Ένα γλυκαντικό, το οποίο έχει την ίδια γεύση με την αληθινή ζάχαρη, αλλά χωρίς τις παρενέργειές της, κατάφεραν να παράγουν με χαμηλό κόστος οι επιστήμονες. Το γλυκαντικό αυτό έχει λιγότερες θερμίδες, ελάχιστη επίδραση στο σάκχαρο του αίματος και πιθανά οφέλη για τη στοματική και εντερική υγεία.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Tufts στις ΗΠΑ ανέπτυξαν μια νέα βιοσυνθετική μέθοδο για την παραγωγή της ταγατόζης, ενός φυσικού αλλά εξαιρετικά σπάνιου σακχάρου. Η ταγατόζη μοιάζει πολύ στη γεύση με την κοινή ζάχαρη και θα μπορούσε να προσφέρει έναν τρόπο γλύκανσης τροφίμων με λιγότερες αρνητικές επιπτώσεις. Οι επιστήμονες αναφέρουν ότι ενδέχεται να συνοδεύεται και από πρόσθετα οφέλη για την υγεία.
Πού απαντάται φυσικά η ταγατόζη
Σε σύγκριση με κοινά σάκχαρα όπως η γλυκόζη, η φρουκτόζη και η σακχαρόζη, η ταγατόζη υπάρχει στη φύση μόνο σε ελάχιστες ποσότητες. Υπάρχει στο γάλα και στα γαλακτοκομικά προϊόντα όταν η λακτόζη διασπάται από τη θερμότητα ή από ένζυμα- μια διαδικασία που συμβαίνει κατά την παραγωγή τροφίμων όπως το γιαούρτι, το τυρί και το κεφίρ.
Μικρές ποσότητες ταγατόζης υπάρχουν επίσης σε φρούτα όπως τα μήλα, οι ανανάδες και τα πορτοκάλια. Παρ’ όλα αυτά, συνήθως αντιπροσωπεύει λιγότερο από το 0,2% των σακχάρων που περιέχονται σε αυτά τα τρόφιμα. Επειδή οι φυσικές πηγές περιέχουν τόσο μικρές ποσότητες, η ταγατόζη παράγεται συνήθως βιομηχανικά και όχι μέσω άμεσης εξαγωγής.
Γιατί η παραγωγή ταγατόζης ήταν δύσκολη μέχρι τώρα
«Υπάρχουν καθιερωμένες διαδικασίες για την παραγωγή ταγατόζης, αλλά είναι αναποτελεσματικές και δαπανηρές», δήλωσε ο Νικ Νέαρ, 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 Escherichiacoli ώστε να λειτουργεί ως ένα μικροσκοπικό εργοστάσιο, φορτωμένο με τα κατάλληλα ένζυμα για να μετατρέπει άφθονες ποσότητες γλυκόζης σε ταγατόζη. Αυτό είναι πολύ πιο οικονομικά βιώσιμο από την προηγούμενη προσέγγισή μας, η οποία χρησιμοποιούσε λιγότερο άφθονη και ακριβότερη γαλακτόζη» εξήγησε ο ερευνητής.
Από τη γλυκόζη σε ένα σπάνιο σάκχαρο
Τα τροποποιημένα βακτήρια σχεδιάστηκαν ώστε να φέρουν ένα πρόσφατα ανακαλυφθέν ένζυμο από βλεννομύκητα, γνωστό ως 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 παράγουν τα βακτήρια, η ισομεράση της αραβινόζης, ολοκληρώνει τη διαδικασία μετατρέποντας τη γαλακτόζη σε ταγατόζη.
Με αυτή τη διαδικασία, τα βακτήρια μπορούν να παράγουν ταγατόζη από γλυκόζη με αποδόσεις που φτάνουν έως και το 95%. Πρόκειται για σημαντική βελτίωση σε σχέση με τις συμβατικές μεθόδους παραγωγής, οι οποίες συνήθως επιτυγχάνουν αποδόσεις μεταξύ 40% και 77%. Η υψηλότερη αποδοτικότητα καθιστά τη διαδικασία πολύ λιγότερο δαπανηρή.
