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【背景及概述】[1]
D-塔格糖屬于稀有糖的一種， 是近幾年發現的具有低熱量、降血糖、調節腸道菌群、 抗齲齒等功能的新型功能性甜味劑。2001年被美國食品與藥物管理局確定為普遍公認安全食品，2014年被我國國家衛生計生委批準為食品原料。D-塔格糖的甜味與蔗糖相似， 甜度為蔗糖的92%， 基本無不良異味和后味， 產生的熱量僅為蔗糖的1/3，能量值為1.5kcal/g。而且，D-塔格糖易發生美拉德反應， 在較低溫度下即可發生焦糖化反應，因此其在乳制品、飲料、谷物制品、 糖果、果脯等食品領域具有廣泛的應用前景。D-塔格糖是一種罕見的天然己酮糖， 它是D-半乳糖的同分異構體，D-果糖C-4位置上的差向異構體，其化學結構見圖1。
【合成】[1]
純天然的 D-塔格糖不易尋覓，僅發現于喬木分泌的樹膠中。目前，D-塔格糖的生產主要采取化學合成法和生物合成法。
1.化學合成法
化學合成法是以可溶性堿金屬或堿土金屬鹽為催化劑， 在堿性條件下催化 D-半乳糖與金屬氫氧化物發生異構化反應，生成金屬氫氧化物、D-塔格糖復合物沉淀，然后加酸進行中和分離沉淀， 得到D-塔格糖終產物。據報道，美國Spherix公司、丹麥Arlafood公司和比利時Nutrilad公司已經將化學合成應用于工業化生產。與國外相比，我國D-塔格糖化學合成法仍處于工業化過程的研究中， 科研人員致力于工藝條件的改進，以提高D-塔格糖的產率和純度。目前， 化學合成法雖然可以實現工業化生產，但存在一定的缺點，如副產物多、環境污染較嚴重等，因此化學合成法若想進一步發展，必須在工藝上做出進一步的改進。
2.生物合成法
生物合成法是利用生物酶或含酶細胞作催化劑，催化底物合成 D-塔格糖。與化學合成法相比，其具有條件溫和、產率較高、副產物較少等優點。目前可以通過脫氫酶催化氧化半乳糖醇得到D-塔格糖，或者通過L-阿拉伯糖異構酶催化 D-乳糖異構化生成D-塔格糖。
2.1以半乳糖醇為原料生產D-塔格糖
以半乳糖醇為原料生產D-塔格糖是研究最早的一種生物合成方法。1984年， Izumori K等人首次利用解皂菌狀桿菌和球形節桿菌株將半乳糖醇氧化成塔格糖。Muniruzzaman S等人發現從土壤中分離得到的菌株成團腸桿菌能夠將半乳 糖醇氧化成D-塔格糖。實驗結果表明：當半乳糖醇的濃度為2%時，轉化率為92%， 當半乳糖醇的濃度為5%時， 轉化率下降到86%。此外研究還發現將含酶細胞固定化后仍可保持較高的催化活性。Jagtap S S等人發現源于豌豆根瘤菌的半乳糖醇脫氫酶也可利用半乳糖醇作為底物生成D-塔格糖。研究發現：這種半乳糖醇脫氫酶與其它報道的半乳糖醇脫氫酶相比，具有更高的特異活性。但由于半乳糖醇價格比較昂貴，這種方法不適宜工業化生產，商用應用價值不大。
2.2以D-半乳糖為原料生產D-塔格糖
相比較于成本較高的半乳糖醇氧化法生產D-塔格糖，1993年由Cheetham P S等人首次報道的利用L-阿拉伯糖異構酶催化D-半乳糖異構轉化生成D-塔格糖的方法，更具工業化前景。Lim B C等人將芽孢桿菌型L-阿拉伯糖異構酶用于催化 D-半乳糖異構化D-塔格糖的反應。研究結果表明：在pH為8.5~9.060℃，0.4mmol/L硼酸條件下，最高產率達11.5g/Lh， 是沒有硼酸存在的情況的1.5倍。
【應用】[1]
D-塔格糖作為功能性甜味劑在食品工業中具有廣泛的應用前景，主要用于健康飲料、乳制品、糖果、谷物食品等。
1、在健康飲料中的應用
在飲料工業中主要是利用 D-塔格糖對甜蜜素、 阿斯巴甜、 安賽蜜、 甜菊 糖等強力甜味劑的協同增效作用，以此消除強力甜味劑所產生的金屬味、后苦味和澀味等不良后味，改善飲料的口感。2003年美國百事可樂公司開始在碳酸飲 料中添加含有D-塔格糖的組合甜味劑，以獲得基本類似全熱量飲料味道的零熱量和低熱量健康飲料。2009年愛爾蘭濃縮加工公司通過添加D-塔格糖獲得低卡路里的茶、咖啡、果汁等飲料。2012年韓國第一制糖株式會社也通過添加D-塔格糖得到了低熱量咖啡飲料。
2、 在乳制品中的應用
作為低熱量的甜味劑，D-塔格糖添加少許就能明顯改善乳制品的口感，因此在已滅菌粉狀牛乳、干酪、酸乳酪等乳制品中均含有D-塔格糖。隨著D-塔格糖性能研究的深入，目前D-塔格糖的應用擴展到更多的乳制品中。如巧克力乳制品中添加D-塔格糖后可以獲得濃郁醇厚的太妃糖風味。D-塔格糖還可用于酸奶中，在提供甜味的同時，可以增加酸奶中的活菌數，提高酸奶的營養價值，使風味更濃郁醇厚。
3、在谷物制品中的應用
D-塔格糖的低溫易焦糖化，使其比蔗糖更容易產生理想的色澤和更醇香的風味， 可以用于焙烤食品中。研究發現，D-塔格糖可以與氨基酸發生美拉德反應產生比葡萄糖和半乳糖等還原糖產生的風味物質高的2-乙酰基呋喃、2-乙基吡 嗪及2-乙酰基噻唑等揮發性風味物質。但 D-塔格糖的添加也要注意焙烤的溫度， 溫度較低時有利于增強風味，高溫長時間處理則會導致色澤過深和產生苦后味。此外， 由于D-塔格糖粘度低、 易結晶，也可用于霜化食品。將 D-塔格糖單獨 或與麥芽糖醇等多羥基化合物組合涂于谷物表面，可增加產品甜度。
4、在糖果中的應用
D-塔格糖可作為唯一的甜味劑應用于巧克力中，而且工藝無需太大改變，巧克力的粘性及吸熱特性和添加蔗糖時相似。2003年新西蘭Mada運動營養食品公司首先開發出含有D-塔格糖的牛奶、黑巧克力和白巧克力等風味的巧克力產品， 隨后又開發出涂有巧克力的干果、干果巴、復活節彩蛋等各種含有D-塔格糖的新穎巧克力產品。
5、在低糖果脯中的應用
低糖果脯是含糖在50%以下的果脯， 與含糖量在65%～75%的高糖果脯相比， 更符合“低糖、低鹽、低脂肪” 的“三低化” 健康要求。由于D-塔格糖具有含熱量非常低、甜度較高的特點，可以作為甜味劑在低糖果脯的生產中使用。一般情況下，D-塔格糖不作為單獨的甜味劑添加在果脯中，而是與其他的甜味劑共同使用，制備低糖的果脯制品。如在制備低糖冬瓜和西瓜的糖液中添加0.02%的塔格糖，可以提高制品甜度。
【主要參考資料】
[1]王靜.甜味劑D-塔格糖的生產及其在食品中的應用[J].中國調味