功能性甜味剂汇总

功能性甜味剂“塔格糖”的生产及应用塔格糖〔tagatose〕〔1〕是果糖在C一4手性碳原子上的对映异构体，分子质量180.16u，CAS87—81—0。它是一种很好的低能量食品甜味剂和填充剂，并具有抑制高血糖、改善肠道菌群、不致龋齿等多种生理成效。 2023年，美国FDA批准塔格糖为GRAS〔和ffil〔和1、塔格糖的性质与功能纯洁的塔格糖为白色无水晶体物质，无臭，熔点 134C，玻璃化温度15C。其水溶性很好，溶于水后还会引起沸点上升和冰点降低，塔格糖的吸湿性较低，酸性条件下的稳定性很好，在

但并不吸热，因此不会产生凉快的口感。pH37范围内均可稳定存在。它很容易发生美拉德褐变，在较低的温度下即可发生焦糖化反响 ［1］。塔格糖的甜度为蔗糖的92%，是一种很好的填充型甜味剂。其甜味特性与蔗糖相似，无任何不良异味或后味。相对而言，塔格糖的甜味刺激较蔗糖快，与果糖类似。此外，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、糖精、阿斯巴甜、安赛蜜、甜菊糖、纽甜和三氯蔗糖等［2］。机体所摄取的塔格糖，并不能被小肠所完全吸取。被小肠吸取的塔格糖，通过肝脏,经糖酵解途径代谢。未被吸取的塔格糖则直接进入大肠后， 几乎被其中的微生物菌群完全发酵。其发酵所产生的短链脂肪酸，几乎完全被机体重吸取代谢。在诸多相关争论的根底上，美国FDA确认，塔格糖可在养分标签上标示其能量值为 6280.2J/g［1］。塔格糖广泛存在于自然界中，很多食品〔如灭菌牛乳、超高温灭菌乳、乳粉、热可可、各种干酪、某些品种的酸乳、婴儿配方食品糖［3］。

〕以及某些植物、药物中都存在有肯定量的塔格塔格糖在机体内的吸取率较低，不会引起机体血糖水平的明显变化，很适合糖尿病H型糖尿病患者空腹血糖和胰岛素水平的明显变化，并可明显抑制糖尿病患者因摄入葡萄糖所引起的血糖上升敏感性并无明显作用。另据专利报道，塔格糖可缓解改善糖尿病的病症，

［4］，但对其胰岛素抑制各种并发症的发生⑸。塔格糖抑制血糖上升的机制可能在于，塔格糖除吸取率较低外，同时还抑制了小肠对葡萄糖的吸取。机体摄入的塔格糖，仅有 20%被小肠吸取。而绝大局部塔格糖直接进入结肠，被其中微生物菌群所选择性发酵，促进有益菌增殖，抑制有害菌的生长，起到明显的改善肠道菌群的作用，是一种很好的益生素(prebiotic)［6］ 。同时，塔格糖发酵还产生大量有益的短链脂肪酸(shortchainfatacid ,SCFA)o尤其是丁酸，它是结肠上皮细胞的良好能量来源，并被为在抑制结肠癌、抑制肠道致病菌(如大肠杆菌等)以及促进乳酸菌等有益菌的生长等方面都有良好作用。有争论认为，塔格糖起到明显益生素作用的最低剂量为争论显示，塔格糖并不会降低牙斑的

7.5g/dopH值，而不会引起龋齿［1］。它在抑制齿蚀斑、消退EI臭方面有良好成效，因此在EI腔产品方面用途广泛， 可用于抑制龋齿、齿龈炎等牙齿疾病，消退EI臭以及洁齿等。2023122日美国FDA发表声明，基于诸多科学争论成果，可以确认塔格糖不被口腔细菌发酵，不会导致龋齿。H型糖尿病患者，塔格糖可适当而持续地降低其体重［1］。另据专利报道，塔格糖对促进血液安康格外有利 ［7］，有助于提高雌鼠怀孕的几率并促进母体及胚胎安康［8］。此外，塔格糖还可增加细胞对毒素的敏感性，并可显著抑制可卡因(cocaine)、呋喃妥英(nitrofurantoin)

