Για δεκαετίες επιστήμονες και εταιρείες τροφίμων αναζητούν τρόπους να αναπαράγουν τη γεύση της ζάχαρης χωρίς τα συνοδευτικά προβλήματα υγείας. Από τη σακχαρίνη έως τη στέβια, ο στόχος ήταν να διατηρηθεί η γλυκύτητα μειώνοντας τις περιττές θερμίδες, την τερηδόνα και τους κινδύνους που σχετίζονται με την παχυσαρκία, την ινσουλινοαντοχή και τον διαβήτη.
Ερευνητές του Tufts αναφέρουν πλέον πρόοδο προς αυτήν την κατεύθυνση. Σε μελέτη που δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση Cell Reports Physical Science, περιγράφουν μια νέα βιοσυνθετική μέθοδο παραγωγής της ταγατόζης, ενός φυσικού αλλά πολύ σπάνιου σακχάρου που μοιάζει αισθητά στη γεύση με την κοινή ζάχαρη και θα μπορούσε να γλυκάνει τρόφιμα με λιγότερες αρνητικές επιπτώσεις.
Σπάνια στη φύση αλλά υποσχόμενη
Η ταγατόζη εμφανίζεται με ελάχιστες ποσότητες στη φύση —στο γάλα και σε προϊόντα όπου η λακτόζη διασπάται με θερμότητα ή ένζυμα— διαδικασίες που γίνονται κατά την παραγωγή προϊόντων όπως το γιαούρτι, το τυρί και το κεφίρ.
Μικρά ίχνη ταγατόζης βρίσκονται επίσης σε φρούτα όπως τα μήλα, οι ανανάδες και τα πορτοκάλια, όμως συνήθως αποτελούν λιγότερο από 0,2% των σακχάρων αυτών των τροφίμων. Εξαιτίας αυτής της σπανιότητας, η ταγατόζη παρασκευάζεται συνήθως βιομηχανικά και δεν εξάγεται απευθείας από φυσικές πρώτες ύλες.
Προβλήματα στην παραγωγή
«Υπάρχουν καθιερωμένες διαδικασίες για την παραγωγή ταγατόζης αλλά είναι αναποτελεσματικές και ακριβές» δήλωσε ο Νικ Νέιρ, αναπληρωτής καθηγητής χημικής και βιολογικής μηχανικής στο Tufts.
Για να ξεπεράσει αυτούς τους περιορισμούς, η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε μια νέα προσέγγιση που βασίζεται σε γενετικά τροποποιημένα βακτήρια. «Αναπτύξαμε έναν τρόπο παραγωγής ταγατόζης τροποποιώντας το βακτήριο Escherichia coli ώστε να λειτουργεί σαν μικροσκοπικό εργοστάσιο φορτωμένο με τα κατάλληλα ένζυμα που μετατρέπουν άφθονες ποσότητες γλυκόζης σε ταγατόζη. Αυτό είναι πολύ πιο οικονομικά εφικτό από την προηγούμενη προσέγγισή μας η οποία χρησιμοποιούσε τη λιγότερο διαθέσιμη και ακριβότερη γαλακτόζη.»
Καινοτομία στα ένζυμα
Τα τροποποιημένα βακτήρια ενσωματώνουν ένα πρόσφατα ανακαλυφθέν ένζυμο από βλεννομύκητα, μια φωσφατάση ειδική για τη γαλακτόζη 1-φωσφορική (Gal1P), που επιτρέπει την άμεση μετατροπή της γλυκόζης σε γαλακτόζη. Ένα δεύτερο ένζυμο, η ισομεράση αραβινόζης, ολοκληρώνει τη διαδρομή μετατρέποντας τη γαλακτόζη σε ταγατόζη.
Με αυτή τη διαδικασία τα βακτήρια μπορούν να παράγουν ταγατόζη από γλυκόζη με αποδόσεις που φτάνουν έως και 95%, σημαντική βελτίωση σε σχέση με τις συμβατικές μεθόδους που συνήθως δίνουν αποδόσεις μεταξύ 40% και 77%. Η υψηλότερη αποδοτικότητα μειώνει σημαντικά και το κόστος παραγωγής.
