Учёные из Университета Тафтса создали передовой биосинтетический метод получения тагатозы — редкого моносахарида с вкусовыми и физико-химическими свойствами, аналогичными сахарозе, но с на 60% меньшей энергетической ценностью и минимальным влиянием на уровень глюкозы в крови. В природе тагатоза встречается лишь в небольших количествах в молоке и некоторых фруктах. Ранее существующие методы её производства были экономически невыгодными и затратными.
Исследователи преодолели эти трудности, разработав генетически модифицированные штаммы бактерии Escherichia coli, которые могут синтезировать тагатозу из доступного источника глюкозы. В этом процессе ключевую роль играют ферменты Gal1P, преобразующий глюкозу в галактозу, и арабинозоизомераза, превращающий галактозу в тагатозу.
Профессор химической и биологической инженерии Ник Наир подчеркнул: «Мы разработали эффективный метод, интегрировав в бактериальные клетки ферменты, необходимые для превращения глюкозы в тагатозу. Этот подход значительно превосходит традиционные технологии по экономической эффективности».
Новый метод демонстрирует высокую конверсионную эффективность до 95%, в то время как предыдущие технологии обеспечивали выход тагатозы в пределах от 40% до 77%. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило тагатозу для использования в пищевой промышленности. Она обладает коэффициентом сладости, составляющим 92% от сахарозы, и плохо абсорбируется в тонком кишечнике, что способствует её ферментации бактериями в толстой кишке, снижая инсулиновый ответ.
Исследования также продемонстрировали, что тагатоза обладает антимикробными свойствами, подавляя рост бактерий, вызывающих кариес, и проявляет пробиотическую активность. Кроме того, она может служить объёмным подсластителем, сохраняя свои вкусовые и текстурные качества при термической обработке, что делает её пригодной для выпечки.
Это открытие открывает новые возможности для промышленного синтеза редких сахаров и может значительно повлиять на развитие пищевой индустрии.