Các nhà nghiên cứu đang đẩy mạnh sản xuất chất thay thế đường ít calo.

MENA Newswire , BOSTON : Các nhà khoa học tại Đại học Tufts cho biết họ đã phát triển một phương pháp hiệu quả hơn để sản xuất tagatose, một loại “đường hiếm” tự nhiên có vị gần giống đường ăn thông thường nhưng lại ít calo hơn và làm giảm đáng kể lượng đường huyết và insulin tăng cao trong các nghiên cứu lâm sàng đã được công bố. Nhóm nghiên cứu báo cáo rằng việc biến đổi gen vi khuẩn để chuyển đổi glucose có sẵn rộng rãi thành tagatose có thể giải quyết một trở ngại lâu nay khiến chất tạo ngọt này vẫn tương đối đắt tiền và hạn chế sử dụng.

Tagatose chỉ tồn tại với lượng rất nhỏ trong tự nhiên, bao gồm trong một số sản phẩm từ sữa khi lactose bị phân hủy bởi nhiệt hoặc enzyme và với số lượng nhỏ trong một số loại trái cây. Các nhà nghiên cứu mô tả nó có độ ngọt bằng khoảng 92% so với sucrose, nhưng lại có lượng calo ít hơn khoảng 60%. Các cơ quan quản lý của Hoa Kỳ đã xếp tagatose vào nhóm chất được công nhận là an toàn để sử dụng trong thực phẩm, biến nó trở thành một ứng cử viên cho các nhà sản xuất đang tìm kiếm hương vị và hiệu quả tương tự như đường nhưng có tác động chuyển hóa thấp hơn.

Công trình nghiên cứu này được mô tả trong một bài báo đăng trên tạp chí Cell Reports Physical Science. Các nhà nghiên cứu đã báo cáo về việc sửa đổi vi khuẩn Escherichia coli để sử dụng làm nền tảng sản xuất bằng cách bổ sung một loại enzyme mới được xác định từ nấm nhầy, galactose-1-phosphate-selective phosphatase, cùng với một loại enzyme khác, arabinose isomerase, để hoàn thành quá trình chuyển đổi thành tagatose. Nhóm nghiên cứu báo cáo hiệu suất thu được lên đến 95% từ glucose, so với các quy trình thông thường thường đạt hiệu suất thấp hơn.

Phương pháp sản xuất hoạt động như thế nào và tại sao nó lại quan trọng?

Các nhà nghiên cứu cho biết cách cơ thể xử lý tagatose giúp giải thích tác dụng thấp hơn của nó đối với lượng đường trong máu và insulin so với sucrose. Họ báo cáo rằng chỉ một phần tagatose được hấp thụ ở ruột non, trong khi một phần đáng kể đến đại tràng, nơi nó được vi khuẩn đường ruột lên men. Phần thảo luận của nghiên cứu và các phát hiện lâm sàng trước đó được các nhà nghiên cứu trích dẫn mô tả sự gia tăng tối thiểu lượng glucose và insulin trong huyết tương sau khi ăn, một đặc điểm đã khiến tagatose trở nên đáng quan tâm trong việc lập kế hoạch ăn uống cho những người mắc bệnh tiểu đường hoặc nhạy cảm với insulin.

Ngoài các chỉ số chuyển hóa, các nhà nghiên cứu còn đưa ra bằng chứng cho thấy tagatose hoạt động khác với sucrose trong miệng và có thể giúp hạn chế sự phát triển của một số vi khuẩn gây sâu răng. Họ cũng mô tả các dấu hiệu về tác dụng hỗ trợ đối với các vi khuẩn có lợi trong miệng và ruột, phù hợp với cách thức xử lý một số carbohydrate khó hấp thụ. Trong ứng dụng thực phẩm, nhóm nghiên cứu mô tả tagatose là một "chất làm ngọt tạo khối" có thể tạo độ phồng và kết cấu, và nó có thể chuyển sang màu nâu trong quá trình nấu nướng, những đặc điểm mà nhiều chất làm ngọt cường độ cao khó có thể bắt chước.

Thông tin chi tiết về quy định và nhãn mác

Mặc dù tagatose được phép sử dụng trong thực phẩm ở Hoa Kỳ, nhưng cách ghi nhãn của nó khác với một số loại đường ít calo khác. Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã đưa ra hướng dẫn về cách thức hiển thị tagatose trên nhãn thông tin dinh dưỡng, bao gồm cả trong một phản hồi bổ sung năm 2023, trong đó nêu rõ tagatose phải được khai báo là đường bổ sung. Các báo cáo trong ngành và tài liệu của FDA đã chỉ ra rằng tagatose chứa ít calo hơn sucrose, nhưng nhiều hơn allulose, một loại đường hiếm khác mà FDA đã loại trừ khỏi danh mục "đường bổ sung".

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Tufts mô tả quy trình mới này như một cách để đảo ngược một con đường sinh học phổ biến nhằm tạo ra một loại đường trung gian từ glucose và sau đó chuyển đổi nó thành tagatose, sử dụng các enzyme được lựa chọn cho nhiệm vụ này. Họ cho biết phương pháp này nhằm mục đích làm cho quá trình sản xuất trở nên kinh tế hơn bằng cách dựa vào các nguyên liệu dồi dào thay vì các nguyên liệu đầu vào đắt tiền hơn. Các nhà nghiên cứu cũng báo cáo rằng chiến lược tương tự có thể được áp dụng để tổng hợp các loại đường hiếm khác, mở rộng bộ công cụ cho khoa học thực phẩm và dinh dưỡng trong khi vẫn giữ cho sản phẩm cuối cùng gần gũi hơn với hương vị và các đặc tính chức năng của đường.