Durante mais de um século, cientistas e empresas alimentares procuraram formas de reproduzir o sabor do açúcar sem os seus inconvenientes para a saúde. Desde os primeiros adoçantes como a sacarina no século XIX até alternativas modernas como a estévia e a fruta do monge, o objetivo permaneceu o mesmo. O desafio é encontrar algo que proporcione o sabor familiar do açúcar para evitar o excesso de calorias, a cárie dentária e o risco de obesidade, resistência à insulina e diabetes.
Um novo estudo foi publicado Cell Reports Ciências Físicas sugere que os pesquisadores podem estar próximos desse objetivo. Cientistas da Universidade Tufts desenvolveram um método biossintético para produzir tagatose, um açúcar natural, mas extremamente raro. Tagatose imita de perto o sabor do açúcar de mesa e pode oferecer uma maneira de desfrutar da doçura com menos efeitos negativos à saúde. Os pesquisadores dizem que pode até trazer benefícios adicionais.
O que é Tagatose e de onde vem?
A tagatose existe naturalmente, mas em quantidades muito menores do que açúcares simples, como glicose, frutose e sacarose. Aparece no leite e outros produtos lácteos quando a lactose é decomposta sob calor ou atividade enzimática, inclusive durante a produção de iogurte, queijo e kefir.
Frutas como maçã, abacaxi e laranja também contêm pequenas quantidades de tagatose. No entanto, geralmente representa menos de 0,2% dos açúcares encontrados nestas fontes naturais. Devido a esta deficiência, a tagatose é geralmente produzida pela manufatura, em vez de extraída diretamente dos alimentos.
Engenharia de bactérias para produzir açúcares raros
“Existem processos estabelecidos para a produção de tagatose, mas são ineficientes e caros”, disse Nick Nair, professor associado de engenharia química e biológica da Tufts.
Para resolver este problema, a equipe de pesquisa desenvolveu uma nova técnica de produção utilizando bactérias geneticamente modificadas. “Desenvolvemos uma maneira de produzir tagatose projetando a bactéria Escherichia coli para atuar como uma fábrica em miniatura carregada com as enzimas certas para processar grandes quantidades de glicose em tagatose. Isso é muito mais viável economicamente do que nosso método anterior, que usava galactose menos abundante e cara para produzir tagatose. “
A bactéria foi modificada para incluir uma enzima recém-identificada de um fungo viscoso chamada fosfatase seletiva de galactose-1-fosfato (Gal1P). Esta enzima permite que as bactérias produzam galactose diretamente a partir da glicose. Outra enzima produzida pela bactéria, conhecida como arabinose isomerase, converte então a galactose em tagatose.
Usando este método, bactérias modificadas podem converter glicose em tagatose com rendimentos de até 95%. Isto representa uma grande melhoria em relação às técnicas de produção tradicionais, que normalmente atingem rendimentos que variam de 40 a 77%. Maior eficiência torna o processo significativamente mais econômico.
Doce, seguro e de baixa caloria
Tagatose fornece cerca de 92% da doçura da sacarose – açúcar de mesa – com cerca de 60% menos calorias. É classificado como “geralmente reconhecido como seguro” pelo FDA, o que significa que pode ser usado em produtos alimentícios de consumo. Esta designação é compartilhada por ingredientes de uso diário, como sal, vinagre e bicarbonato de sódio.
Uma das razões pelas quais a tagatose pode ser benéfica para os diabéticos é a forma como o corpo a processa. Apenas parte do açúcar é absorvida no intestino delgado, enquanto a maior parte é fermentada por bactérias intestinais no cólon. Como resultado, a tagatose tem um efeito muito menor sobre os níveis de glicose e insulina no sangue do que o açúcar convencional. Estudos clínicos demonstraram apenas aumentos mínimos na glicose plasmática ou na insulina após a ingestão.
Tagatose pode apoiar a saúde bucal. Ao contrário da sacarose, que alimenta bactérias que causam cáries, a tagatose parece limitar parte do crescimento dessas bactérias nocivas. A pesquisa também sugere que pode ter efeitos probióticos que promovem bactérias saudáveis na boca e no intestino.
Um açúcar que cozinha como açúcar
Por ser pobre em calorias e pouco absorvida pelo organismo, a tagatose atua como um “adoçante a granel”. Isso significa que ele pode substituir o açúcar não apenas pela doçura, mas também pelas propriedades físicas do açúcar na culinária e na panificação. Os adoçantes de alta intensidade não conseguem replicar este efeito. Tagatose prefere açúcar mascavo quando aquecido, e testes de sabor mostram que ele se aproxima do sabor e da sensação na boca do açúcar convencional.
Por que essa descoberta é importante?
“A principal inovação na biossíntese da tagatose foi encontrar a enzima Gal1P do bolor limoso e inseri-la em nossas bactérias de produção”, disse Nair. “Isso nos permite reverter uma via biológica natural que metaboliza a galactose em glicose e, em vez disso, produzir galactose a partir da glicose fornecida como matéria-prima. Tagatose e potencialmente outros açúcares raros podem ser sintetizados a partir desse ponto.”
Os pesquisadores dizem que o método pode abrir a porta para a produção de outros açúcares raros de forma mais eficiente, potencialmente remodelando a forma como os doces são feitos e usados no futuro.
