Ist Tagatose eine gesündere Alternative zu Zucker?

Forschende der Tufts University in Boston (USA) berichten in einer in Cell Reports Physical Science veröffentlichten Studie von einem neuen Weg, wie Tagatose kostengünstig biosynthetisch hergestellt werden kann. Dieser natürlicherweise nur in sehr geringen Mengen vorkommende Zucker soll nicht nur den süßen, natürlichen Geschmack von Haushaltszucker bieten, sondern sogar gesundheitliche Vorteile mit sich bringen.

Tagatose kann in Milch und Milchprodukten entstehen, wenn Laktose durch Hitze oder Enzyme abgebaut wird, wie dies etwa bei der Herstellung von Joghurt, Käse oder Kefir der Fall ist, meldet die Tufts University. „Einige Früchte wie Äpfel, Ananas und Orangen enthalten ebenfalls Spuren von Tagatose als Teil ihres natürlichen Kohlenhydratspektrums.“

Da Tagatose in natürlichen Quellen in der Regel weniger als 0,2 Prozent des gesamten Zuckergehalts ausmacht, wird sie für den Verzehr meist hergestellt und nicht extrahiert, erklärt Nair. Es gebe zwar etablierte Verfahren zur Herstellung von Tagatose, doch diese seien ineffizient und teuer.

Bei der neu entwickelten Methode wird das Bakterium Escherichia coli so gentechnisch verändert, dass es als winzige Tagatosefabrik fungiert, die ausgestattet mit den richtigen Enzymen große Mengen Glukose umwandeln kann. Nair: „Dies ist wirtschaftlich deutlich sinnvoller als unser früherer Ansatz, bei dem das weniger verfügbare und teurere Galaktose als Ausgangsstoff verwendet wurde.“

Die Bakterien wurden so verändert, dass sie ein neu entdecktes Enzym aus Schleimpilzen enthalten, die sogenannte Galactose-1-phosphat-selektive Phosphatase (Gal1P). Dieses Enzym ermögliche die direkte Herstellung von Galaktose aus Glukose. Ein zweites von den Bakterien exprimiertes Enzym, die Arabinose-Isomerase, schließt die Umwandlung von Galaktose zu Tagatose ab.

„Im Gegensatz zu Saccharose, die kariesverursachende Bakterien im Mund fördert, scheint Tagatose das Wachstum einiger dieser Bakterien zu reduzieren, und es gibt Hinweise darauf, dass sie probiotische Wirkungen hat und somit eine gesunde Mund- und Darmflora unterstützt.“

Co-Autor Prof. Nik Nair

Die Ausbeute an Tagatose aus der von den Bakterien erzeugten Glukose könne bis zu 95 Prozent erreichen – deutlich mehr und kostengünstiger als bei konventionellen Herstellungsverfahren, bei denen die Ausbeute lediglich zwischen 40 und 77 Prozent liegt.

Tagatose hat 92 Prozent der Süßungsleistung von Saccharose und enthält gleichzeitig etwa 60 Prozent weniger Kalorien, heißt es weiter. Außerdem wurde sie bereits von der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde FDA als sicher eingestuft, was bedeutet, dass sie bedenkenlos in Lebensmitteln verwendet werden darf.

Die potenziellen Vorteile für Menschen mit Diabetes ergeben sich daraus, dass Tagatose im Dünndarm nur teilweise aufgenommen wird, schreiben die Forschenden, ein großer Teil wird von Darmbakterien im Dickdarm fermentiert. Dadurch sei ihre Wirkung auf den Blutzucker- und Insulinspiegel deutlich geringer als die von herkömmlichem Zucker. Dementsprechend zeigten klinische Studien nach dem Verzehr von Tagatose nur sehr geringe Anstiege der Glukose- oder Insulinwerte im Blutplasma.

Mit ihrem niedrigen Kaloriengehalt und der geringen Aufnahme im Körper sei Tagatose zudem ein attraktiver sogenannter „Bulk-Süßstoff“. Das bedeute, dass sie Zucker nicht nur geschmacklich ersetzen kann, sondern beim Kochen und Backen auch eine ähnliche Volumen- und Texturwirkung hat – „etwas, das hochintensive Süßstoffe nicht leisten können“. Zudem bräune sie beim Erhitzen wie Haushaltszucker und weise in Geschmackstests im Vergleich zu anderen Zuckern und Zuckerersatzstoffen die größte Ähnlichkeit mit herkömmlichem Zucker auf.