要找到一种健康、经济实惠的食糖或蔗糖替代品，最大的障碍之一就是能否制造这种替代品。阿洛酮糖就是这样一种替代品，它的甜度约为蔗糖的 70%，但热量仅为蔗糖的 10%，甚至还被证明可以改善 2 型糖尿病患者的血糖水平并有助于减轻体重。然而，目前的生产方法以产量低、质量差著称，这阻碍了它的发展。

现在，加利福尼亚大学戴维斯分校（UC Davis）的科学家们在阿洛酮糖生产方面取得了"重大突破"，他们采用的方法既能提供高质量的产量，又具有可行的可扩展性，使其成为一种可行的、更健康的糖替代品。这种方法还改写了目前纤维素的来源方式，可迅速推动其商业化生产。

美国加州大学戴维斯分校化学教授 Shota Atsumi 说："纤维素是一种很好的糖替代品，但我们还没有一种经济有效的方法来生产它。我们的新方法高效、经济可行，可以扩大规模进行商业化生产。"

阿洛酮糖（又称 D-糙米糖）被认为是一种稀有糖类，因为它只在小麦、无花果和葡萄干等少数植物性食物中以微量形式天然存在。提取后，它具有蔗糖的质地和口感，每克热量仅为 0.4 卡路里，而蔗糖每克热量为 4 卡路里。由于它是一种单糖，即单个糖分子，因此在人体内会经历一个非常不同的过程。大约 70% 被小肠吸收，并在 24 小时内通过尿液排出体外。其余的则会在大约 48 小时内通过大肠这条风景优美的路线排出体外。因此，阿洛糖不会影响血糖或胰岛素水平。

虽然可以获得阿洛酮糖，但目前的低产量生产方法使最终产品对制造商和消费者来说都成本高昂

目前，人们使用 D-tagatose-3-epimerase (DTEase)（DTEase）和 D-psicose-3-epimerase（DPEase）酶来提取阿洛酮糖，催化其从果糖的转化，但这种工艺的局限性意味着产量最多只能达到 50%，而且纯度很低。

在加州大学戴维斯分校，科学家们不再试图提高这些酶的产量，而是转而寻找另一种完全生产这种糖的方法。他们在常见的肠道细菌大肠杆菌（E. coli）中找到了这种方法。

研究小组与火星高级研究所（Mars Advanced Research Institute）合作，编辑了微生物的新陈代谢过程，因此当给细胞喂食葡萄糖时，它们会将其转化为阿洛酮糖。结果，产量立即达到 62%（重要的是，纯度超过 95%）。

Atsumi说："一旦通量被重新定向，就会发现细胞具备了所需的一切条件；它们只需要被开启，而不需要的途径则被关闭。"

从根本上说，大肠杆菌天然拥有从葡萄糖中生产阿尿糖的正确途径，科学家们通过调整设计，将开关切换到特定的代谢结果。这种新方法不仅能够生产出阿洛酮糖，而且还具有可持续性和成本效益，可以利用现有的基础设施和生物化学技术扩大生产规模。

研究人员在论文中指出："全细胞催化技术和基础设施已经在工业上得到确立，而且可以向模式生物大肠杆菌提供不与商业食品生产竞争的原料。批量生产稀有糖类的能力将为超加工食品提供低热量糖类替代品，从而有助于解决全球肥胖率上升的问题。稀有糖类产量的增加还将为农业产业提供可持续的杀虫剂，并为制药业提供具有药用价值的单糖。"

而且，由于改良大肠杆菌会吞噬喂给它们的所有葡萄糖，因此几乎不需要下游工作来提高纯度，而这解决了目前生产方法的另一个麻烦。

这项研究发表在《自然-食品科学》（Nature's npj Science of Food）杂志上。