Американские учёные нашли способ производства полезного для здоровья сахара
Ученые из Университета Тафтса нашли способ, как превратить обычную глюкозу в редкий сахар - по вкусу практически идентичный столовому сахару, но с гораздо меньшими недостатками. Американские исследователи утверждают, что этот продукт не просто в гораздо меньшей степени повышает уровень сахара в крови, что является критически важным, к примеру, для диабетиков, но и вовсе оказывает благоприятное воздействие на организм человека.
Более века ученые и пищевые компании ищут всё новые и новые альтернативы обычному сахару, который, увы, оказывает довольно вредное воздействие на здоровье человека. От первых подсластителей, таких как сахарин в XIX веке, до современных альтернатив, таких как стевия и монкфрут, цель остается неизменной. Задача исследователей заключается в том, чтобы найти что-то, что обеспечит знакомый вкус сахара, но не будет давать на выходе избыток калорий, провоцировать развитие кариеса и не повышать риск развития ожирения, инсулинорезистентности и диабета.
Что такое тагатоза?
Новое исследование, опубликованное недавно в журнале Cell Reports Physical Science, даёт надежду на то, что учёные-таки приблизились к этой цели. Группа исследователей Университета Тафтса заявила, что разработала особый биосинтетический метод получения тагатозы — природного, но крайне редкого сахара.
Тагатоза — это редкий природный сахар, который иногда используется как низкокалорийный подсластитель. Тагатоза по вкусу очень похожа на обычный столовый сахар, но оказывает меньше влияния на уровень глюкозы в крови, что делает его полезным для диабетиков и тех, кто придерживается диетического питания. Его калорийность - всего 1,5 ккал/г, то есть примерно на 90% меньше, чем у сахарозы.
Тагатоза содержится в молоке и какао, но, увы, в очень малом количестве. Её выделяют из лактозы (молочного сахара) с помощью сложной химической реакции - ферментативного гидролиза с последующей изомеризацией галактозы.
Небольшие количества тагатозы также присутствуют в таких фруктах, как яблоки, ананасы и апельсины. Однако обычно она составляет менее 0,2% от общего количества сахаров в этих природных источниках. Из-за этой редкости тагатозу обычно производят в процессе обработки, а не извлекают непосредственно из пищевых продуктов.
”Фабрика” сахара из кишечной палочки?
И вот американские учёные придумали способ, как произвести тагатозу в больших количествах. Для этого они предложили использовать генетически модифицированных бактерий в качестве микроскопических фабрик. В результате, как утверждает команда исследователей, они получили надёжный способ, как эффективно и сравнительно дешево производить тагатозу, достигая гораздо более высоких показателей, чем при использовании существующих методов.
В качестве натуральной “фабрики” тагатозы исследователи предложили использовать всем известную бактерию Escherichia coli - кишечную палочку, только генетически модифицированную. Бактерию “научили” использовать особые ферменты для переработки большого количества глюкозы в тагатозу.
Для этого в Escherichia coli внедрили недавно обнаруженный фермент из слизевика, называемый галактозо-1-фосфат-селективной фосфатазой (Gal1P). Этот фермент позволяет бактериям синтезировать галактозу непосредственно из глюкозы. Другой фермент, вырабатываемый бактериями, известный как арабинозоизомераза, затем превращает галактозу в тагатозу.
Используя этот метод, генно-модифицированные бактерии могут преобразовывать глюкозу в тагатозу с выходом до 95%. Традиционные методы производства обычно дают на выходе не более 40-77% ценного продукта. Более высокая эффективность также делает процесс значительно более экономически выгодным.
Кстати, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) официально относит тагатозу к разряду “общепризнанно безопасных” веществ. То есть её официально разрешается использовать в производстве пищевых продуктов.
Чем тагатоза может быть полезна диабетикам?
Одна из причин, по которой тагатоза может быть полезна для людей с диабетом, заключается в особенностях её переработки организмом. В тонком кишечнике усваивается лишь часть сахара, а большая его часть ферментируется кишечными бактериями в толстой кишке. В результате тагатоза оказывает гораздо меньшее влияние на уровень глюкозы и инсулина в крови, чем обычный сахар. Клинические исследования показали лишь минимальное повышение уровня глюкозы или инсулина в плазме крови после её употребления.
Более того, учёные выяснили, что тагатоза может быть даже полезна некоторым людям. Так, этот редкий сахар может способствовать здоровью полости рта. В отличие от сахарозы, которая питает бактерии, вызывающие кариес, тагатоза, по-видимому, наоборот, ограничивает рост некоторых из этих вредных микробов.
Исследования также показывают, что она может обладать пробиотическим эффектом, способствуя развитию более здоровой микрофлоры как в полости рта, так и в кишечнике.
Благодаря низкой калорийности и плохому усвоению организмом, тагатоза хорошо подходит в качестве «основного подсластителя». Это означает, что она может заменить сахар не только по сладости, но и по физическим свойствам, которые сахар придает в кулинарии и выпечке. Высокоинтенсивные подсластители не могут воспроизвести этот эффект. Тагатоза при нагревании темнеет, как столовый сахар, и дегустации показывают, что по вкусу и консистенции она очень близка к обычному сахару.