La tagatosa podría resolver el problema del azúcar
Investigadores de Tufts utilizan E. coli como microfactorías de tagatosa, que tiene un 60% menos de calorías y apenas afecta a los niveles de azúcar en sangre
Desde la sacarina en el siglo XIX hasta la estevia y la fruta del monje en el XXI, los investigadores y la industria alimentaria llevan mucho tiempo buscando un edulcorante que ofrezca el sabor del azúcar sin sus inconvenientes: exceso de calorías, caries y mayor riesgo de obesidad, resistencia a la insulina y diabetes.
Ahora, en un estudio publicado en Cell Reports Physical Science, investigadores de Tufts han desarrollado una forma de producir biosintéticamente un azúcar poco común llamado tagatosa, que bien podría proporcionar el dulzor y el sabor natural del azúcar de mesa sin sus posibles perjuicios. Incluso podría ser beneficioso para la salud.
La tagatosa se encuentra en la naturaleza en cantidades muy pequeñas en comparación con azúcares comunes como la glucosa, la fructosa o la sacarosa. Puede encontrarse en la leche y otros productos lácteos cuando la lactosa se descompone mediante calor o enzimas, como ocurre en la producción de yogur, queso y kéfir.
Algunas frutas, como las manzanas, las piñas y las naranjas, contienen trazas de tagatosa como parte de su espectro natural de hidratos de carbono. Dado que la tagatosa suele representar menos del 0,2% de los azúcares que se encuentran en fuentes naturales, normalmente se fabrica, no se extrae, para su consumo.
"Existen procesos establecidos para producir tagatosa, pero son ineficaces y caros", explica Nik Nair, profesor asociado de ingeniería química y biológica en Tufts.
"Desarrollamos una forma de producir tagatosa mediante la ingeniería de las bacterias Escherichia coli para que funcionen como fábricas diminutas, cargadas con las enzimas adecuadas para procesar cantidades abundantes de glucosa y convertirlas en tagatosa. Este método es mucho más viable económicamente que el anterior, que utilizaba galactosa, menos abundante y más cara, para producir tagatosa".
Las bacterias están diseñadas para incluir una enzima recién descubierta en el moho del fango, llamada galactosa-1-fosfato-fosfatasa selectiva (Gal1P), que puede ayudar a producir galactosa directamente a partir de glucosa. Una segunda enzima expresada por la bacteria, denominada arabinosa isomerasa, completa la conversión de galactosa en tagatosa.
El rendimiento de la tagatosa a partir de la glucosa generada por la bacteria podría alcanzar hasta el 95%, cifra significativamente mayor y más barata que la de la fabricación convencional, en la que los rendimientos sólo alcanzan entre el 40 y el 77%.
La tagatosa es un 92% más dulce que la sacarosa -azúcar de mesa- y tiene un 60% menos de calorías. La tagatosa ha sido designada "generalmente reconocida como segura" por la FDA, lo que significa que puede utilizarse con seguridad en alimentos de consumo. Por ponerlo en perspectiva, es la misma designación que se da a la sal, el vinagre y el bicarbonato de sodio.
Sus posibles beneficios para los diabéticos se derivan del hecho de que sólo se absorbe parcialmente en el intestino delgado; gran parte es fermentada por las bacterias intestinales del colon. Por ello, su impacto en la glucemia y la insulina es mucho menor que el del azúcar convencional. Los estudios clínicos muestran aumentos muy bajos de la glucosa plasmática o de la insulina tras la ingestión de tagatosa.
A diferencia de la sacarosa, que alimenta las bacterias que causan caries en la boca, la tagatosa parece reducir el crecimiento de algunas de esas bacterias, y las pruebas sugieren que tiene efectos probióticos que favorecen la salud de las bacterias orales e intestinales.
Con pocas calorías y baja absorción, la tagatosa es un atractivo "edulcorante a granel", lo que significa que no sólo puede sustituir al azúcar en el dulzor, sino que también puede proporcionar una textura a granel similar en la cocina que se obtiene al añadir el azúcar en cierta cantidad, algo que no pueden hacer los sustitutos de los edulcorantes de alta intensidad. Incluso se dora como el azúcar de mesa durante la cocción. En las pruebas de sabor, comparado con otros azúcares y sustitutos del azúcar, es el que más se parece al azúcar de mesa.
"La innovación clave en la biosíntesis de la tagatosa fue encontrar la enzima Gal1P del moho del fango e incorporarla a nuestra bacteria de producción", explica Nair. Eso nos permitió invertir una vía biológica natural que metaboliza la galactosa en glucosa y generar galactosa a partir de la glucosa suministrada como materia prima". A partir de ahí se puede sintetizar tagatosa y potencialmente otros azúcares raros".
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Publicación original
Aaron M. Love, Christopher G. Toomey, Abhishek Kumar, Sukesh Narayan Kashyap, Dhinesh Kumar Santhamoorthy, Likith Muthuraj, Hannah L. Lynch, Parayil Kumaran Ajikumar, Pravin Kumar R., Nikhil U. Nair, Christine N.S. Santos; "Reversal of the Leloir pathway to promote galactose and tagatose synthesis from glucose"; Cell Reports Physical Science, Volume 6
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