等对肝细胞的毒害作用［9］。大量安全毒理学试验显示，塔格糖安全无毒。 2023年4月11日，美国FDA批准塔格糖作为GRAS用于食品。后来，澳大利亚和西兰也批准了塔格糖在食品中的应用。但过量食用塔格糖仍可能导致稍微的肠胃不适， 如肠胃气胀、腹泻等，其缘由可能主要在于机体对塔格糖的吸取障碍20236月，FAQ/wHO食品添加剂专家委员会(jointFAO/WHOe—pertcommitteeonfoodadditives,JECFA)批准塔格糖作为食品添加剂，ADI0〜80mg/kgd［1］。2、塔格糖的生产技术塔格糖的生产，一般以半乳糖为原料，通过化学方法或酶法进展异构化反响而成。其中，半乳糖原料可由乳糖水解得到。也有争论使用半乳糖醇为原料， 经生物氧化为塔格糖。但半乳糖醇价格较高，目前暂不适宜用作工业化生产原料。2.1塔格糖的化学合成工艺塔格糖的化学合成是以半乳糖为原料，主要包括异构化和酸中和 2个步骤［10］。首先，以可溶性碱金属盐或碱土金属盐为催化剂，将半乳糖与金属氢氧化物发生异构化反响，生成金属氢氧化物一塔格糖复合物中间体沉淀。

然后，以酸中和复合物中间体，得到塔格糖半乳糖的异构化是塔格糖化学合成反响的关键。基于本钱的考虑，金属氢氧化物反应物最好承受Ca(OH)2,或Ca(OH)2与NaOHCa(OH)2混合水而成的水溶浆，或者参加石灰(CaO)混合水发生水合作用后的产物。碱金属盐(或碱土金属盐)催化剂通常承受CaCI2，用量约为半乳糖摩尔数的1%〜5%。异构化反响应在碱性、低温条件下进展，掌握在pH>1015〜40*(2范围内。酸中和的目的是生成不溶性金属盐，而将塔格糖从复合物中间体中释放出来。剩余的离子则通过离子交换树脂除去。中和酸可使用依据反响体系的pH值来掌握酸中和反响的进程，

HS04HPO4或HCI等，以C02为最正确。当pH<7时，中和反响完毕。在加酸过程中，反响体系温度应掌握在 25*(2以下.以yol3”1No1(Total205)最终，将塔格糖从反响液中结晶过滤出来。

避开不利副反响的发生。230L不锈钢反响釜中参加10,0kg40L5013。参加乳糖酶，水解6h直至水解根本完成，得到含10%乳糖的乳糖水解液。将乳糖水解液降温至

45%葡萄糖、45%半乳糖和25C154gCaCI2、Ca(OH)2水溶浆(2.0kgCa(oH)2加2.5L水)。然后，参加适量质量分数 10%NaOH溶液，调整pH12.5。3h25L水，制成悬浮液。然后，通入适量

CO2中和，至最终pH6.5。在中和过程O沉淀。反响液经离心分别、去离子、结晶等步骤，即可提纯出塔格糖。HPLC分析显示，塔格糖产率可到达 47.6%。2.2塔格糖的酶法合成争论显示，L,阿拉伯糖异构酶(AraA,EC5.3.1.4)对三维构型相像的L一阿拉伯糖和D一半乳糖的异构化都具有催化活性，可将其分别异构化L一核酮糖和D一塔格糖［11、12］。发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)、Lactobacilluspentosus、Lactobacillusmannitopous、LactobacillusbuchneriLactobacillusbrevisLactobacilluspentoaceticus、Lactobacilluslycopersici等乳杆菌属，产气杆菌(Aerobacteraerogenes) ，医学环状杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)

，枯草杆菌(Bacillussubtilis)

，产朊假丝酵母(Candidatilis),丙酮丁酸梭状芽孢杆菌(Cl0stridiacetobutylicum),大肠杆菌(Escherichincoli)Erwiniacativosa，分枝杆菌(Mycobacterium)，鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphimurium)(PediococcusPediococcuspentosaceous)、节杆菌(Arthrobacter)AraA。以L.阿拉伯糖为碳源，经pH55〜70、30〜40C发酵，即可得到诱导酶L一阿拉伯糖异构酶。依据AraA来源的不同，其异构化作用的最正确条件也不尽一样。通常承受

