Científicos crean un azúcar que imita el sabor del azúcar común sin sus desventajas

Durante más de un siglo, científicos y empresas alimentarias buscaron replicar el sabor del azúcar sin sus efectos negativos para la salud. Desde los primeros edulcorantes como la sacarina en el siglo XIX hasta alternativas modernas como la stevia y el fruto del monje, el objetivo ha sido el mismo: encontrar un sabor que imite el azúcar, evitando el exceso de calorías, la caries dental y el aumento del riesgo de obesidad, resistencia a la insulina y diabetes.

Un nuevo estudio publicado en Cell Reports Physical Science sugiere que los investigadores de la Universidad de Tufts están más cerca de lograr ese objetivo. Desarrollaron un método biosintético para producir tagatosa, un azúcar raro que imita de cerca el sabor del azúcar común y podría ofrecer una forma de disfrutar de la dulzura con menos efectos negativos para la salud. Los investigadores afirman que incluso podría proporcionar beneficios adicionales.

¿Qué es la tagatosa y de dónde proviene?

La tagatosa existe de forma natural, pero solo en cantidades muy pequeñas en comparación con azúcares comunes como la glucosa, fructosa y sacarosa. Se encuentra en la leche y otros productos lácteos cuando la lactosa se descompone bajo calor o actividad enzimática, como durante la producción de yogur, queso y kéfir.

Cantidades mínimas de tagatosa también están presentes en frutas como manzanas, piñas y naranjas. Sin embargo, generalmente constituyen menos del 0.2% de los azúcares encontrados en estas fuentes naturales. Debido a esta escasez, la tagatosa se produce generalmente a través de manufactura en lugar de ser extraída directamente de los alimentos.

Ingeniería de bacterias para producir azúcar raro

"Existen procesos establecidos para producir tagatosa, pero son ineficientes y costosos", afirmó Nik Nair, profesor asociado de ingeniería química y biológica en Tufts.

Para abordar este problema, el equipo de investigación desarrolló una nueva estrategia de producción utilizando bacterias genéticamente modificadas. "Desarrollamos una forma de producir tagatosa al modificar la bacteria Escherichia coli para que funcione como pequeñas fábricas, cargadas con las enzimas adecuadas para procesar grandes cantidades de glucosa en tagatosa. Esto es mucho más económicamente viable que nuestro enfoque anterior, que utilizaba galactosa, menos abundante y más costosa, para hacer tagatosa".

Las bacterias fueron modificadas para incluir una enzima recién identificada del moho mucilaginoso llamada fosfatasa selectiva de galactosa-1-fosfato (Gal1P). Esta enzima permite a las bacterias generar galactosa directamente de la glucosa. Otra enzima producida por las bacterias, conocida como isomerasa de arabinosa, luego convierte la galactosa en tagatosa.

Utilizando este método, las bacterias modificadas pueden convertir glucosa en tagatosa con rendimientos de hasta el 95%. Esto representa una mejora significativa sobre las técnicas de fabricación tradicionales, que generalmente logran rendimientos que oscilan entre el 40 y el 77%. La mayor eficiencia también hace que el proceso sea significativamente más rentable.

Dulzura, seguridad y menos calorías

La tagatosa proporciona aproximadamente el 92% de la dulzura de la sacarosa —azúcar de mesa— mientras contiene aproximadamente un 60% menos de calorías. La FDA la ha clasificado como "generalmente reconocida como segura", lo que significa que puede ser utilizada en productos alimenticios para consumidores. Esta designación es compartida por ingredientes cotidianos como la sal, el vinagre y el bicarbonato de sodio.

Una razón por la cual la tagatosa puede ser beneficiosa para las personas con diabetes es cómo el cuerpo la procesa. Solo una parte del azúcar se absorbe en el intestino delgado, mientras que gran parte de ella es fermentada por las bacterias intestinales en el colon. Como resultado, la tagatosa tiene un efecto mucho menor sobre los niveles de glucosa en sangre e insulina que el azúcar convencional. Estudios clínicos han mostrado solo aumentos mínimos en la glucosa plasmática o insulina después de su consumo.

La tagatosa también puede apoyar la salud bucal. A diferencia de la sacarosa, que alimenta a las bacterias que causan caries, la tagatosa parece limitar el crecimiento de algunos de esos microbios dañinos. La investigación también sugiere que puede tener efectos probióticos que promueven bacterias más saludables tanto en la boca como en el intestino.

Un azúcar que se cocina como el azúcar

Debido a que es baja en calorías y se absorbe mal por el cuerpo, la tagatosa funciona bien como un "edulcorante de volumen". Esto significa que puede reemplazar el azúcar no solo por su dulzura, sino también por las propiedades físicas que el azúcar proporciona en la cocina y la repostería. Los edulcorantes de alta intensidad no pueden replicar este efecto. La tagatosa se dora como el azúcar de mesa cuando se calienta, y las pruebas de sabor muestran que se asemeja estrechamente al sabor y la sensación en boca del azúcar convencional.

Por qué este descubrimiento es importante

"La clave de la innovación en la biosíntesis de la tagatosa fue encontrar la enzima Gal1P del moho mucilaginoso y fusionarla en nuestras bacterias de producción", dijo Nair. "Eso nos permitió revertir una vía biológica natural que metaboliza galactosa a glucosa y, en su lugar, generar galactosa a partir de glucosa suministrada como materia prima. A partir de ahí, se pueden sintetizar tagatosa y potencialmente otros azúcares raros".

Los investigadores afirman que este enfoque podría abrir la puerta a la producción de otros azúcares raros de manera más eficiente, potencialmente transformando la forma en que se fabrican y utilizan los edulcorantes en el futuro.