸收的D-塔格糖在结肠中被一些微生物菌群发酵利用,促进有益菌增值,抑制有害菌生长,明显改善肠道菌群,是一种很好的益生素。同时,D-塔格糖发酵还产生大量有益的短链脂肪酸。尤其是丁酸,它是结肠上皮细胞的良好能量来源,并被认为在抑制结肠癌、抑制肠道致病菌以及促进乳酸菌等有益菌的生长等方面都有很好的作用。有研究认为,D-塔格糖起到明显益生素作用的最低剂量为7.5g/天。另外有研究认为,D-塔特塘能起到抑制结肠癌、抑制肠道致病菌以及促进乳酸菌等有益菌生长的作用。【6】