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塔夫茨大学的科学家们已经找到了一种方法，可以将普通的葡萄糖转化为一种罕见的糖，这种糖的味道几乎和蔗糖完全一样，但缺点要少得多。利用工程细菌作为微型工厂，该团队现在可以高效、廉价地生产塔格糖，其产量远远高于目前的方法。塔格糖的甜度几乎和糖一样，热量却少得多，对血糖的影响最小，甚至对口腔和肠道健康有潜在的好处。
一个多世纪以来，科学家和食品公司一直在寻找既能复制糖的味道，又不损害健康的方法。从19世纪的糖精等早期甜味剂到现代的甜叶菊和罗汉果等替代品，我们的目标一直保持不变。我们面临的挑战是找到一种既能提供糖的熟悉味道，又能避免过量卡路里、蛀牙、增加肥胖、胰岛素抵抗和糖尿病风险的东西。
发表在《细胞报告：物理科学》上的一项新研究表明，研究人员可能离这个目标更近了。塔夫茨大学的科学家们已经开发出一种生物合成方法来生产塔格糖，这是一种天然存在但极其罕见的糖。塔格糖与食糖的味道非常相似，可以在享受甜味的同时减少对健康的负面影响。研究人员表示，它甚至可能提供额外的好处。
什么是塔格糖，它从哪里来
塔格糖是天然存在的，但与葡萄糖、果糖和蔗糖等普通糖相比，它的含量非常少。它出现在牛奶和其他乳制品中，当乳糖在加热或酶活性下分解时，包括在酸奶、奶酪和开菲尔酒的生产过程中。
少量的塔格糖也存在于苹果、菠萝和橙子等水果中。然而，在这些天然来源中，它通常只占不到0.2%的糖。由于这种稀缺性，塔格糖通常是通过制造而不是直接从食物中提取的。
工程细菌制造稀有糖
塔夫茨大学化学和生物工程副教授尼克·奈尔说：“生产塔格糖有既定的工艺，但它们效率低下，价格昂贵。”
为了解决这个问题，研究小组开发了一种利用基因工程细菌的新生产策略。“我们开发了一种生产塔格糖的方法，通过改造大肠杆菌，使其像小型工厂一样工作，装载合适的酶，将大量的葡萄糖加工成塔格糖。”这比我们以前的方法在经济上可行得多，我们以前的方法使用较少的和昂贵的半乳糖来制造塔格糖。
这些细菌经过修饰，加入了一种从黏菌中新发现的酶，叫做半乳糖-1-磷酸选择性磷酸酶（Gal1P）。这种酶能使细菌直接从葡萄糖中产生半乳糖。这种细菌产生的另一种酶，称为阿拉伯糖异构酶，然后将半乳糖转化为塔格糖。
利用这种方法，工程细菌可以将葡萄糖转化为塔格糖，收率高达95%。这是对传统制造技术的重大改进，传统制造技术通常可以实现40%到77%的产出率。更高的效率也使该过程更具成本效益。
甜、安全、低热量
塔格糖提供的甜度约为蔗糖（食糖）的92%，而卡路里含量却减少了约60%。它已被美国食品和药物管理局列为“普遍认为是安全的”，这意味着它可以用于消费食品。盐、醋和小苏打等日常食材也是如此。
塔格糖可能对糖尿病患者有益的一个原因是身体如何处理它。只有一部分糖被小肠吸收，而大部分糖被结肠中的肠道细菌发酵。因此，塔格糖对血糖和胰岛素水平的影响要比普通糖小得多。临床研究表明，食用后血糖或胰岛素只有轻微的增加。
塔格糖也有助于口腔健康。不像蔗糖会喂养导致蛀牙的细菌，塔格糖似乎可以限制一些有害微生物的生长。研究还表明，它可能具有益生菌作用，可以促进口腔和肠道中更健康的细菌。
像糖一样烹饪的糖
由于塔格糖的热量低且不易被人体吸收，所以它作为“散装甜味剂”的功能很好。这意味着它不仅可以代替糖的甜味，还可以代替糖在烹饪和烘焙中提供的物理特性。高强度甜味剂无法复制这种效果。塔格糖加热后会变成像蔗糖一样的棕色，味觉测试表明它的味道和口感与传统糖非常接近。
为什么这个发现很重要
奈尔说：“塔格糖生物合成的关键创新是发现了黏菌Gal1P酶，并将其拼接到我们的生产细菌中。”“这使我们能够逆转将半乳糖代谢为葡萄糖的自然生物途径，而不是将葡萄糖作为原料生成半乳糖。”塔格糖和潜在的其他稀有糖可以从这一点合成。
研究人员表示，这种方法可以为更有效地生产其他稀有糖打开大门，可能会改变甜味剂的制造和未来的使用方式。
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