Γλυκύτητα, θερμίδες και ασφάλεια
Η ταγατόζη έχει περίπου το 92% της γλυκύτητας της σακχαρόζης (κοινής ζάχαρης) αλλά περιέχει περίπου 60% λιγότερες θερμίδες. Ο FDA την έχει χαρακτηρίσει «γενικά αναγνωρισμένη ως ασφαλής», γεγονός που επιτρέπει τη χρήση της σε τρόφιμα για καταναλωτές, με την ίδια κατηγορία ασφαλείας που έχουν συστατικά όπως το αλάτι, το ξίδι και η μαγειρική σόδα.
Ένας λόγος που η ταγατόζη μπορεί να είναι ωφέλιμη για άτομα με διαβήτη είναι ο τρόπος που ο οργανισμός την επεξεργάζεται: μόνο μέρος απορροφάται στο λεπτό έντερο, ενώ μεγάλο ποσοστό ζυμώνεται από τα βακτήρια του εντέρου στο παχύ έντερο. Αυτό σημαίνει πολύ μικρότερες αυξήσεις στα επίπεδα γλυκόζης και ινσουλίνης μετά την κατανάλωση σε σχέση με την κοινή ζάχαρη. Κλινικές μελέτες έχουν δείξει πολύ χαμηλές αυξήσεις γλυκόζης ή ινσουλίνης στο πλάσμα μετά την κατανάλωση ταγατόζης.
Οφέλη στη στοματική υγεία
Σε αντίθεση με τη σακχαρόζη, που τροφοδοτεί βακτήρια υπεύθυνα για την τερηδόνα, η ταγατόζη φαίνεται να επιβραδύνει την ανάπτυξη ορισμένων από αυτά τα μικρόβια. Έρευνες υποδεικνύουν επίσης πιθανές προβιοτικές δράσεις που ενισχύουν πιο υγιή μικροβιακή κοινότητα στο στόμα και στο έντερο.
Εφαρμογές στη ζαχαροπλαστική
Επειδή η ταγατόζη είναι χαμηλή σε θερμίδες και απορροφάται ελάχιστα, λειτουργεί καλά ως «γλυκαντικό όγκου»: αντικαθιστά τη ζάχαρη όχι μόνο στη γλυκύτητα αλλά και στη δομή που αυτή προσφέρει στο μαγείρεμα και στο ψήσιμο. Αντίθετα, τα γλυκαντικά υψηλής έντασης δεν αναπαράγουν αυτό το αποτέλεσμα. Η ταγατόζη καραμελώνει κατά τη θέρμανση όπως η κοινή ζάχαρη και οι δοκιμές γεύσης δείχνουν ότι πλησιάζει περισσότερο τη γεύση της ζάχαρης σε σχέση με άλλα υποκατάστατα.
«Η βασική καινοτομία στη βιοσύνθεση της ταγατόζης ήταν η ανακάλυψη του ενζύμου Gal1P από βλεννομύκητα και η ενσωμάτωσή του στα βακτήρια παραγωγής μας» δήλωσε ο Νικ Νέιρ. «Αυτό μας επέτρεψε να αντιστρέψουμε μια φυσική βιολογική οδό που μεταβολίζει τη γαλακτόζη σε γλυκόζη και αντίθετα να παράγουμε γαλακτόζη από γλυκόζη που παρέχεται ως πρώτη ύλη. Από εκεί και πέρα μπορούν να συντεθούν η ταγατόζη και δυνητικά άλλα σπάνια σάκχαρα.»
Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι η στρατηγική αυτή θα μπορούσε να καταστήσει δυνατή την πιο αποδοτική παραγωγή και άλλων σπάνιων σακχάρων, αλλάζοντας ενδεχομένως τον τρόπο που αναπτύσσονται και χρησιμοποιούνται τα γλυκαντικά στο μέλλον.
Naftemporiki.gr
