Quelles sont les utilisations de l’édulcorant D Tagatose?

Tagatose (taga tose) est un hexoses naturel mais relativement rare, un diastéréoisomère de fructose, avec une masse moléculaire relative de 180∙16 et CAS 87-81-0. Il est aussi sucré à 92% que le saccharose, a un profil sucré similaire etne produit que 1/3 des calories du saccharose, c’est pourquoi on l’appelle un édulcorant hypocalorique. De plus, le tagatose a un bon effet synergique sur les édulcorants forts, dont le cyclamate, la saccharine, l’aspartame, l’acésulfame, la stévia, le néotame et le sucralose [1].

Le Tagatose est un bon édulcorant alimentaire à faible énergie et un agent de charge, et a une variété d’effets physiologiques, tels que l’inhibition de l’hyperglycémie, l’amélioration de la flore intestinale, et ne pas causer de caries dentaires. En 2001, la FDA américaine a approuvé le tagatose comme GRAS. À l’heure actuelle, il est largement utilisé comme substitut du saccharose dans des produits tels que les boissons saines, les yaourts, les jus de fruits, les produits de boulangerie, les bonbons et les préparations pharmaceutiques (comme le sirop et les comprimés à croquer) [2].

Des études de sécurité et de toxicologie approfondies ont montré que le tagatose est sûr et non toxique. Le 11 avril 2001, la FDA des États-Unis a approuvé l’utilisation du tagatose comme GRAS dans les aliments. Par la suite, l’Australie et la nouvelle-zélande ont également approuvé l’utilisation du tagatose dans l’alimentation. Cependant, une consommation excessive de tagatose peut encore causer un léger malaise gastro-intestinal, tel que des flatulences et de la diarrhée, qui peut être principalement due au corps.' S l’absorption du tagatose. En juin 2001, le comité mixte FAO/ oms d’experts des additifs alimentaires (JECFA) a approuvé le tagatose comme additif alimentaire avec une dja de 0,80 mg/kg· j [2]. Sur cette base, cet article discute en détail ses fonctions physiologiques, ses méthodes de production et ses applications dans la transformation des aliments.

1 fonctions physiologiques du tagatose

Ces dernières années, le tagatose est devenu un édulcorant qui a attiré l’attention internationale. En effet, le tagatose a les fonctions suivantes:

1.1 ne provoque pas de fluctuations de la glycémie

Le Tagatose est mal absorbé par le corps et ne provoque pas de changements significatifs dans le taux de glycémie, ce qui le rend approprié pour les diabétiques. Des études ont montré que le tagatose ne provoque pas de changements significatifs dans les niveaux de glycémie à jeun ou d’insuline chez les sujets sains et les patients diabétiques de type 2, et peut inhiber de manière significative l’augmentation de la glycémie causée par l’apport de glucose chez les patients diabétiques, mais n’a aucun effet significatif sur leur sensibilité à l’insuline.

Les patients diabétiques de Type 2 ont reçu différentes doses de tagatose, et 30 minutes plus tard, ils ont reçu 75 g de glucose. Il a été constaté que le tagatose avait un bon effet inhibiteur sur l’augmentation de la glycémie causée par le glucose, et il y avait une certaine relation dose-effet [3].

1.2 antioxydant [4] [traduction]

In vitro, des cellules du foie de souris mâles ont été exposées à la furazolidone (un médicament utilisé pour traiter les infections des voies urinaires). À une dose létale de 300 μM de furazolidone, des concentrations élevées de tagatose (20 mm) protégeaient complètement les cellules du foie contre les dommages. La même concentration de glucose, de mannose et de xylose n’a aucun effet protecteur. Tagatose peut prévenir les réactions de peroxydation des lipides catalysés par des ions de fer, éliminant ainsi les dommages aux cellules et au corps causés par les radicaux libres produits. Les Hexoses comme le glucose et le galactose n’ont pas cette propriété.

1.3 régulation de la flore intestinale

Seulement 20% du tagatose consommé par le corps est absorbé dans l’intestin grêle. La grande majorité du tagatose pénètre directement dans le côlon, où il est fermenté sélectivement par la microflore, favorisant la croissance de bactéries bénéfiques et inhibant la croissance de bactéries nuisibles. Cela a un effet significatif sur l’amélioration de la flore intestinale et est un bon prébiotique. En même temps, la fermentation du tagatose produit également une grande quantité d’acides gras bénéfiques à chaîne courte (agcs), en particulier l’acide butyrique, qui est une bonne source d’énergie pour les cellules épithéliales du côlon et est considéré comme ayant un bon effet sur l’inhibition du cancer du côlon, l’inhibition des bactéries pathogènes dans l’intestin (comme Escherichia coli, etc.) et favorisant la croissance de bactéries bénéfiques comme les lactobacilles.

