酵母助力生产乳糖制成的低热量甜味剂

满足人们对甜食的喜爱而又不增加腰围的追求如今有了新的武器：一种酵母菌株，它可以将乳糖（乳制品中的糖）代谢为塔格糖（一种天然甜味剂，其热量不到食用糖的一半）。

伊利诺伊大学食品科学与人类营养学教授金永洙 (Yong-Su Jin) 领导的研究团队设计了这种方法比传统的酶促生产技术能生产出更多的塔格糖，并有助于使塔格糖成为一种经济有效的糖或。

研究人员在期刊上发表了他们的研究成果自然通讯。

“塔格糖是一种甜味剂，其味道和质地与蔗糖或食糖几乎相同。然而，塔格糖的热量比蔗糖少得多——约为蔗糖的 40%，”金说。“此外，它不会增加与蔗糖或果糖一样多。塔格糖的血糖指数为 3，远低于蔗糖的 68 和果糖的 24。因此，塔格糖患 2 型糖尿病和其他由血糖快速反复升高引起的疾病的风险较低。”

金说，尽管塔格糖有很多好处，但制造成本高，因此无法广泛用于商业用途。虽然它天然存在于水果和，浓度太低，无法有效分离塔格糖。传统的制造方法涉及多步酶促过程，将半乳糖（乳糖的一种成分）转化为塔格糖。

不幸的是，酶反应效率低下，只有 30% 的半乳糖转化为塔格糖，迫使制造商使用昂贵的工艺从半乳糖混合物中去除塔格糖。

金的团队利用酵母细胞的内部机制作为微型塔格糖工厂，就像乙醇制造商利用酵母从玉米中生产燃料一样。研究人员通过进行两项基因调整，设计出一种能从乳糖中生产塔格糖的酵母菌株。首先，他们取出一个基因，让酵母在乳糖代谢过程中使用半乳糖作为细胞燃料。其次，他们添加了两个将半乳糖转化为塔格糖的基因。

因此，当酵母被喂食乳糖时，其自身的新陈代谢会促使其产生一种 90% 为塔格糖的溶液——远高于传统制造的 30% 的产量。金说，酵母反应器的规模也比基于酶的反应器大得多，这可以实现塔格糖的高效大规模生产。

“另一个优势是，我们的酵母发酵工艺可以间接利用乳清。乳清是奶酪和希腊酸奶生产过程中不可避免的副产品，是原材料，”金说。“由于希腊酸奶最近很受欢迎，乳清的处理成为乳制品行业的一个问题。我们希望我们的工艺可以用来解决乳清过剩的问题。由于我们的酵母发酵方法可以提高产品率，并直接利用廉价的乳制品废料，我们预计塔格糖的生产成本可以显著降低。”

接下来，研究人员将探索利用基于酵母的方法从乳糖中制造其他产品。

“我们证明了乳糖可以被工程酵母高效快速地利用。通过进一步的代谢工程，我们可以从乳糖中生产出其他有价值的产品。乳清含量丰富，采用我们设计的压力，”金说道。