为了满足爱吃甜食的人,又不增加腰围,现在有了一种新武器:一种酵母可以将乳糖(乳制品中的糖)代谢成塔格糖(tagatose),这是一种天然甜味剂,热量不到蔗糖的一半。
伊利诺伊大学(University of Illinois)食品科学与人类营养学教授金永苏(Yong-Su Jin)领导的研究团队设计了这种酵母菌株,它生产的塔格糖的数量比传统的酶促生产技术要大得多,可以帮助塔格糖成为糖或高果糖玉米糖浆的成本效益替代品。
研究人员在杂志上发表了他们的研究成果自然通讯.
塔格糖是一种甜味剂,它的味道和质地与蔗糖或食糖几乎相同。然而,塔格糖的卡路里比蔗糖少得多——大约是蔗糖的40%。”“此外,它不会像蔗糖或果糖那样增加血糖水平。塔格糖的升糖指数为3,远低于蔗糖的68和果糖的24。因此,塔格糖患2型糖尿病和其他由血液中葡萄糖快速反复升高引起的疾病的风险较低。”
金说,尽管有这些好处,但塔格糖的制造成本很高,这使它无法广泛用于商业用途。虽然它天然存在于水果和乳制品中,但其浓度太低,无法有效分离塔格糖。传统的生产方法包括一个多步骤的酶促过程,将半乳糖(乳糖的一种成分)转化为塔格糖。
不幸的是,酶的反应效率太低,只有30%的半乳糖被转化为塔格糖,迫使制造商使用昂贵的工艺从半乳糖混合物中去除塔格糖。
金的团队利用酵母细胞的内部机制作为小型塔格糖工厂,就像乙醇制造商利用酵母从玉米中生产燃料一样。研究人员设计了一种酵母菌,通过两种基因调整从乳糖中产生塔格糖。首先,他们取出一个基因,让酵母在乳糖代谢过程中使用半乳糖作为细胞燃料。其次,他们添加了两个将半乳糖转化为塔格糖的基因。
因此,当酵母被喂食乳糖时,它自己的新陈代谢会驱使它产生含有90%塔格糖的溶液——远远高于传统制造的30%的产量。金说,酵母反应器的运行规模也比基于酶的反应器大得多,这可以有效地大规模生产塔格糖。
“另一个优势是,我们基于酵母的工艺可以间接使用乳清。乳清是奶酪和希腊酸奶生产过程中不可避免的副产品,”金说。“由于最近希腊酸奶的流行,乳清的处理是乳制品行业的一个问题。我们希望我们的工艺可以解决乳清过剩的问题。由于我们基于酵母发酵的方法允许更高的产品比例和直接使用廉价的乳制品废物,我们预计塔格糖的生产成本可以显着降低。”
接下来,研究人员将探索使用他们的基于酵母的方法从乳糖中制造其他产品。
“我们证明了乳糖可以被工程酵母高效、快速地利用。通过进一步的代谢工程,我们可以利用我们的工程酵母菌株,从乳清中丰富的乳糖生产出其他有价值的产品,”金说。
能源生物科学研究所和美国能源部支持这项工作。Jin是伊利诺斯州Carl R. Woese基因组生物学研究所的成员。爱博网投领导者
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提供的材料伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校.注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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