Après 14 jours de consommation quotidienne de 3 10g de tagatose par 16 sujets, il a été constaté que le taux de fermentation des microorganismes fécaux dans le groupe d’essai était significativement plus élevé que dans le groupe témoin qui n’a pas pris de tagatose. Après 4 heures de fermentation, la quantité de SCFA produite par le groupe d’essai était 3 fois supérieure à celle du groupe témoin. Parmi ceux-ci, la teneur en acide butyrique des agcs produits par le groupe d’essai a atteint 35%, tandis que la teneur en acide butyrique des agcs produits par la fermentation intestinale dans le corps humain n’est généralement que de 15 à 20%. Ce n’est qu’après 48 heures de fermentation que la concentration en acide butyrique dans le groupe témoin a commencé à augmenter, s’approchant progressivement du niveau du groupe d’essai, ce qui indique que le temps d’adaptation de la flore fécale humaine à la fermentation tagatose est de 48 heures. De plus, la quantité d’acide lactique dans le groupe d’essai était également significativement plus élevée que dans le groupe témoin [5] [traduction]. Une étude de 1999 A conclu que la dose minimale de tagatose ayant un effet prébiotique important est de 7,5 g/ jour.

1.4 non cariogène, inhibe la plaque dentaire [6]

Des études ont révélé que l’utilisation d’un dentifrice contenant du D-tagatose peut prévenir et éliminer la plaque dentaire. Le 2 décembre 2002, la FDA des États-Unis a officiellement confirmé que le tagatose n’est pas décomposé par des bactéries buccales, ne cause pas de caries et a la capacité de prévenir les maladies dentaires telles que la gingivite.

2 préparation du tagatose

A l’heure actuelle, il n’y a pas eu de rapports sur lesProduction de tagatoseEn Chine. Les principales méthodes de production utilisées à l’étranger sont la catalyse chimique, la bioconversion et l’extraction naturelle.

2.1 catalyse chimique

La catalyse chimique du tagatose utilise le galactose comme matière première et comprend principalement deux étapes: l’isomérisation et la neutralisation acide [7].

Tout d’abord, un sel de métal alcalin soluble ou un sel alcalin de métal terreux est utilisé comme catalyseur pour isomériser le galactose avec un hydroxyde métallique pour former un intermédiaire complexe d’hydroxyde-tagatose métallique qui précipite. Ensuite, le complexe intermédiaire est neutralisé avec un acide pour obtenir le produit terminal tagatose. Le Galactose peut être obtenu en hydrolysant le lactose.

L’isomérisation du galactose est l’étape clé de la synthèse chimique du tagatose. Pour des raisons de coût, le réactif hydroxyde métallique est de préférence le Ca(OH)2 ou un mélange de Ca(OH)2 et de NaOH. Il est généralement ajouté sous forme de boue hydrosoluble obtenue par mélange de Ca(OH)2 avec de l’eau, ou comme produit d’hydratation après mélange avec de la chaux (CaO). Le catalyseur de sel de métal alcalin (ou sel de métal alcalin de terre) utilise habituellement le CaCl2, et la quantité utilisée est d’environ 1% à 5% du nombre molaire de galactose. La réaction d’isomérisation devrait être effectuée dans des conditions alcalines et de basse température, contrôlées dans la gamme de pH>10 et -15 40°C.

Le but de la neutralisation acide est de former des sels métalliques insolubles et de libérer du tagatose à partir du complexe intermédiaire. Les ions restants sont éliminés par des résines échangeuses d’ions. H2 SO4, H3PO4 ou HC l peuvent être utilisés pour la neutralisation des acides, le CO2 étant le meilleur. La progression de la réaction de neutralisation acide est contrôlée en fonction du pH du système réactionnel. Lorsque pH<7, la réaction de neutralisation est complète.

