Για δεκαετίες επιστήμονες και βιομηχανίες τροφίμων προσπαθούν να αναπαράγουν τη γεύση της ζάχαρης χωρίς τα συνοδά προβλήματα υγείας. Από τη σακχαρίνη μέχρι τη στέβια, στόχος ήταν να διατηρηθεί η γλυκύτητα μειώνοντας τις θερμίδες, την τερηδόνα και τους κινδύνους παχυσαρκίας, αντίστασης στην ινσουλίνη και διαβήτη. Ερευνητές από το Tufts αναφέρουν πλέον πρόοδο προς αυτή την κατεύθυνση.
Σε μελέτη που δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «Cell Reports Physical Science», η ομάδα περιγράφει μια νέα βιοσυνθετική μέθοδο παραγωγής της ταγατόζης, ενός φυσικού αλλά εξαιρετικά σπάνιου σακχάρου. Η ταγατόζη έχει γεύση πολύ κοντινή στη κοινή ζάχαρη και θα μπορούσε να αποτελέσει τρόπο γλύκανσης τροφίμων με λιγότερες αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία. Οι επιστήμονες επισημαίνουν επίσης πιθανά πρόσθετα οφέλη για την υγεία.
Φυσική ύπαρξη και βιομηχανική παραγωγή
Σε σχέση με συνηθισμένα σάκχαρα όπως η γλυκόζη, η φρουκτόζη και η σακχαρόζη, η ταγατόζη υπάρχει στη φύση σε ελάχιστες ποσότητες. Εμφανίζεται στο γάλα και στα γαλακτοκομικά προϊόντα όταν η λακτόζη διασπάται από θερμότητα ή ένζυμα — μια διαδικασία που συμβαίνει στην παραγωγή γιαουρτιού, τυριού και κεφίρ.
Μικρές ποσότητες ταγατόζης υπάρχουν επίσης σε φρούτα όπως τα μήλα, οι ανανάδες και τα πορτοκάλια, αλλά συνήθως αποτελούν λιγότερο από 0,2% των σακχάρων που περιέχονται σε αυτά. Εξαιτίας των τόσο χαμηλών φυσικών αποθεμάτων, η ταγατόζη παράγεται συνήθως βιομηχανικά και δεν εξάγεται άμεσα από 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 με 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 άφθονη γλυκόζη σε ταγατόζη. Αυτό είναι πολύ πιο οικονομικά εφικτό από την προηγούμενη προσέγγισή μας, η οποία χρησιμοποιούσε τη λιγότερο διαθέσιμη και ακριβότερη γαλακτόζη», εξήγησε ο ίδιος.
Το νέο ένζυμο και η βιομετατροπή
Τα τροποποιημένα βακτήρια φέρουν ένα πρόσφατα ανακαλυφθέν ένζυμο από βλεννομύκητα, μια φωσφατάση εκλεκτική για τη γαλακτόζη 1-φωσφορική (Gal1P). Το ένζυμο αυτό επιτρέπει στα βακτήρια να μετατρέπουν απευθείας τη γλυκόζη σε γαλακτόζη. Ένα δεύτερο ένζυμο που παράγεται από τα βακτήρια, η ισομεράση αραβινόζης, ολοκληρώνει τη μετατροπή μετατρέποντας τη γαλακτόζη σε ταγατόζη.
Με αυτή τη διαδικασία τα βακτήρια μπορούν να παράγουν ταγατόζη από γλυκόζη με αποδόσεις έως και 95%. Πρόκειται για σημαντική βελτίωση σε σχέση με τις συμβατικές μεθόδους, που συνήθως πετυχαίνουν αποδόσεις μεταξύ 40–77%, καθιστώντας τη νέα διαδικασία πολύ πιο οικονομική.
Γλυκύτητα, θερμίδες και ασφάλεια
Η ταγατόζη προσφέρει περίπου το 92% της γλυκύτητας της σακχαρόζης (κοινής ζάχαρης), ενώ περιέχει σχεδόν 60% λιγότερες θερμίδες. Ο Οργανισμός Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA) την έχει χαρακτηρίσει «γενικά αναγνωρισμένη ως ασφαλής», πράγμα που επιτρέπει τη χρήση της σε τρόφιμα για καταναλωτές — τον ίδιο χαρακτηρισμό έχουν και συνηθισμένα συστατικά όπως το αλάτι, το ξίδι και η μαγειρική σόδα.
Ένα από τα οφέλη για άτομα με διαβήτη είναι ο τρόπος με τον οποίο ο οργανισμός την επεξεργάζεται: μόνο ένα μέρος της απορροφάται στο λεπτό έντερο, ενώ μεγάλο ποσοστό ζυμώνεται από τα βακτήρια του εντέρου στο παχύ έντερο. Εξαιτίας αυτού, η ταγατόζη προκαλεί πολύ πιο μικρές αυξήσεις στα επίπεδα γλυκόζης και ινσουλίνης σε σχέση με την κοινή ζάχαρη, και κλινικές μελέτες δείχνουν πολύ χαμηλές αυξήσεις στο πλάσμα μετά την κατανάλωσή της.
Επιπτώσεις στην οδοντική υγεία και στις μικροβιακές κοινότητες
Η ταγατόζη μπορεί επίσης να ωφελεί την στοματική υγεία. Σε αντίθεση με τη σακχαρόζη, η οποία τροφοδοτεί βακτήρια που συμβάλλουν στην τερηδόνα, η ταγατόζη φαίνεται να επιβραδύνει την ανάπτυξη ορισμένων από αυτά τα μικρόβια. Έρευνες δείχνουν επίσης πιθανές προβιοτικές επιδράσεις που προάγουν πιο υγιή βακτήρια στο στόμα και στο έντερο.
Χρήσεις στη μαγειρική και στο ψήσιμο
Επειδή έχει χαμηλή ενεργειακή απορρόφηση και απορροφάται ελάχιστα από τον οργανισμό, η ταγατόζη λειτουργεί καλά ως «γλυκαντικό όγκου». Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να αντικαταστήσει τη ζάχαρη όχι μόνο στη γλυκύτητα αλλά και στη φυσική δομή που προσφέρει στο ψήσιμο και το μαγείρεμα — κάτι που τα γλυκαντικά υψηλής έντασης δεν καταφέρνουν. Η ταγατόζη καραμελώνει κατά το ψήσιμο όπως η κοινή ζάχαρη και δοκιμές γεύσης την τοποθετούν πιο κοντά στη ζάχαρη από 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 αναφέρουν ότι η στρατηγική αυτή θα μπορούσε να κάνει πιο αποδοτική την παραγωγή άλλων σπάνιων σακχάρων και ενδεχομένως να αλλάξει τον τρόπο ανάπτυξης και χρήσης των γλυκαντικών στο μέλλον.
Naftemporiki.gr
