Die quest zu erfüllen die süßen zahn ohne die Taille hat eine neue Waffe in Ihrem arsenal: ein Stamm von Hefe, können die Verstoffwechslung von Laktose, der Zucker in Milchprodukten, in tagatose, ein natürlicher Süßstoff mit weniger als die Hälfte der Kalorien von Haushaltszucker.
Yong-Su Jin, eine Universität von Illinois professor of food science and human nutrition, führte das Forschungsteam, entwickelt die Hefe-Sorte, die produziert tagatose in viel größeren Mengen als herkömmliche enzymatische Herstellungsverfahren und könnte dazu beitragen, dass tagatose eine kostengünstige alternative zu Zucker oder high-fructose corn Sirup.
Die Forscher veröffentlichten Ihre Arbeit im journal „Nature Communications“.
„Tagatose ist ein Süßstoff, der Exponate fast identische Geschmäcker und Texturen von Saccharose, oder Tisch Zucker. Jedoch, tagatose hat viel weniger Kalorien als Saccharose-etwa 40% der Saccharose,“ sagte Jin. „Außerdem, es erhöht nicht den Blutzuckerspiegel, so viel wie Saccharose oder fructose. Der glykämische index von tagatose ist 3, das ist viel niedriger als die von Saccharose, 68, fructose, 24. Als solche, tagatose trägt ein geringeres Risiko für die Entwicklung von Typ-2-diabetes und andere Krankheiten, verursacht durch die schnelle und wiederholte Traubenzucker erhöht in Blut.“
Trotz seiner Vorteile, tagatose hat einen hohen Fertigungsaufwand gehalten hat, dass es von der Breite kommerzielle Verwendung, sagte Jin. Obwohl es ist natürlicherweise in Obst und Milchprodukte, die Konzentrationen zu niedrig sind, zu isolieren tagatose effektiv. Die traditionellen Herstellungsverfahren umfasst einen mehrstufigen enzymatischen Prozess, der dreht Galaktose — eine Komponente von Laktose — in tagatose.
Leider ist die Enzym-Reaktion ist so ineffizient, dass nur 30 Prozent der Galaktose wird umgesetzt in tagatose, zwingt Hersteller zu einem teuren Prozess zu entfernen tagatose aus der galactose-Mischung.
Jin-team hat die interne Maschinen von Hefe-Zellen als winzige tagatose Fabriken, ähnlich wie ethanol Hersteller verwenden Hefe, die Herstellung von Kraftstoff aus mais. Der Forscher entwickelt ein Hefestamm erzeugt tagatose aus lactose durch zwei genetische Veränderungen. Erste, Sie nahm ein gen, lassen Sie die Hefe verwenden Galaktose als Kraftstoff der Zellen während des Laktose-Stoffwechsels. Zweite, fügten Sie zwei Gene, die Sie konvertieren Galaktose in tagatose.
Also, wenn die Hefe zugeführt, Laktose, seinen eigenen Stoffwechsel treibt es, eine Lösung zu produzieren, die zu 90 Prozent aus tagatose-viel höher als die 30-Prozent-Ausbeute von der traditionellen Herstellung. Hefe-Reaktoren arbeiten auch auf viel größeren Skalen als Enzym-Basis, die es ermöglicht, für die effiziente Massenproduktion von tagatose, sagte Jin.
„Ein weiterer Vorteil ist, dass unsere Hefe-basierten Prozess whey indirekt. Molke ist ein unvermeidliches Nebenprodukt der Käse und griechischen Joghurt Herstellung Verfahren als Rohstoff,“ sagte Jin. „Aufgrund der jüngsten Popularität der Griechische Joghurt, die Entsorgung von Molke ist ein Problem in der Milchwirtschaft. Wir hoffen, dass unser Prozess kann verwendet werden, zu lösen, die überschüssige Molke problem. Als unser Hefe-fermentation-basierter Ansatz ermöglicht es, eine höhere Produkt-Verhältnis und die direkte Verwendung von preiswerten Molkerei Abfälle, erwarten wir, dass die Kosten in der Herstellung von tagatose deutlich reduziert werden kann.“
Als Nächstes wollen die Wissenschaftler erkunden mit Ihrer Hefe-basierten Ansatz zur Herstellung anderer Produkte aus lactose.
„Wir zeigten, dass die Laktose können schnell und effizient verwertet entwickelt, Hefe. Mit weiteren metabolic engineering, das wir produzieren können, andere wertvolle Produkte aus der Laktose, Reich an Molkenprotein, mit unsere Engineering-Hefestamm,“ sagte Jin.
Das Energy Biosciences Institute und des US Department of Energy unterstützt diese Arbeit. Jin ist ein Mitglied der Carl R. Woese Institut für Genomische Biologie in Illinois.