20〜80~CpH4.0〜9050〜70*(2、pH5.5〜7.0条件下进展异构化。也有某些突变菌系产生的L一阿拉伯糖异构酶，可在高达 100C温度下进展异构化作用。有争论将源自超嗜热菌(Thermotoganeapolitnn)的AraA编码基因，在大肠杆菌中复制、重组、表达，得到热稳定性格外好的重组体AraA［13］。D一半乳糖的浓度，明显影响着异构化反响的速率和转化率。原料 D—半乳糖的浓度较高时，其转化为塔格糖的酶反响过程的米氏常数 Km通常较高，因此塔格糖的产率也较高。假设原料D一半乳糖的浓度较低，那么塔格糖的产率则依靠于生产酶的菌种。ffi2ia乳糖瀋透物为原料齣肚制篩嗒梢畅的匚艺甌弄图2示出以乳糖渗透物(Lactosepermeate，干酪乳清或牛乳经超滤处理后得到，含有2%〜6%乳糖、0.2%〜0. 4%蛋白质、0. 2%〜0. 6%盐以及微量脂肪)为原料制备塔格糖的工艺流程_1。乳糖渗透物经超滤(1)去除蛋白质，经暂贮槽(2),通过反渗透(3)脱盐并浓缩。浓缩液经微滤(4)分别去除高分子量物质(细菌，也就是不溶性蛋白)，由固定化乳糖酶水解(5)为葡萄糖和半乳糖混合物(1:1)。乳糖水解物经半连续式发酵(6)，葡萄糖被酵母或细菌发酵生成乙醇，经真空泵 (15)、蒸馏(16)回收。或者也可先离心(7)得到无细胞液体，再蒸馏(16)回收乙醇，微生物细胞则返回发酵罐 (6)。蒸馏回收的乙醇泵入储罐(7)，为副产品。未被发酵的半乳糖，经异构化 (8)，得到半乳糖与塔格糖混合物。然后，经阳离子交换柱 (9)，去离子水选择性洗脱(10)，而分别得到塔格糖粗液。未被异构化的半乳糖，返回异构化柱 (8)再次进展异构化作用。塔格糖粗液经蒸发浓缩 (11)后，结晶(12),过滤，枯燥，即为成品。结晶过程中，弓I入适量乙醇及塔格糖晶种，以利于结晶。乙醇经过滤回收后，返

(12)，可循环使用。3由半乳糖醇生物转化为塔格糖争论显示，醋酸菌(AcPticacidbactPr)可将半乳糖醇生物转化为塔格糖 [15]。研究显示，醋酸杆菌(Acetobactersp.)产塔格糖的产率较低，仅有

3〜35mg/L;而葡萄糖酸菌(Gluconobactersp

.)氧化半乳糖醇为塔格糖的产率很高，到达

100〜160mg/L。其中，GluconobacterMIM1000/9的塔格糖产率最高，24h5g/L半乳糖醇为tagatgose158mg/L。而且，未觉察有半乳糖和果糖副产物。为提高塔格糖产率，在培育基中渐渐增加半乳糖醇的添加量， 以诱导G.oxydansDSM2343菌株渐渐适应较高浓度的半乳糖醇。结果显示，其半乳糖醇脱氢酶活力和塔格糖产率24h后塔格糖产量最高到达6.6X10。L/h。3、塔格糖的应用

g/L半乳糖醇，24h〕，转化表1为美国规定的塔格糖在食品中的使用范围及限量 ［1］。fir詁

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30%t/ws2%1塔格糖的风味增加作用塔格糖对强力甜味剂具有很好的甜味协同增效作用 ［1］。只要添加很少数量的塔格糖，就可起到明显的甜味增加作用。 当塔格糖与强力甜味剂协同使用时， 它可替代相当数量

