<р>Одним из самых больших препятствий на пути поиска здоровой и доступной альтернативы столовому сахару или сахарозе является возможность ее производства. Один из таких заменителей, аллюлоза, примерно на 70% слаще сахарозы, но содержит всего 10% калорий и, как было доказано, даже улучшает уровень глюкозы в крови и помогает снизить вес у людей с диабетом 2 типа. Тем не менее, общеизвестно низкие и некачественные урожаи при нынешних методах производства препятствуют его росту.
Теперь ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе (UC Davis) совершили «значительный прорыв» в производстве аллюлозы, с помощью метода, который обеспечивает как высококачественный выход, так и возможность масштабирования, что делает его жизнеспособным и более здоровым заменителем сахара. Компания также переписывает книгу о том, как в настоящее время добывают аллюлозу, что может быстро способствовать ее коммерческому производству.
«Аллюлоза — отличная альтернатива сахару, но у нас не было экономически эффективного способа ее производства», — сказал Шота Ацуми, профессор химии Калифорнийского университета в Дэвисе. «Наш новый метод эффективен, экономически целесообразен и может быть масштабирован для коммерческого производства».
Аллюлоза, также известная как D-псикоза, считается редким сахаром, поскольку в природе она присутствует лишь в незначительных количествах в некоторых растительных продуктах, таких как пшеница, инжир и изюм. В экстрагированном виде он имеет текстуру и вкус сахарозы, в нем содержится всего 0,4 калории на грамм по сравнению с четырьмя калориями на грамм сахарозы. А поскольку это моносахарид или одна молекула сахара, в организме он подвергается совершенно другому процессу. Около 70% всасывается в тонком кишечнике и покидает организм через мочу в течение 24 часов. Остальное выйдет из организма, пройдя живописным путем через толстую кишку, примерно в течение 48 часов.
Поэтому аллюлоза не влияет на уровень глюкозы или инсулина в крови.
Хотя аллюлоза доступна , современные методы производства с низким выходом делают конечный продукт дорогостоящим как для производителей, так и для потребителей. конверсия из фруктозы, но ограничения этого процесса привели к тому, что выходы оставались на уровне максимум 50 % и имели низкую чистоту.
Учёные Калифорнийского университета в Дэвисе не просто пытались повысить продуктивность этих ферментов, а вместо этого занялись поиском другого способа производства этого сахара. И они обнаружили его в группе кишечных бактерий Escherichia coli (E. coli).
Команда в сотрудничестве с Институтом перспективных исследований Марса отредактировала метаболические процессы микроорганизма, поэтому, когда клетки получали глюкозу, они превращали ее в аллюлозу. Это сразу привело к выходу в 62% (и, что немаловажно, к степени чистоты, превышающей 95%).
«Как только поток перенаправили, оказывается, что у клеток есть все необходимое для этого; их просто нужно было включить и отключить нежелательные пути», — сказал Ацуми.
По сути, ученые взяли E. coli, которая естественным образом обладает правильными путями для производства аллюлозы из глюкозы, и изменили конструкцию, чтобы обеспечить возможность переключения на определенный метаболический результат.
Этот новый метод не только позволяет производить аллюлозу, но и является устойчивым и экономически эффективным для расширения производства с использованием существующей инфраструктуры и биохимических методов.
«Технология и инфраструктура цельноклеточного катализа уже созданы в промышленном масштабе. , и модельный организм E. coli можно скармливать сырью, которое не конкурирует с коммерческим производством продуктов питания», — отмечают исследователи в статье. «Возможность производить редкие виды сахара в больших количествах поможет справиться с растущим глобальным уровнем ожирения за счет предоставления низкокалорийной альтернативы сахару ультраобработанным продуктам. Увеличение производства редких сахаров также предоставит доступ к экологически чистым пестицидам для сельскохозяйственной промышленности и к моносахаридам, имеющим медицинское значение для фармацевтической промышленности».
И поскольку модифицированный E. coli пожирают всю глюкозу, которую они получают, для повышения чистоты требуется не так уж много работы, что является еще одним бременем для нынешних методов производства.
Исследование было опубликовано в журнале Nature. npj Science of Food.
