有这么一种糖，甜度是蔗糖的92%，但热量仅为1.5 kcal/g（约为蔗糖的1/3），甚至吃了还能降血糖。这就是D-塔格糖（D-Tagatose），化学结构与果糖（D-Fructose）相似，属于六碳酮糖（keto-hexose），在空间构型上与D-果糖互为差向异构体（C-4差向异构）。
D-塔格糖在自然界含量极少，最早在乳制品（如牛奶）中被发现，近年来随着功能性甜味剂的需求增长才逐渐被研发、生产与应用。
理化性质
D-塔格糖的分子式为C₆H₁₂O₆，分子量180.16 g/mol，稳定性强，低吸湿性，pH范围3-7内稳定。D-塔格糖的代谢途径与果糖不同，人体对其的能量吸收相对较低，通常被认为热量约为蔗糖的 1/3 ～ 1/4 左右。它具有良好的可溶性和较好的口感，口味清爽；在一定条件下能够结晶，在食品加工中比较容易与其他配料相容。在国际上被视为一种安全的新型甜味剂，美国FDA等机构对其安全性进行了评估并给予肯定。
生理与代谢特点
D-塔格糖在小肠中吸收率较低，部分在大肠中通过肠道菌群发酵，产酸量相对较少，不易造成腹胀等肠道不适。由于其在血糖调节中的作用相对温和，一般认为对血糖影响较小，对于某些需要控制血糖的消费群体有一定的辅助意义。还有一些研究表明，适量摄入D-塔格糖有助于维持口腔健康，可能在一定程度上减少龋齿发生风险。
降血糖功能
作用机制：
D-塔格糖进入人体后，仅20-25%在小肠中被消化和吸收。
它通过抑制小肠对葡萄糖的吸收，减缓餐后血糖的升高速度，从而有效控制血糖水平。
它还能竞争性抑制葡萄糖代谢途径中的酶活性，进一步减少血糖上升。
应用优势：
适合糖尿病患者的日常饮食。
有助于降低糖尿病并发症的发生概率。
低热量功能
热量特性：
D-塔格糖的热量为1.5 kcal/g，仅为蔗糖热量的三分之一。
在代谢过程中，D-塔格糖并未完全被人体吸收，导致热量损失。
作用意义：
作为低热量甜味剂，适用于低热量食品的开发。
对需要控制热量摄入的消费者，如糖尿病患者和减肥人群，提供健康的替代选择。
减肥功能
能量代谢：
由于D-塔格糖在人体内仅部分代谢，未吸收部分会被肠道微生物发酵，产生较低的能量。
D-塔格糖通过代谢途径6-磷酸塔格糖（6-phosphate tagatose）分解，因代谢效率低而导致额外的能量损耗。
辅助减肥：
低热量特性有助于减少食物总热量摄入，控制体重。
阻止小肠对葡萄糖的吸收，有助于减少脂肪堆积。
改善肠道健康功能
肠道微生物作用：
D-塔格糖在结肠内被特定的益生菌（如乳酸菌和双歧杆菌）选择性发酵。
发酵过程中产生短链脂肪酸（SCFAs），调节肠道pH值并抑制有害病原菌的生长。
研究成果：
每日摄入4.5g以上的D-塔格糖可显著增加肠道益生菌数量。
改善肠道菌群结构，增强肠道屏障功能，减少肠道炎症。
应用领域：
开发肠道健康功能性食品，如益生菌饮料、肠道保健片等。
抗龋齿功能
作用机制：
D-塔格糖几乎不被口腔细菌（如链球菌）代谢，因此不会生成酸性代谢产物。
微量D-塔格糖粘附在牙齿表面，可形成保护膜，减少牙釉质的酸蚀。
抑制细菌糖酵解途径，减少致龋菌的生长和繁殖。
应用领域：
用于抗龋齿产品，如无糖口香糖、牙膏和漱口水。
在儿童和青少年中尤其适用，保护牙齿健康。
制备工艺
工业生产主要以乳糖或半乳糖为原料，通过生物酶或化学异构化的方法，将D-半乳糖（D-Galactose）转换为D-塔格糖。
生物酶法由于反应条件温和、副产物少、环境友好，应用较为广泛。该过程通常需要对原料进行纯化，然后在特定酶催化系统中异构化，再经过结晶、分离纯化等步骤得到成品。
化学合成法
利用碱性金属催化D-半乳糖异构化，但存在高能耗、污染严重及副产物多等问题。
化学方法的工业转化率仅约30%，且分离成本高。
生物法生产
酶催化法：
单酶法：利用L-阿拉伯糖异构酶（L-AI）将D-半乳糖转化为D-塔格糖。
多酶法：结合β-半乳糖苷酶水解乳糖，再利用L-AI进行D-塔格糖合成。
固定化酶技术：提升了酶的重复使用率和反应效率。
全细胞催化法：
利用大肠杆菌等微生物作为催化“工厂”，通过代谢工程优化合成途径。
多酶共表达提高了效率，减少了反应副产物。
未来发展方向
优化策略
采用乳糖、淀粉或麦芽糊精等廉价底物代替D-半乳糖，降低生产成本。
通过定向进化改造酶，提高催化效率和热稳定性。
开发新型微生物表达系统，改造关键酶以提高催化效率。
底物选择，利用廉价底物（如乳糖、淀粉），优化发酵工艺和酶固定化技术。
全细胞催化，进一步平衡多酶系统表达，提高转化率并降低能耗。
安全性与可持续性改进
开发食品级微生物宿主以替代大肠杆菌，消除食品安全顾虑。
探索无化学试剂的绿色生产工艺，减少环境污染。
新兴应用的开发
功能性食品：结合益生元等健康成分，提升消费者接受度。
药物领域拓展：研究其对糖尿病及肠道疾病的治疗潜力。
农业与化妆品：扩大其在植物保护和护肤品中的应用范围。
发展前景
随着消费者对功能性食品、低糖产品以及健康饮食理念的需求提升，D-塔格糖作为一种安全、低热量、口感较好的稀有糖，市场需求正逐步增加。
当前制约其广泛应用的主要因素是生产成本和产能不足。韩国CJ公司和中国麟麓生物等企业已通过化学或生物法实现年产2000-3000吨规模的D-塔格糖生产。当前D-塔格糖的零售价约为26美元/千克，高于普通蔗糖（约0.05美元/千克）。
随着生物技术的发展以及对D-塔格糖生产工艺的优化，预计成本将进一步降低，应用领域会更加广泛。
