大腸菌を用いたタガトース高効率バイオ合成法、食品産業への応用示唆

研究グループは、希少糖であるD-タガトースを食品産業向けに効率的に生産するバイオ合成手法を確立した。この技術的進展は、微生物である大腸菌（Escherichia coli）を「細胞工場」として遺伝子工学的に設計したことに基づく。従来、タガトースの商業化における障壁であった製造コストと困難さを克服する可能性を示しており、機能性甘味料としての市場導入が現実味を帯びてきた。

本手法では、安価で入手容易なグルコースを原料とし、タガトースへの変換収率が最大で95パーセントに達するという高い効率を達成した。これは、従来の製造法における40パーセントから77パーセント程度の収率と比較して大幅な改善であり、工業的スケールでの生産実現に向けた重要な節目となる。この高効率化は、最終製品のコスト構造に直接的な影響を与え、市場競争力を高める要因となる。

タガトースは、その特性から「理想的な甘味料」の一つとして注目されている。甘味度はショ糖の約90パーセントに相当するが、カロリーはショ糖の約30パーセント（2kcal/g）と低く、さらに血糖値への影響が最小限に抑えられるという低グリセミック特性を持つ。この特性は、糖尿病患者の食事管理において利点を提供し、健康志向の消費者層からの需要を喚起している。

新規生産プロセスの鍵となったのは、粘菌から発見された特定の酵素、すなわちガラクトース 1-リン酸選択的ホスファターゼ（Gal1P酵素）の利用である。この酵素は、通常グルコースへと流れる糖代謝経路を逆行させ、グルコースからタガトースの生成に必要な中間体を作り出すことを可能にした。D-タガトースの効率的な合成は、原料のL-ガラクトースの入手困難さが課題であったL-タガトース製造とは異なり、希少糖製造における技術的進展と見なせる。

タガトース市場は、世界的な低カロリー甘味料需要の高まりを受け成長傾向にあり、2024年には約1億5992万米ドルと評価されている。北米がクリーンラベル製品の需要により市場をリードし、ヨーロッパが糖質規制を背景に続き、アジア太平洋地域も健康意識の高まりから成長が見込まれている。このバイオテクノロジーによるコスト削減は、既存の甘味料との競争や高生産コストといった市場の課題を克服し、タガトースの普及を加速させる可能性がある。さらに、タガトースは腸内細菌によって発酵され、有益な乳酸菌の増殖を促進するプレバイオティクス効果も有することが報告されており、その機能性は甘味料としての役割を超えて拡大している。

この研究成果は、食品産業における機能性素材開発の新たな方向性を示唆している。京都府立大学の研究グループによる別の研究では、タガトースを含むケトン構造を持つ希少糖が、消化管ホルモンであるGLP-1の分泌を強く促進し、空腹後の過食行動を抑制する効果がマウス実験で確認されている。このような機能性の科学的裏付けは、タガトースを単なる砂糖代替品ではなく、生活習慣病予防に貢献する「機能性食品成分」として位置づける根拠となる。食品安全委員会によれば、D-タガトースは2003年より米国などで商業生産が開始され、一般に安全と認められる物質（GRAS物質）として利用されてきた実績がある。