Los investigadores agregaron genes que dirigen el propio metabolismo de la levadura para producir tagatosa. En la foto, de izquierda a derecha:Universidad de California, El profesor de Berkeley Jamie Cate, El investigador postdoctoral de Illinois Jingjing Liu y el profesor Yong-Su Jin. Crédito:Yong-Su Jin
La búsqueda de satisfacer a los golosos sin aumentar la cintura tiene una nueva arma en su arsenal:una cepa de levadura que puede metabolizar la lactosa, el azúcar en los productos lácteos, en tagatose, un edulcorante natural con menos de la mitad de las calorías del azúcar de mesa.
Yong-Su Jin, profesor de ciencia de los alimentos y nutrición humana de la Universidad de Illinois, dirigió el equipo de investigación que diseñó la cepa de levadura, que produce tagatosa en cantidades mucho mayores que las técnicas tradicionales de fabricación enzimática y podría ayudar a que la tagatosa sea una alternativa rentable al azúcar o al jarabe de maíz con alto contenido de fructosa.
Los investigadores publicaron su trabajo en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
"La tagatosa es un edulcorante que exhibe sabores y texturas casi idénticos a la sacarosa, o azúcar de mesa. Sin embargo, La tagatosa tiene muchas menos calorías que la sacarosa:alrededor del 40% de la sacarosa, Jin dijo. Además, no aumenta los niveles de glucosa en sangre tanto como la sacarosa o la fructosa. El índice glucémico de la tagatosa es 3, que es mucho más baja que la de la sacarosa, 68, y fructosa, 24. Como tal, la tagatosa conlleva un riesgo menor de desarrollar diabetes tipo 2 y otras enfermedades causadas por aumentos rápidos y repetidos de glucosa en sangre ".
A pesar de sus beneficios, La tagatosa tiene un alto costo de fabricación que la ha impedido un amplio uso comercial. Dijo Jin. Aunque está presente de forma natural en frutas y productos lácteos, las concentraciones son demasiado bajas para aislar la tagatosa de forma eficaz. El método de fabricación tradicional implica un proceso enzimático de varios pasos que convierte la galactosa, un componente de la lactosa, en tagatosa.
El profesor de ciencias alimentarias de la Universidad de Illinois, Yong-Su Jin, dirigió un equipo que diseñó una cepa de levadura para producir la tagatosa, un edulcorante natural bajo en calorías a partir de lactosa. Crédito:L. Brian Stauffer
Desafortunadamente, la reacción enzimática es tan ineficaz que solo el 30 por ciento de la galactosa se convierte en tagatosa, obligando a los fabricantes a utilizar un proceso costoso para eliminar la tagatosa de la mezcla de galactosa.
El equipo de Jin utilizó la maquinaria interna de las células de levadura como pequeñas fábricas de tagatosa, muy parecido a cómo los fabricantes de etanol usan levadura para producir combustible a partir del maíz. Los investigadores diseñaron una cepa de levadura que produce tagatosa a partir de lactosa mediante dos ajustes genéticos. Primero, sacaron un gen que permitía que la levadura usara galactosa como combustible celular durante el metabolismo de la lactosa. Segundo, agregaron dos genes que convierten la galactosa en tagatosa.
Por lo tanto, cuando la levadura se alimenta con lactosa, su propio metabolismo lo impulsa a producir una solución que tiene un 90 por ciento de tagatosa, mucho más que el rendimiento del 30 por ciento de la fabricación tradicional. Los reactores de levadura también operan a escalas mucho mayores que los basados en enzimas, que podría permitir una producción masiva eficiente de tagatosa, Dijo Jin.
"Otra ventaja es que nuestro proceso a base de levadura puede utilizar el suero de forma indirecta. El suero es un subproducto inevitable de los procesos de fabricación de queso y yogur griego como materia prima, ", Dijo Jin." Debido a la reciente popularidad del yogur griego, la eliminación del suero es un problema en la industria láctea. Esperamos que nuestro proceso se pueda utilizar para resolver el problema del exceso de suero. Como nuestro enfoque basado en la fermentación de levadura permite una mayor proporción de producto y el uso directo de desechos lácteos económicos, esperamos que el costo de producción de tagatosa pueda reducirse significativamente ".
Próximo, los investigadores explorarán el uso de su enfoque basado en la levadura para fabricar otros productos a partir de lactosa.
"Demostramos que la lactosa puede ser utilizada de manera rápida y eficiente por levaduras modificadas genéticamente. Con más ingeniería metabólica, podemos producir otros productos valiosos a partir de la lactosa abundante en el suero, utilizando nuestra cepa de levadura diseñada, "Dijo Jin.