Tagatose ahmt den Geschmack von Haushaltszucker exakt nach.
Traditioneller Puderzucker und Würfelzucker.
In den letzten Jahren besteht ein wachsendes Interesse an der Suche nach alternativen natürlichen Süßungsmitteln, die herkömmliche Zucker mit einem hohen glykämischen Index ersetzen können, sowie an künstlichen Süßungsmitteln, die zunehmend unter die Lupe genommen werden. Eine neue Studie, die in der Zeitschrift Cell Reports Physical Science veröffentlicht wurde, legt nahe, dass Forscher diesem Ziel möglicherweise näher kommen. Amerikanische Wissenschaftler der Tufts University haben eine biosynthetische Methode zur Herstellung von Tagatose entwickelt, einem natürlichen, aber äußerst seltenen Zucker. Tagatose ähnelt stark dem Geschmack von Haushaltszucker und bietet möglicherweise eine Möglichkeit, Süßes mit weniger negativen Auswirkungen auf die Gesundheit zu genießen. Forscher sagen, dass es sogar zusätzliche gesundheitliche Vorteile bieten könnte. Tagatose kommt in der Natur vor, allerdings in sehr geringen Mengen im Vergleich zu gewöhnlichen Zuckern wie Glucose, Fructose und Saccharose. Es entsteht in Milch und anderen Milchprodukten, wenn Laktose durch Hitze oder enzymatische Aktivität abgebaut wird, unter anderem bei der Herstellung von Joghurt, Käse und Kefir.
Eine kleine Menge Tagatose kommt auch in Früchten wie Äpfeln vorAnanas und Orangen. Normalerweise macht es jedoch weniger als 0,2 % der gesamten Zuckermenge aus, die in diesen natürlichen Quellen vorhanden ist. Aufgrund dieser Seltenheit wird Tagatose normalerweise industriell hergestellt und nicht direkt aus Lebensmitteln extrahiert.
Seltener Zucker
„Es gibt etablierte Verfahren zur Herstellung von Tagatose, diese sind jedoch ineffizient und teuer„, sagte Nick Nair, außerordentlicher Professor für Chemie- und Bioingenieurwesen an der Tufts University, in einer Erklärung.
Um dieses Problem zu lösen, entwickelte das Forscherteam eine neue Produktionsstrategie mit gentechnisch veränderten Bakterien. „Wir haben eine Methode zur Herstellung von Tagatose entwickelt, indem wir Escherichia coli-Bakterien genetisch so verändert haben, dass sie als kleine Fabriken fungieren, die mit den notwendigen Enzymen ausgestattet sind, um große Mengen an Glukose in Tagatose umzuwandeln. Das ist viel kostengünstiger als unser bisheriger Ansatz, bei dem Galaktose zur Herstellung von Tagatose verwendet wurde, die weniger häufig vorkommt und teurer ist“, erklärte der Experte.
Die Bakterien wurden so modifiziert, dass sie ein kürzlich aus Schleimpilzen entdecktes Enzym, Galactose-1-Phosphat-selektive Phosphatase (Gal1P), enthalten. Dieses Enzym ermöglicht es Bakterien, Galaktose direkt aus Glukose zu synthetisieren. Ein weiteres von den Bakterien produziertes Enzym, die sogenannte Arabinose-Isomerase, wandelt Galaktose in Tagatose um.
Mit dieser Methode können modifizierte Bakterien Glucose in Tagatose mit einer Ausbeute von bis zu umwandeln 95 %. Dies stellt eine deutliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Produktionsmethoden dar, die typischerweise Erträge von 40 % bis 77 % erzielen. Diese erhöhte Effizienz macht den Prozess auch deutlich kostengünstiger.
Sicher und mit geringerem Kaloriengehalt
Tagatose bietet etwa 92 % der Süße von Saccharose (Haushaltszucker) und enthält etwa 60 % weniger Kalorien. Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) hat es als „allgemein als sicher anerkannt“ eingestuft, was bedeutet, dass es in Lebensmitteln verwendet werden kann. Dieses Etikett gilt auch für gängige Zutaten wie Salz, Essig und Backpulver.
Einer der Gründe dafür könnte sein Tagatose ist vorteilhaft für Menschen mit Diabetesist die Art und Weise, wie der Körper es verarbeitet. Nur ein Teil des Zuckers wird im Dünndarm aufgenommen, der größte Teil wird von Darmbakterien im Dickdarm vergoren. Daher hat Tagatose einen viel geringeren Einfluss auf den Blutzucker- und Insulinspiegel als normaler Zucker. Klinische Studien haben nach dem Verzehr nur einen minimalen Anstieg des Plasmaglukose- oder Insulinspiegels gezeigt.
Tagatose kann auch die Mundgesundheit fördern. Im Gegensatz zu Saccharose, die Karies verursachende Bakterien ernährt, scheint Tagatose das Wachstum einiger dieser schädlichen Mikroben zu begrenzen. Untersuchungen deuten auch darauf hin, dass es möglicherweise eine probiotische Wirkung hat, die die Entwicklung einer gesünderen Mikroflora sowohl im Mund als auch im Darm fördert.
Aufgrund seines geringen Kaloriengehalts und der geringen Aufnahmefähigkeit eignet sich Tagatose als Süßungsmittel. Dies bedeutet, dass es Zucker nicht nur durch Süße ersetzen kann, sondern auch durch die physikalischen Eigenschaften, die es beim Kochen und Backen bietet. Süßstoffe mit hoher Intensität können diesen Effekt nicht reproduzieren. Tagatose verdunkelt sich beim Erhitzen, ähnlich wie Haushaltszucker, und Verkostungen zeigen, dass sein Geschmack und seine Textur dem normalen Zucker sehr ähnlich sind.
„Eine entscheidende Innovation in der Tagatose-Biosynthese war die Entdeckung des Gal1P-Enzyms in der Schleimhaut und deren Eintrag in unsere Produktionsbakterien. Dies ermöglichte es uns, den natürlichen biologischen Weg der Metabolisierung von Galaktose zu Glukose umzukehren und stattdessen Galaktose aus Glukose als Ausgangsstoff herzustellen. Von dort aus können Tagatose und möglicherweise andere seltene Zucker synthetisiert werden“, betonte Nair.
Die Forscher sagen, dass dieser Ansatz die Tür zu einer effizienteren Produktion anderer seltener Zucker öffnen könnte, was die Art und Weise, wie Süßstoffe in Zukunft hergestellt und verwendet werden, verändern könnte.