2.2 méthode de Bioconversion

Une méthode de biotransformation est l’oxydation biologique du galactitol en tagatose par des bactéries d’acide acétique [8]; Une autre est la conversion du galactose en tagatose par la L-arabinose isomérase [9 10]. Ce dernier peut être modifié génétiquement pour améliorer la résistance à la chaleur et la spécificité du substrat de la L-arabinose isomérase. A l’heure actuelle, la bioconversion du tagatose est encore au stade de la recherche en laboratoire. Dans la recherche nationale, l’école des sciences et de la technologie alimentaires de l’université de Jiangnan a pris la tête de la bioconversion du tagatose et a fait de grands progrès. Les souches de Lactobacillus ayant un rendement élevé de l’enzyme requise ont été analysées et le processus de production d’enzymes par fermentation de bactéries lactiques a été optimisé. Grâce à la recherche sur le mécanisme de bioconversion du tagatose, un procédé utilisant des cellules de bactéries lactiques pour la bioconversion du tagatose a été proposé, et un taux de conversion du galactose de 39% a été atteint. Le Tagatose est actuellement produit en utilisant la technologie des cellules immobilisées pour améliorer le taux de conversion du galactose et obtenir un procédé adapté à la production industrielle.

2.3 extraction naturelle

Le tagatose naturel se trouve dans la nature en faibles concentrations dans le yogourt, le lait en poudre et le fromage. Il s’agit généralement d’un produit de fermentation microbienne du lactose dans les produits laitiers. La gomme d’une plante tropicale contient un polymère de tagatose. Après hydrolyse, tout l’hydrolysat contient du tagatose, qui peut être séparé et purifié pour obtenir le produit. Cependant, en raison de sa très faible teneur, il est difficile de répondre aux exigences de la production industrielle par extraction et séparation naturelles.

Les méthodes de production ci-dessus, y compris la méthode de bioconversion, présentent certains avantages concurrentiels en termes de processus, de coût et de rendement, et deviendront une méthode prometteuse à l’avenir. Actuellement, la clé est d’obtenir une souche microbienne avec un rendement élevé et une forte vitalité, afin d’augmenter la production de tagatose et de réduire de manière appropriée les coûts de production.

3 Applications de tagatose

Le Tagatose est un édulcorant aux propriétés similaires au saccharose et peut être utilisé dans l’industrie alimentaire comme substitut complet du saccharose. En 2001, la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a officiellement approuvé le tagatose comme édulcorant pour une utilisation dans l’industrie alimentaire et des boissons et dans la médecine. En 2003, le tagatose était déjà utilisé aux États-Unis comme substitut du saccharose dans les boissons santé et dans des produits comme le yogourt et le jus de fruits.

3.1 produits de boulangerie

Dans de nombreux produits de boulangerie, le tagatose est utilisé comme exhausteur de saveur. Comme le tagatose a une forte réaction de Maillard, la quantité ajoutée doit être strictement contrôlée, sinon il aura un goût amer. L’ajout de petites quantités de tagatose au pain peut augmenter la teneur en humidité, améliorer la saveur et améliorer la couleur du pain et des biscuits. L’ajout de 2% de tagatose aux muffins produit une texture douce et une saveur de toffee riche. L’ajout de 0,5% à 1% de tagatose dans le pain grillé réduit le temps de cuisson et produit une couleur uniforme. Le Tagatose est un enrobage de sucre idéal pour les aliments à faible teneur en énergie, tels que les garnitures de pain et de gâteau.

3.2 chewing-gum

De petites quantités de tagatose dans le chewing-gum peuvent prolonger la douceur et lui donner une saveur spéciale. Il peut être ajouté à la gomme ou utilisé comme enrobage de sucre. L’ajout de plus de 15% peut donner des saveurs comme l’huile mince et des fruits, ainsi que d’améliorer la saveur de l’huile de menthe poivrée et de favoriser l’acidité dans certaines saveurs de fruits, mais il n’augmente pas l’adhérence de la gomme.

Tagatose peut être utilisé en combinaison avec d’autres polyols (xylitol) pour compenser l’inconvénient des polyols, qui est que leur utilisation élevée peut conduire à la diarrhée.

3.3 boissons

Les boissons à faible consommation d’énergie manquent souvent de corps et de saveur par rapport aux boissons à haute douceur. L’ajout de 1% de tagatose aux boissons à faible consommation d’énergie peut produire une meilleure sensation en bouche, masquer les saveurs indésirables, réduire l’amertume et harmoniser la douceur.

Le conseil des ministresAjout de tagatose aux boissons à base de laitComme le yaourt au chocolat et le yaourt aux fruits peuvent améliorer les mauvaises saveurs causées par l’utilisation d’édulcorants de haute intensité, donnant un bon goût sucré avec une douceur durable et une amertume réduite.