0.1〜50g/kg的塔格糖即可起到很好的甜味协同增效作用，尤其是在0.5〜20g/kg用量时。通过塔格糖和强力甜味剂的协作使用，可大大提咼其甜度，并明显改善其口感、风味和后味。塔格糖对多种强力甜味剂具有良好的协同增效作用， 包括甜蜜素、糖精、阿斯巴甜、安赛蜜、甘草甜素、甜菊糖、罗汉果苷、索马甜、阿力甜、纽甜和三氯蔗糖等。依据强力甜味剂的品种、终产品甜度及感官要求〔口感、后味和风味〕1:1〜10001，更好是在4:1〜200:1之间［2］。感官分析显示，在柠檬十饮料和可乐饮料体系中， 少量塔格糖的添加，即可明显改善产品的口感，降低因强力甜味剂 〔如安赛蜜、糖精等〕带来的苦后味、金属后味和涩味等，并使产品的甜味刺激来得更快， 口感风味更为颖清爽。并且，它可增加饮料体系可溶性固形物的含量，使饮料口感更为完满， 而这正是强力甜味剂所缺乏的。因此， 总体上塔格糖使低能量清淡饮料的口感风味，更接近于以蔗糖增甜的全能量传统饮料。对于以强力甜味剂增甜的低脂乳饮料 〔包括巧克力、酸乳和水果等各种风味 〕，塔格糖的添加，可明显改善其口感，降低因强力甜味剂所引起的苦后味， 获得最正确的甜味和甜后味。特别对于巧克力乳饮料，塔格糖可显著增加其浓郁醇厚的乳脂风味。此外，塔格糖还是糖果巧克力产品的良好风味增加剂。 感官评价说明，在以强力甜味剂增甜的巧克力中， 添加塔格糖，可明显增加其甜味和甜后味，而降低苦味；同时其口感也得以明显改善， 乳脂风味显著增加［1］。3.2塔格糖在食品中的应用将塔格糖应用于谷物食品中时，必需充分留意到塔格糖几个重要的物理特性，包括高熔点、低玻璃化温度、晶体不吸湿、高溶解性、易结晶性及 pH稳定性等。尤其应留意的是塔格糖良好的美拉德反响特性，较低的温度有利于增加风味，但高温长时间处理则会导致过深的色泽和苦后味。在即食谷物的生产过程中，蒸煮工序是一个关键步骤，可承受传统的间歇式蒸汽蒸煮工艺或挤压工艺［1］。依据所承受蒸煮工艺的不同，产品的淀粉糊化程度、风味、组织构造和养分特性等都有所不同。传统的蒸汽蒸煮工艺，通常在高〔130C〕，且处理时间较短时，塔格糖即可作为唯一的甜味料用于低能量即食谷物中。还可将塔格糖喷涂于谷物外表，以增加产品的甜度，制成各种风味的挂糖霜或糖衣的谷物食品。由于塔格糖低粘度、易结晶快、 不易吸湿等特性，制得糖霜涂层的货架期也较长。将塔格糖溶于水形成83。白利糖度水溶液，加热至97C70~〔2，喷涂于谷物外表。最终究80C15min，塔格糖结晶形成一层白色均匀的糖晶体霜涂层。也可将塔格糖制成非结晶形式的涂层，形成富有光泽的糖衣外表，并可将其他附加配料〔如坚果等〕粘附于谷物外表。但塔格糖必需与非结晶性的甜味料协作使用， 如低聚果糖、葡聚糖、乳糖醇、麦芽糖醇、异麦芽酮糖等，以形成稳定的糖衣外表。塔格糖的使用，可赋予糖衣涂层更好的甜味特性，增加其脆性，并防止结块。塔格糖在糖果巧克力中也有很好的应用。 它可作为唯一甜味料应用于无糖巧克力中，而工艺无须太大转变。将一局部可可脂与除油脂以外的其他原料混合均匀后， 经精磨和精炼，再参加卵磷脂和香料，最终调温、浇模成型、冷却，即为成品。塔格糖也可与异麦芽酮糖等其他甜味料协作使用，用于太妃糖等各式糖果中，制得高品质的低能量无糖糖果。DAMHERT 塔格糖果仁巧克力« 品牌：DAMHERT« 产品类别：巧克力品种：果仁巧克力用途：非喜糖专用« 含糖种类：无糖« 售卖方式：包装« 包装系列：简装系列是否进口：是4 有无中文标签：有原产地：比利时* 商品条形码：5412158001542原料与配料：塔格糖、可可油、全脂奶粉、可可块、榛子、膳食纤维、菊粉、奶油、* 保质期：390〔天〕« 等级：A* 净含量〔规格〕：50〔g〕配料：乳化剂、大豆卵磷脂、自然调味、香草枝、可可固体、贮存方法：存放在阴凉枯燥处。* 包装规格：1*288包/箱甜味剂是指赐予食品或饲料以甜味的食品添加剂。 依据来源，可以分为自然甜味剂和人工合成甜味剂。 自然甜味的自然甜味剂〔如甜菊糖等〕，人工甜味剂包含人工合成高倍甜味剂和果葡糖浆等。 功能性甜味剂包含自然甜味倍甜味剂，一般就是我们所指的甜味剂市场。 图1：甜味剂分为自然甜味剂和人工甜味剂天拔掛味剂〔冊天拔掛味剂〔冊一是糖价虽然存在波动，但整体保持稳定甚至有所增长，而甜味剂的价格却始终在下降，价甜比的优势愈发图2:糖价处于稳定波动或向上的趋势当中 〔元/吨〕^5ZQ/cycu40丄5o^5ZQ/cycu40丄5oEXJ诂o占丄O-丄070©59CD0S.8L-ZorL0-E占占丄估算目前全球甜味剂市场消耗量在 25万吨。由于并没有公开的权威数据可以估算全球甜味剂市场的空间，通场的容量信息。我们了解到，全球安赛蜜的消费量约为人工合成高倍甜味剂为24.6万吨，加上少量的自然甜味剂〔

