قرار بود شیرین‌کننده‌های مصنوعی غذاها و نوشیدنی‌های شیرین را سالم‌تر کنند، اما امروزه برخی از محبوب‌ترین جایگزین‌های بدون کالری، نگرانی‌های جدیدی را ایجاد کرده‌اند.

یک جایگزین طبیعی نوظهور می‌تواند روزی در مقیاس بسیار بزرگتری با استفاده از آنزیم‌های کپک لجن تولید شود.

این قند طبیعی تاگاتوز نام دارد و نه تنها ۹۲ درصد شیرین‌تر از ساکارز (یا شکر معمولی) است، بلکه تنها حدود یک سوم کالری آن را نیز داراست.

نکته جالب در مورد آن این است که مانند ساکارز یا شیرین‌کننده‌های مصنوعی با شدت بالا، سطح انسولین را افزایش نمی‌دهد – و آن را به گزینه‌ای بالقوه جذاب برای افراد مبتلا به دیابت یا مشکلات قند خون تبدیل می‌کند.

محققان دانشگاه تافتس، با همکاری شرکت‌های بیوتکنولوژی Manus Bio (ایالات متحده) و Kcat Enzymatic (هند)، اکنون یک مطالعه اثبات اصل را رهبری کرده‌اند تا نشان دهند که تاگاتوز را می‌توان به طور پایدار و کارآمد تولید کرد – چالشی که تاکنون بازار را عقب نگه داشته است.

تاگاتوز یک شیرین‌کننده طبیعی کمیاب است که تنها به مقدار کمی در برخی از محصولات لبنی و میوه‌ها یافت می‌شود. این ماده جایگزین بالقوه سالم‌تری برای ساکارز و همچنین شیرین‌کننده‌های مصنوعی است که هر دو می‌توانند باعث افزایش شدید انسولین شوند.

یکی از دلایل اصلی که تاگاتوز اثر مشابهی ندارد این است که به نظر می‌رسد بخش زیادی از آن در روده بزرگ تخمیر می‌شود. تنها بخشی از آن از طریق روده کوچک جذب جریان خون می‌شود.

در روده، این قند کمیاب به روشی مشابه قند میوه، فروکتوز، متابولیزه می‌شود – به این معنی که افرادی که به فروکتوز حساسیت دارند ممکن است بخواهند از آن دوری کنند – اما تاگاتوز به طور کلی توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) و سازمان بهداشت جهانی (WHO) به عنوان ماده‌ای بی‌خطر برای مصرف شناخته شده است.

تاگاتوز همچنین “دوستدار دندان” در نظر گرفته می‌شود و حتی ممکن است دارای خواص پری‌بیوتیک برای میکروبیوم دهان باشد. برخلاف ساکارز که باکتری‌های خاصی را در دهان تغذیه می‌کند که به پوسیدگی دندان کمک می‌کنند، تحقیقات اولیه نشان می‌دهد که تاگاتوز رشد میکروب‌های مضر دهان را محدود می‌کند.

یکی دیگر از مزایای بزرگ این است که برخلاف بسیاری از جایگزین‌های شیرین‌کننده با غلظت بالا، می‌توان تاگاتوز را در مواد غذایی پخت.

این پتانسیل وجود دارد، اما تاکنون، بازار تاگاتوز به دلیل تولید محدود، محدود شده است.

نیک نایر، مهندس زیست‌شناسی از دانشگاه تافتس، توضیح می‌دهد: “فرآیندهای تثبیت‌شده‌ای برای تولید تاگاتوز وجود دارد، اما آنها ناکارآمد و گران هستند.”

“ما با مهندسی باکتری‌های اشریشیا کلی، روشی برای تولید تاگاتوز ایجاد کردیم تا به عنوان کارخانه‌های کوچک عمل کنند و با آنزیم‌های مناسب برای پردازش مقادیر زیادی گلوکز به تاگاتوز، پر شوند.”

به طور خاص، محققان آنزیمی تازه کشف شده از کپک لجن به نام فسفاتاز انتخابی گالاکتوز-۱-فسفات (Gal1P) را به این باکتری‌ها وارد کردند. این آنزیم گلوکز را به گالاکتوز تبدیل می‌کند و سپس آن محصول توسط آنزیم دوم به تاگاتوز تبدیل می‌شود.

با استفاده از این توالی جدید، نایر و همکارانش نشان داده‌اند که بازده تولید تاگاتوز می‌تواند تا ۹۵ درصد برسد، که بسیار بهتر از تقریباً ۴۰ تا ۷۷ درصد قابل دستیابی فعلی است.

نایر می‌گوید: «نوآوری کلیدی در بیوسنتز تاگاتوز، یافتن آنزیم Gal1P کپک لجن و اتصال آن به باکتری‌های تولیدی ما بود.»

«این امر به ما اجازه داد تا یک مسیر بیولوژیکی طبیعی را که گالاکتوز را به گلوکز متابولیزه می‌کند، معکوس کنیم و در عوض گالاکتوز را از گلوکزی که به عنوان ماده اولیه تهیه می‌شود، تولید کنیم. تاگاتوز و احتمالاً سایر قندهای نادر را می‌توان از آن نقطه سنتز کرد.»

این تیم هنوز نیاز به بهینه‌سازی بیشتر خط تولید تاگاتوز خود دارد، اما آنها امیدوارند که استراتژی آنها چارچوب مفیدی برای تولید قندهای نادر در آینده فراهم کند.

طبق برخی تخمین‌ها، انتظار می‌رود بازار تاگاتوز تا سال ۲۰۳۲ به ارزش ۲۵۰ میلیون دلار آمریکا برسد.

لينک منبع