3.4 Application dans les produits carnés

Conserves de viande, jambon, etc. Les produits carnés contiennent des niveaux relativement élevés de glucides (2 à 7%), ce qui peut entraîner une contamination microbienne et entraîner des pertes économiques. Dans l’industrie de la viande, les exigences relatives aux conservateurs et aux biocides sont très strictes, de sorte que l’ajout d’hydrates de carbone qui ne peuvent être utilisés par les microorganismes aux produits carnés peut être envisagé. Le Tagatose ne peut pas être utilisé par les bactéries lactiques, qui peuvent provoquer la putréfaction, et certaines bactéries pathogènes telles que Escherichia coli, Salmonella, Staphylococcus aureus, etc. Ajouté aux produits carnés, il peut non seulement jouer le rôle fonctionnel des glucides, mais aussi prévenir la contamination microbienne.

3.5 aliments diététiques

Le Tagatose peut être utilisé comme matière première pour les produits alimentaires de santé car il a un effet prébiotique, peut améliorer efficacement la flore intestinale et prévenir le cancer du côlon.

3.6 autres applications

En médecine, le tagatose est utilisé dans les sirops contre la toux, comme excipient et agent moussant dans les produits pharmaceutiques, comme adhésif pour dentifrices, comme hydratant dans le dentifrice et le rince-bouche, comme rince-bouche et désinfectant buccal, et comme hydratant et stabilisant dans les cosmétiques. Le Tagatose est également utilisé pour traiter le diabète et l’anémie ferrifère ainsi que le scorbut.

4 le Tagatose entre dans des applications commerciales [11]

En août 2003, PepsiCo a officiellement utilisé le tagatose dans sa boisson Sprite comme exhausteur de saveur, ce qui a été la première fois que le tagatose est entré dans le domaine commercial. La société croit que l’ajout de tagatose aux boissons gazeuses qui utilisent actuellement des édulcorants de haute intensité améliore la saveur et la texture du produit. Nouvelle zélande' S Mia-da Sports Nutrition Food Company a appliqué le tagatose au développement de produits de chocolat. Les premiers produits développés incluent des barres de chocolat de différentes saveurs, telles que le lait, le chocolat, le chocolat noir et le chocolat blanc. Les autres produits incluent des fruits secs recouverts de chocolat, des barres de fruits secs, des œufs de pâques et d’autres produits chocolatés innovants. Selon les prévisions de BCC, le nouveau marché du tagatose connaîtra une croissance régulière de 20 à 25% au cours des cinq prochaines années.

À l’heure actuelle, bien que le mécanisme d’action du D-tagatose en tant que nouveau type de monosaccharide dans le corps humain doise être davantage exploré, ses excellentes propriétés fonctionnelles physiques et chimiques sont indéniables. Il est prévu qu’au cours des prochaines années, le D-tagatose deviendra un édulcorant naturel le plus vendu sur le marché international et sera largement utilisé dans l’alimentation, la médecine, les cosmétiques et d’autres domaines, avec des perspectives de marché très larges.

Référence:

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[3]D onner TW,W ilber J F, O S trowski D.  D iabetes, O besity et M E tabolism 1, 1999: 285-291

[4] Xie Ling. Progrès de la recherche sur le nouvel édulcorant fonctionnel D-tagatose. China Food News (Healthy Ingredients Weekly), 2005, 11, 13

[5] B ertelsen H, Jesen B B, B uemann B.  Vue d’ensemble de la N u tri- tion et des statistiques 85: 98-109

[6]M anzoni M, R ollini M, B ergom i S  B iotransformation du d - ga- lactitol en taga tose par des bactéries d’acide acétique.    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 pour la fabrication de taga tose [P].   Tente US Pa, 5002612. 1991, 03, 26

[8]M anzoni M, R ollini M, B ergom i S.  B iotransformation du d - ga- lactitol en taga tose par les bactéries de l’acide acétique [J].   P rocess B io -  Chimie, 2001, 36: 971-977

[9]K im P, Y oon S H, Seo M J, E t a l.   Amélioration du taux de conversion du tose par l’évolution génétique du galactose thermostable.   B iotechnol Appl B iochem, 2001, 34: 99-102

[10]R oh HJ, K im P, Park Y C E t a l. Conversion de D - galac- tose en D - taga tose par exp ression de L - arabinose isom erase [J].  B iotechnol Appl B iochem, 2000, 31: 1-4

[11] Tu Xiaolin, Wen Bing. Un nouvel édulcorant hypocalorique de lactosérum: tagatose. China Food News (édition B02), 2004, 08, 03