Técnica de producción escalable para un sustituto del azúcar bajo en calorías
Científicos de la Universidad de California en Davis, en colaboración con el Mars Advanced Research Institute, han anunciado un importante avance en la producción de sustitutos del azúcar bajos en calorías, como la alulosa. Este descubrimiento podría ayudar a resolver uno de los principales obstáculos para la adopción generalizada de estas alternativas: los costes de producción.
El profesor Shota Atsumi, del Departamento de Química de la UC Davis, dirigió un equipo que halló una nueva forma de inducir a los microbios a fabricar alulosa, un posible sustituto del azúcar de mesa. El trabajo se llevó a cabo en colaboración con el Mars Advanced Research Institute.
UC Davis
La alulosa, también conocida como D-psicosa, es un azúcar raro de origen natural que constituye una alternativa viable a la sacarosa (azúcar de mesa). Tiene un sabor, una textura y una funcionalidad similares, lo que la convierte en una opción atractiva para quienes buscan reducir su consumo de azúcar. Activando un proceso natural en un microorganismo, los investigadores han desarrollado un método de producción de alto rendimiento y pureza mediante una fermentación precisa. Este avance tiene el potencial de mejorar enormemente la asequibilidad y accesibilidad de estos productos.
La alulosa proporciona casi el 70% de sabor y gusto dulce que la sacarosa, pero se metaboliza mínimamente a su paso por el organismo. Al incorporarla a los productos alimentarios, las personas pueden reducir la ingesta de calorías procedentes del azúcar sin dejar de satisfacer su deseo de sabores dulces. Además, la alulosa tiene un efecto imperceptible en los niveles de glucosa e insulina en sangre.
"La alulosa es una gran alternativa al azúcar, pero hasta ahora no disponíamos de un método rentable para fabricarla", afirma Shota Atsumi, catedrático de Química de la UC Davis y autor del artículo publicado el 14 de octubre en npj Science of Food. "Nuestro nuevo método es eficaz, económicamente viable y podría ampliarse para la producción comercial".
El nuevo método tiene un rendimiento teórico superior al 99% con una gran pureza, por lo que sólo requiere un procesamiento mínimo para aislar el producto deseado. Los métodos actuales de producción de alulosa se limitan normalmente a niveles mucho más bajos de rendimiento y pureza, y requieren costosas técnicas de separación para aislar la alulosa del material de partida de glucosa y fructosa.
Reorientar el proceso existente
Atsumi, la doctoranda Jayce Taylor, el catedrático Justin Siegel y varios colaboradores del Departamento de Química y del Mars Advanced Research Institute buscaron una forma más eficaz de fabricar alulosa. Encontraron un microorganismo industrial que tiene las enzimas necesarias para fabricar alulosa, sólo que no las utiliza de ese modo. Consiguieron modificar el metabolismo del organismo para que las células convirtieran la glucosa en alulosa. Las células consumen toda la glucosa que se les suministra y la convierten en alulosa con una concentración notable, un rendimiento superior al 60% y una pureza superior al 95%, superando los métodos de producción existentes.
"Una vez redirigido el flujo, resulta que las células tienen todo lo que necesitan para hacerlo; sólo había que activarlas y desactivar las vías no deseadas", dijo Atsumi.
UC Davis ha presentado solicitudes de patente sobre el proceso y los organismos modificados. Los investigadores están trabajando con un socio comercial para estudiar la ampliación del proceso.
Otros coautores son Dileep Sai Kumar Palur, Angela Zhang, Jake Gonzales, Augustine Arredondo, Timothy Coulther, Amiruddin Bin Johan Lechner, Elys Rodriguez y Oliver Fiehn, de UC Davis; y John Didzbalis, de Mars Incorporated, McLean, Virginia.
El trabajo y la investigación de UC Davis fueron apoyados y financiados por Mars, Incorporated.
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Publicación original
Jayce E. Taylor, Dileep Sai Kumar Palur, Angela Zhang, Jake N. Gonzales, Augustine Arredondo, Timothy A. Coulther, Amiruddin Bin Johan Lechner, Elys P. Rodriguez, Oliver Fiehn, John Didzbalis, Justin B. Siegel, Shota Atsumi; "Awakening the natural capability of psicose production in Escherichia coli"; npj Science of Food, Volume 7, 2023-10-14
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