Поиск здоровых и доступных заменителей традиционного сахара (сахарозы) существенно затрудняется сложностями производства подобных альтернатив. Учёные из Калифорнийского университета в Дейвисе разработали кардинально новый метод добычи псикозы – одного из самых полезных сахарозаменителей, который встречается в природе лишь в следовых количествах.

Псикоза лишь ненамного уступает сахарозе по сладости, но содержит всего десятую часть её калорий. В частности, в ней насчитывается около 0,4 калорий на грамм, в то время как в обычном сахаре – это 4 калории на грамм. При этом вкус и вид псикозы совершенно не отличается, однако благодаря форме вещества (это моносахарид, самая простая форма сахара) процесс его усвоения в организме проходит гораздо проще. Так, до 70% вещества поглощается тонкой кишкой и выводится с мочой уже в первые 24 часа, а остаток проходит весь путь по толстой кишке и покидает организм в течение 48 часов. Как следствие, псикоза не влияет на уровень глюкозы или инсулина в крови. Многочисленные исследования показали, что в случае пациентов с сахарным диабетом 2 типа переход на псикозу способствует уравновешиванию углеводного обмена и сбросу лишнего веса.

Таким образом, псикоза была бы прекрасной альтернативой сахарозе, если бы нашлись эффективные способы её добычи или производства. Она считается редким сахаром, который встречается в следовых количествах в растительной пище вроде пшеницы, изюма или инжира. Актуальный метод производства псикозы подразумевает использование специальных ферментов DTEase и DPEase, которые служат катализаторами для переработки фруктозы. Ограничения этого процесса приводят к тому, что в итоге получается продукт не самого лучшего качества объёмом не более 50% от объёма сырья. Исследователи из Калифорнийского университета в Дейвисе уже много лет работают над повышением эффективности работы этих ферментов, однако в рамках недавнего исследования они решили испробовать кардинально новый подход к производству альтернативного сахара при помощи безвредных серотипов бактерии Escherichia coli (кишечной палочки), которые являются частью нормальной флоры кишечника.

Совместно с экспертами из MARI (Института перспективных исследований компании Mars) калифорнийские учёные взяли обычные E. coli, которые уже располагают природными механизмами для производства псикозы из глюкозы, и модифицировали их таким образом, что бактерии конвертировали всю получаемую глюкозу в нужный моносахарид. С первых попыток им удалось повысить продуктивность производства до 62% от количества сырья и поднять качество продукта до 95% и более. Данная методика является частным случаем технологии цельноклеточной биокатализации. И самое главное – пищевая индустрия располагает всеми необходимыми ресурсами и мощностями для коммерциализации и увеличения масштабов данной технологии без ущерба другим отраслям. Так, благодаря оптимизации методов производства редких сахаров псикоза может стать полноценной и доступной альтернативой сахарозе как в чистом виде, так и в ультра-обработанных продуктах. К тому же данную технологию возможно применять и для производства других редких моносахаридов для сельскохозяйственной и фармацевтической индустрий.