Niskokaloryczny i bardzo obiecujący słodzik produkowany przez drożdże
Naukowcy znaleźli sposób na tanią produkcję tagatozy - słodziku o smaku prawie identycznym jak cukier, za to o niewielkiej ilości kalorii. Ma to robić specjalny szczep drożdży poprzez metabolizowanie laktozy. Do tej pory tagatoza była wytwarzana bardzo kosztowymi metodami enzymatycznymi, co czyniło jej produkcję zupełnie nieopłacalną.
Artykuł na ten temat ukazał się w piśmie "Nature Communications" (https://www.nature.com/articles/s41467-019-09288-6).
"Tagatoza jest substancją słodzącą, która wykazuje prawie identyczny smak i teksturę, co cukier stołowy - mówi prof. Yong-Su Jin z Uniwersytetu Illinois, główny autor badania. - Jednak ma od cukru o wiele mniej kalorii - około 40 proc. wartości energetycznej sacharozy. Ponadto nie zwiększa poziomu glukozy we krwi tak bardzo, jak sacharoza czy fruktoza, a jej indeks glikemiczny wynosi 3, czyli znacznie mniej niż w przypadku sacharozy (której IG wynosi 68) i fruktozy (Ig=24). Tagatoza niesie więc mniejsze ryzyko rozwoju cukrzycy typu 2 i innych chorób spowodowanych szybkim wzrostem poziomu glukozy we krwi".
Choć tagatoza i jej korzystne właściwości znane są już od jakiegoś czasu, to produkcja tej substancji była tak kosztowna, że w zasadzie nieopłacalna. "Wysokie koszty uniemożliwiały jej szerokie zastosowanie komercyjne - wyjaśnia Jin. - I chociaż występuje ona naturalnie w owocach i produktach mlecznych, to jej stężenia są zbyt niskie, aby móc ją z nich skutecznie izolować".
Dotychczasowa metoda wytwarzania omawianej substancji obejmuje wieloetapowy proces enzymatyczny, który zamienia galaktozę - składnik laktozy - w tagatozę. "Niestety reakcja enzymatyczna jest mało wydajna i tylko 30 proc. galaktozy jest przekształcane w tagatozę, co zmusza producentów do stosowania kosztownego procesu usuwania tagatozy z mieszaniny galaktozy" - opowiada profesor.
Po długich próbach zespołowi Jin’a udało się opracować szczep drożdży, który produkuje tagatozę ze znacznie większą wydajnością niż tradycyjne techniki enzymatyczne. Naukowcy mają nadzieję, że pomoże to w uczynieniu tego słodzika opłacalną alternatywą dla cukru i syropu glukozowo-fruktozowego.
"Wykorzystaliśmy komórki drożdży i zrobiliśmy z nich małe fabryki tagatozy, podobnie jak producenci etanolu wykorzystują drożdże do produkcji paliwa z kukurydzy" - opowiada autor badania. Jak dodaje, dokonując dwóch modyfikacji genetycznych jego zespół opracował szczep drożdży, który potrafi wytwarzać tagatozę z laktozy. Najpierw naukowcy usnęli gen pozwalający drożdżom używać galaktozy jako paliwa komórkowego podczas metabolizowania laktozy, a następnie dodali dwa geny odpowiedzialne za przekształcanie galaktozę w tagatozę.
Kiedy tak zmodyfikowane drożdże karmi się laktozą, samoczynnie wytwarzają roztwór, który aż w 90 proc. składa się z tagatozy. Metoda działa szybko i wydajnie, co pozwala na masową produkcję obiecującego słodzika.
"Kolejną zaletą naszej techniki jest to, że proces bazujący na drożdżach może wykorzystywać serwatkę. Serwatka to nieodłączny produkt uboczny podczas produkcji sera i np. jogurtu greckiego - mówi prof. Jin. - Tymczasem ze względu na ogromną popularność jogurtów greckich usuwanie serwatki stało się w ostatnich latach sporym problemem w przemyśle mleczarskim. Mamy nadzieję, że nasz proces może więc przy okazji zostać wykorzystany do rozwiązania problemu nadwyżki serwatki".
W przyszłości naukowcy zamierzają zbadać możliwość wykorzystania swojego szczepu drożdży do wytwarzania innych produktów z laktozy. (PAP)
kap/ ekr/
