August M
Wissenschaftler sagen, sie hätten einen Weg gefunden, einen seltenen Zucker herzustellen, der sich nahezu genauso verhält wie Haushaltszucker, jedoch mit deutlich weniger gesundheitlichen Nachteilen. Der Durchbruch könnte den Süßstoff günstig und in ausreichender Menge für den Einsatz in Alltagslebensmitteln verfügbar machen.
Forscher beschreiben den Fortschritt als einen möglichen Wendepunkt in der Herstellung von Zuckerersatzstoffen.
Ein Produktionssprung
Laut Science Daily haben Ingenieure der Tufts University eine biosynthetische Methode entwickelt, mit der gewöhnliche Glukose mit außergewöhnlich hoher Effizienz in Tagatose umgewandelt werden kann.
Durch den Einsatz gentechnisch veränderter Bakterien erreichte das Team Ausbeuten von bis zu 95 Prozent – deutlich mehr als bei bestehenden industriellen Verfahren.
„Es gibt etablierte Prozesse zur Herstellung von Tagatose, doch sie sind ineffizient und teuer“, sagte Nik Nair, außerordentlicher Professor für chemische und biologische Verfahrenstechnik an der Tufts University.
Die Ergebnisse wurden in Cell Reports Physical Science veröffentlicht.
So funktioniert es
Die Forschenden modifizierten Escherichia coli-Bakterien, sodass sie als mikroskopische Fabriken fungieren. Ein entscheidender Schritt war das Einfügen eines neu identifizierten Enzyms aus Schleimpilzen, der galactose-1-phosphat-selektiven Phosphatase.
Dieses Enzym ermöglicht es den Bakterien, Galaktose direkt aus Glukose zu erzeugen. Ein weiteres Enzym, die Arabinose-Isomerase, wandelt die Galaktose anschließend in Tagatose um.
Nair erklärte, dieser Ansatz kehre einen natürlichen Stoffwechselweg um und mache den Prozess sowohl schneller als auch kostengünstiger als frühere Techniken, die auf dem knappen Rohstoff Galaktose beruhten.
Warum Tagatose wichtig ist
Tagatose kommt zwar natürlich vor, jedoch nur in sehr geringen Mengen. Sie entsteht in Milchprodukten beim Abbau von Laktose und ist in Spuren in Früchten wie Äpfeln und Orangen enthalten, wobei sie in der Regel weniger als 0,2 Prozent der gesamten Zucker ausmacht.
Trotz ihrer Seltenheit ähnelt Tagatose im Geschmack stark der Saccharose und erreicht etwa 92 Prozent der Süßkraft von Zucker, bei rund 60 Prozent weniger Kalorien.
Zudem wurde sie von der US-Arzneimittelbehörde FDA als „generally recognized as safe“ eingestuft, was ihren Einsatz in Lebensmitteln erlaubt.
Gesundheitsprofil
Nur ein Teil der Tagatose wird im Dünndarm aufgenommen, während ein Großteil von Darmbakterien fermentiert wird. Studien zeigen daher, dass sie den Blutzucker- und Insulinspiegel deutlich weniger beeinflusst als herkömmlicher Zucker.
Forschende sagen außerdem, dass sie das Wachstum kariesverursachender Mundbakterien hemmen und gesündere Darmmikroben unterstützen könnte.
Kochen und zukünftige Anwendungen
Im Gegensatz zu hochintensiven Süßstoffen wirkt Tagatose als Volumensüßstoff. Sie bräunt beim Erhitzen und ahmt Textur und Mundgefühl von Zucker beim Kochen und Backen sehr genau nach.
Nair sagte, dieselbe biosynthetische Strategie könne auch zur Herstellung anderer seltener Zucker angepasst werden und möglicherweise die Süßstoffindustrie grundlegend verändern.
Quellen: Science Daily, Cell Reports Physical Science