Na Sveučilištu Tufts razvijen način za proizvodnju zdravije zamjene za šećer
Istraživači su biosintetskim putem proizveli tagatozu, danas rijedak šećer koji ima malo kalorija i jednako je sladak kao stolni šećer
Od saharina, prvog umjetnog zaslađivača otkrivenog 1878., do stevije i monaškog voća (Siraitia grosvenorii) u 21. stoljeću, istraživači i prehrambena industrija već dugo traže zaslađivač koji daje okus šećera bez njegovih štetnih učinaka, poput viška kalorija, propadanja zubi te povećanog rizika od pretilosti, inzulinske rezistencije i dijabetesa.
Istraživači američkog Sveučilišta Tufts razvili su način biosintetske proizvodnje inače rijetkog šećera zvanog tagatoza, koji bi mogao pružiti slatkoću i prirodan okus šećera bez njegovih potencijalnih štetnih učinaka. Štoviše, mogao bi donijeti i određene zdravstvene koristi, navodi se u studiji objavljenoj u časopisu Cell Reports Physical Science.
Tagatoza se prirodno pojavljuje u vrlo malim količinama u usporedbi s uobičajenim šećerima poput glukoze, fruktoze ili saharoze. Može se naći u mlijeku i drugim mliječnim proizvodima kada se laktoza razgrađuje toplinom ili enzimima, primjerice tijekom proizvodnje jogurta, sira i kefira.
Pojedine vrste voća, poput jabuka, ananasa i naranči, sadrže tragove tagatoze kao dio svog prirodnog spektra ugljikohidrata. S obzirom na to da tagatoza obično čini manje od 0,2 posto šećera prisutnih u prirodnim izvorima, ona se za konzumaciju uglavnom proizvodi, a ne ekstrahira.
„Postoje ustaljeni postupci za proizvodnju tagatoze, ali oni su neučinkoviti i skupi“, kaže Nik Nair, izvanredni profesor kemijskog i biološkog inženjerstva na Sveučilištu Tufts. „Razvili smo način proizvodnje tagatoze tako da smo genetski modificirali bakteriju Escherichia coli da djeluje kao sićušna tvornica, opremljena pravim enzimima za preradu velikih količina glukoze u tagatozu. To je ekonomski znatno isplativije od našeg prethodnog pristupa, koji je koristio manje dostupnu i skuplju galaktozu za proizvodnju tagatoze.“
Bakterije su modificirane tako da uključuju novootkriveni enzim iz sluzave plijesni, nazvan galaktoza-1-fosfat-selektivna fosfataza (Gal1P), koji može pomoći u izravnoj proizvodnji galaktoze iz glukoze. Drugi enzim koji bakterije izražavaju, arabinoza izomeraza, dovršava pretvorbu galaktoze u tagatozu.
Prinos tagatoze iz glukoze koju proizvode bakterije mogao bi doseći i do 95 posto, što je znatno više i jeftinije ostvarivo nego u konvencionalnoj proizvodnji, gdje se prinosi kreću između 40 i 77 posto.
Tagatoza je 92 posto slatka poput saharoze, odnosno stolnog šećera, te ima oko 60 posto manje kalorija. Američka agencija za hranu i lijekove (FDA) označila je tagatozu kao „općenito priznatu kao sigurnu“, što znači da se može sigurno koristiti u prehrambenim proizvodima. Radi usporedbe, istu oznaku imaju sol, ocat i soda bikarbona.
Njezine potencijalne koristi za dijabetičare proizlaze iz činjenice da se samo djelomično apsorbira u tankom crijevu, dok se velik dio fermentira djelovanjem crijevnih bakterija u debelom crijevu. Zbog toga je njezin utjecaj na razinu glukoze u krvi i inzulina znatno manji nego kod uobičajenog šećera. Klinička ispitivanja pokazuju vrlo niske poraste glukoze u plazmi ili inzulina nakon unosa tagatoze.
Za razliku od saharoze, koja potiče rast bakterija koje uzrokuju karijes u ustima, čini se da tagatoza smanjuje rast nekih od tih bakterija, a dokazi upućuju na to da ima probiotičke učinke koji podupiru zdrave oralne i crijevne bakterije.
Zbog niskog kalorijskog sadržaja i slabe apsorpcije, tagatoza je privlačan „volumenski zaslađivač“, što znači da ne može samo zamijeniti šećer po slatkoći, već i pružiti sličnu voluminoznu teksturu u kuhanju koja dolazi s dodavanjem šećera u određenoj količini, što visokointenzivni zaslađivači ne mogu postići. Tijekom kuhanja čak i posmeđi poput stolnog šećera. U testiranjima okusa u usporedbi s drugim šećerima i zamjenama za šećer pokazuje najveću sličnost sa stolnim šećerom.
„Ključna inovacija u biosintezi tagatoze bila je pronalazak enzima Gal1P iz sluzave plijesni i njegovo umetanje u naše proizvodne bakterije“, kaže Nair. „To nam je omogućilo da preokrenemo prirodni biološki put koji metabolizira galaktozu u glukozu i umjesto toga proizvodimo galaktozu iz glukoze koja se dovodi kao sirovina. Od te točke mogu se sintetizirati tagatoza i potencijalno drugi rijetki šećeri.“
Stjepan Felber | Ekovjesnik