Lavt kalorieindhold sødemiddel afledt af lactose får fremstillingsfremgang fra gær

Jagten på at tilfredsstille den søde tand uden at føje til taljen har et nyt våben i sit arsenal:en gærstamme, der kan metabolisere laktose, sukker i mejeriprodukter, til tagatose, et naturligt sødemiddel med mindre end halvdelen af ​​kalorierne i bordsukker.

Yong-Su Jin, en professor i fødevarevidenskab og menneskelig ernæring ved University of Illinois, ledet forskergruppen, der konstruerede gærstammen, som producerer tagatose i meget større mængder end traditionelle enzymatiske fremstillingsteknikker og kunne bidrage til at gøre tagatose til et omkostningseffektivt alternativ til sukker eller majssirup med høj fructose.

Forskerne offentliggjorde deres arbejde i tidsskriftet Naturkommunikation .

"Tagatose er et sødemiddel, der udviser næsten identiske smag og teksturer af saccharose, eller bordsukker. Imidlertid, tagatose har mange færre kalorier end saccharose - omkring 40% af saccharose, "Sagde Jin." Desuden det øger ikke blodsukkerniveauet så meget som saccharose eller fructose. Det glykæmiske indeks for tagatose er 3, som er meget lavere end saccharose, 68, og fructose, 24. Som sådan, tagatose medfører en lavere risiko for at udvikle type 2 -diabetes og andre sygdomme forårsaget af hurtige og gentagne glukoseforøgelser i blodet. "

På trods af dens fordele, tagatose har en høj fremstillingsomkostning, der har holdt den fra bred kommerciel brug, Sagde Jin. Selvom det naturligt findes i frugt og mejeriprodukter, koncentrationerne er for lave til effektivt at isolere tagatose. Den traditionelle fremstillingsmetode involverer en enzymatisk proces i flere trin, der gør galactose-en bestanddel af lactose-til tagatose.

Desværre, enzymreaktionen er så ineffektiv, at kun 30 procent af galactose omdannes til tagatose, tvinge producenter til at bruge en dyr proces til at fjerne tagatosen fra galactose -blandingen.

Jins team brugte gærcellernes interne maskiner som små tagatosefabrikker, meget som hvordan ethanolfabrikanter bruger gær til at producere brændstof fra majs. Forskerne konstruerede en gærstamme, der producerer tagatose fra lactose ved at lave to genetiske tweaks. Først, de tog et gen ud, der lod gæren bruge galactose som cellulært brændstof under laktosemetabolismen. Sekund, de tilføjede to gener, der konverterer galactose til tagatose.

Dermed, når gæren fodres med laktose, sit eget stofskifte driver det til at producere en løsning, der er 90 procent tagatose - meget højere end 30 procent udbyttet fra traditionel fremstilling. Gæreaktorer opererer også på meget større skalaer end enzymbaserede, som kunne muliggøre effektiv masseproduktion af tagatose, Sagde Jin.

"En anden fordel er, at vores gærbaserede proces kan anvende valle indirekte. Valle er et uundgåeligt biprodukt af osten og græske yoghurtfremstillingsprocesser som råvare, "Jin sagde." På grund af den seneste popularitet af græsk yoghurt, bortskaffelse af valle er et problem i mejeriindustrien. Vi håber, at vores proces kan bruges til at løse det overskydende valleproblem. Da vores gæringsbaserede tilgang tillader et højere produktforhold og direkte brug af billigt mejeriaffald, vi forventer, at produktionsomkostningerne ved tagatose kan reduceres betydeligt. "

Næste, forskerne vil undersøge ved hjælp af deres gærbaserede tilgang til fremstilling af andre produkter fra lactose.

"Vi viste, at laktose effektivt og hurtigt kan udnyttes af manipuleret gær. Med yderligere metabolisk teknik, vi kan producere andre værdifulde produkter fra lactose, der er rigeligt i valle, ved hjælp af vores konstruerede gærstamme, "Sagde Jin.