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Tagatosio: il dolcificante a basso contenuto calorico derivato dal lattosio aumenta la produzione dal lievito

I ricercatori hanno aggiunto geni che dirigono il metabolismo del lievito per produrre il tagatosio. Nella foto, da sinistra: Università della California, professore di Berkeley Jamie Cate, ricercatrice dell’Illinois Jingjing Liu e professor Yong-Su Jin.

La ricerca di soddisfare i più golosi senza aggiungere al girovita ha una nuova arma nel suo arsenale: un ceppo di lievito che può metabolizzare il lattosio, lo zucchero nei prodotti caseari, in tagatosio, un dolcificante naturale con meno di metà delle calorie dello zucchero da tavola.

Yong-Su Jin, professore universitario in scienze alimentari e nutrizione umana dell’Università dell’Illinois, ha guidato il gruppo di ricerca che ha ingegnerizzato il ceppo di lievito, il quale produce tagatosio in quantità molto maggiori rispetto alle tradizionali tecniche di produzione enzimatica e potrebbe contribuire a renderlo un’alternativa economicamente vantaggiosa allo zucchero o sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio.

I ricercatori hanno pubblicato il loro lavoro sulla rivista Nature Communications.

“Tagatosio è un dolcificante che presenta gusti e consistenze quasi identiche al saccarosio o zucchero da tavola, ma con molte meno calorie del saccarosio – circa il 40% del saccarosio”, ha detto Jin. “Inoltre, non aumenta i livelli di glucosio nel sangue tanto quanto il saccarosio o il fruttosio. L’indice glicemico del tagatosio è 3, che è molto inferiore a quello del saccarosio, 68, e del fruttosio, 24. Come tale, il tagatosio comporta un rischio inferiore per lo sviluppo di diabete di tipo 2 e altre malattie causate da aumenti di glucosio nel sangue rapidi e ripetuti “.

Nonostante i suoi benefici, il tagatosio ha un costo di produzione elevato che lo ha tenuto lontano da un ampio uso commerciale, ha detto Jin. Sebbene sia naturalmente presente nei frutti e nei prodotti caseari, le concentrazioni sono troppo basse per isolare efficacemente il tagatosio. Il metodo di produzione tradizionale prevede un processo enzimatico a più fasi che trasforma il galattosio – un componente del lattosio – in tagatosio.

Sfortunatamente, la reazione enzimatica è così inefficiente che solo il 30 percento del galattosio viene convertito in tagatosio, costringendo i produttori a utilizzare un processo costoso per rimuovere la tagatosio dalla miscela di galattosio.

La squadra di Jin ha impiegato il meccanismo interno delle cellule di lievito come minuscole fabbriche di tagatosio, con le stesse modalità utilizzate dai produttori di etanolo impiegando il lievito per produrre combustibile dal mais. I ricercatori hanno progettato un ceppo di lievito che produce tagatosio dal lattosio apportando due modifiche genetiche. In primo luogo, hanno estratto un gene che consente al lievito di utilizzare il galattosio come combustibile cellulare durante il metabolismo del lattosio. In secondo luogo, hanno aggiunto due geni che convertono il galattosio in tagatosio.

Così, quando il lievito viene alimentato con il lattosio, il suo stesso metabolismo lo spinge a produrre una soluzione che è al 90% di tagatosio, molto più alta della resa del 30% della produzione tradizionale. I reattori di lievito operano anche su scale molto più grandi di quelle a base di enzimi, che potrebbero consentire una produzione di massa efficiente di tagatosio, ha detto Jin.

“Un altro vantaggio è che il nostro processo basato sul lievito può utilizzare il siero in modo indiretto. Il siero è un sottoprodotto inevitabile del formaggio e dei processi di produzione dello yogurt greco come materia prima”, ha affermato Jin. “A causa della recente popolarità dello yogurt greco, lo smaltimento del siero è un problema nel settore lattiero-caseario e speriamo che il nostro processo possa essere utilizzato per risolvere tale problema. Con l’uso diretto degli scarti del latte, e ci aspettiamo che i costi di produzione del tagatosio possano essere significativamente ridotti. “

“Abbiamo dimostrato che il lattosio può essere utilizzato in modo efficiente e rapido dal lievito ingegnerizzato, con un’ulteriore ingegneria metabolica, possiamo produrre altri prodotti di valore dal lattosio abbondante nel siero del latte, utilizzando il nostro ceppo di lievito”, ha detto Jin.

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