1.6万吨，占全球人工合成高倍甜味剂消费量的比例为5000吨左右〕，全球甜味剂消费量约在 25万吨。全球甜味剂市场约为70亿。泰莱公司在全球三氯蔗糖行业的市场份额近 60%，2023年泰莱公司甜味剂收入

20亿。泰莱公司年报披露，三氯蔗糖行业在球高倍甜味剂市场的28%，估算全球甜味剂市场在

认为，将来全球甜味剂将保持

%的年均尽管甜味剂市场将稳步增长，但行业格局却并不稳定；现存主流甜味剂并非十全十美，局部甜味剂将面临被另一局部甜味剂将顺势而起。世界甜味剂的大家庭中，以三氯蔗糖、糖精和阿斯巴甜市场规模最为浩大，其他甜味剂如安赛蜜往往用作与使用。4:全球高倍甜味剂市场以三氯蔗糖、糖精和阿斯巴甜为主■2023■2023图5:高倍甜味剂占有美国甜味剂用量的 20%3?%“HFCS ■髙Os?St利 耳斥椎6:美国三种主要甜味剂比例关系42%安赛蜜是人工合成的甜味剂，又名AK糖，安全性、稳定性、经济性、易用性俱佳，是糖精和甜蜜素的抱负替代赛蜜稳定性好0100100159820309E9850959910095980100100T69710030309597409298509196回收睾(%)回收睾(%)PH3.0PH3.5使用，也可以与糖醇等复配，可谓甜味剂中的I—合时会发生明显的增效作用，一般浓度下可增加甜度2:安赛蜜可良好的溶解在糖浆中I—

万金油”。例如，安赛蜜和阿斯巴甜(1:1)、安赛蜜和20%-40%。此外，安赛蜜还可以良好的溶解在糖浆中。干物质(%<W/W)滚制度(&K0)磁水代舍物IS62.5>100蘆胳,转化糖(1:1)625>140转化撼62.5>160果庭50-15070^75目前全球安赛蜜需求量约为16000吨，约为甜味剂需求总量的6%-7%。随着阿斯巴甜、糖精等渐渐没落，高于甜味剂整体的增速增长，从而能够提升自身在甜味剂中的占比。纽甜(Neotame)，一种型的二肽类强力甜味剂万美元而开发出的一种最产品，由阿斯巴甜和1:纽甜的化学构造

，系阿斯巴甜(APM)的衍生物。纽甜是美国纽特公司继阿斯巴甜3,3-二甲基丁醛(DMBA)制得。OC-H2NHCOOHINHNTM2:用阿斯巴甜和DMBA可一步合成纽甜图ARM,NaBHgCN.肝从3ARM,NaBHgCN.肝从CHCH=CH22MHOHC—C—CHJCHJCHO3CHj如前所述，纽甜具有很多优良的特性：安全性高、稳定性强，与阿斯巴甜一样，甜味纯粹。之所以并未像阿开，是由于尚在专利保护期内，纽甜价格较高，不够经济；此外，纽甜单位用量甜度过高，易用性不强。但纽甜将