Η ταγατόζη έχει περίπου το 92% της γλυκύτητας της σακχαρόζης- της κοινής ζάχαρης- ενώ περιέχει περίπου 60% λιγότερες θερμίδες. Έχει χαρακτηριστεί από τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA) ως «γενικά αναγνωρισμένη ως ασφαλής», πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τρόφιμα για καταναλωτές. Ο ίδιος χαρακτηρισμός ισχύει και για κοινά συστατικά όπως το αλάτι, το ξίδι και η μαγειρική σόδα.
Πώς επιδρά στο σάκχαρο του αίματος και στα εντερικά βακτήρια
Ένας λόγος για τον οποίο η ταγατόζη μπορεί να ωφελήσει τα άτομα με διαβήτη είναι ο τρόπος με τον οποίο τη μεταβολίζει το σώμα. Μόνο ένα μέρος της απορροφάται στο λεπτό έντερο, ενώ μεγάλο ποσοστό της ζυμώνεται από τα εντερικά βακτήρια στο παχύ έντερο. Ως αποτέλεσμα, η ταγατόζη προκαλεί πολύ μικρότερες αυξήσεις στη γλυκόζη και την ινσουλίνη στο αίμα σε σύγκριση με τη συμβατική ζάχαρη. Κλινικές μελέτες έχουν δείξει ελάχιστες αυξήσεις στα επίπεδα γλυκόζης ή ινσουλίνης στο πλάσμα μετά την κατανάλωση ταγατόζης.
Η ταγατόζη ενδέχεται επίσης να υποστηρίζει τη στοματική υγεία. Σε αντίθεση με τη σακχαρόζη, η οποία τροφοδοτεί βακτήρια που συμβάλλουν στην εμφάνιση της τερηδόνας, η ταγατόζη φαίνεται να επιβραδύνει την ανάπτυξη ορισμένων από αυτά τα μικρόβια. Έρευνες υποδεικνύουν ακόμη ότι μπορεί να έχει προβιοτικές επιδράσεις, υποστηρίζοντας πιο υγιή βακτήρια τόσο στο στόμα όσο και στο έντερο.
Ένα σάκχαρο για τη μαγειρική και τη ζαχαροπλαστική
Επειδή είναι χαμηλή σε θερμίδες και απορροφάται ελάχιστα από τον οργανισμό, η ταγατόζη λειτουργεί αποτελεσματικά ως «γλυκαντικό όγκου». Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να αντικαταστήσει τη ζάχαρη όχι μόνο στη γλυκύτητα αλλά και στη δομή που προσφέρει στα τρόφιμα κατά το μαγείρεμα και το ψήσιμο. Τα γλυκαντικά υψηλής έντασης δεν μπορούν να αναπαράγουν αυτό το αποτέλεσμα. Η ταγατόζη καραμελώνει κατά το μαγείρεμα όπως η κοινή ζάχαρη και δοκιμές γεύσης δείχνουν ότι πλησιάζει περισσότερο τη ζάχαρη σε σχέση με άλλα γλυκαντικά.
Γιατί αυτή η ανακάλυψη έχει σημασία
«Η βασική καινοτομία στη βιοσύνθεση της ταγατόζης ήταν η ανακάλυψη του ενζύμου Gal1P από τον βλεννομύκητα και η ενσωμάτωσή του στα βακτήρια παραγωγής μας», δήλωσε ο Νέαρ. «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» εξήγησε.
Οι ερευνητές αναφέρουν ότι αυτή η στρατηγική θα μπορούσε να καταστήσει δυνατή την αποδοτική παραγωγή και άλλων σπάνιων σακχάρων, ενδεχομένως αλλάζοντας τον τρόπο με τον οποίο αναπτύσσονται και χρησιμοποιούνται τα γλυκαντικά στο μέλλον.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Cell Reports Physical Science.
Πηγή: Scitechdaily
