金永苏说:“塔格糖是一种甜味剂,其口味和质地与蔗糖或食用糖几乎相同,然而热量却比蔗糖少很多,大约相当于蔗糖的40%。且塔格糖不会像蔗糖或果糖那样增加血糖水平,血糖指数仅为3,远远低于蔗糖(68)和果糖(24)。因此,塔格糖对于2型糖尿病和其他因血糖快速、反复上升所引发疾病的风险较低。”
尽管塔格糖有这些益处,但由于其生产成本很高,所以一直没有被广泛应用于商业。塔格糖天然存在于水果和乳制品中,因它们的浓度太低,以至于无法被有效地分离。传统的生产方法包括一种多步酶法,将半乳糖转化为塔格糖。但令人遗憾的是,酶的催化反应效率很低,只有30%的半乳糖能被转化为塔格糖,这迫使制造商使用昂贵的工艺从半乳糖混合物中提取塔格糖。
金永苏研究团队将酵母细胞作为微型塔格糖工厂。设计了一种酵母菌株,通过两次基因调整从乳糖中产生塔格糖。金永苏表示,酵母反应器的操作规模比基于酶的反应器大得多,这样可以有效地大规模生产塔格糖。
金永苏介绍,另一个优势在于,基于酵母的方法可以间接利用乳清。乳清是奶酪和希腊酸奶生产过程中不可避免的副产物,由于最近希腊酸奶变得越发流行,因此,乳清的处理是乳制品行业面临的一个问题。“希望我们的工艺可以用来解决乳清过剩的问题。因为这种基于酵母发酵的方法提高了生产率,并且可以直接使用廉价的乳制品废料,预计塔格糖的生产成本会大大降低。”
金永苏说:“我们研究表明,这种基因改造的酵母可以高效且快速地利用乳糖。随着进一步的代谢工程,利用工程酵母菌株,可以从富含乳清的乳糖中制造出其他有价值的产品。”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。