Ingeniería de E. coli permite síntesis eficiente de tagatosa a partir de glucosa

Investigadores han desarrollado un método biotecnológico para la síntesis eficiente de tagatosa, un edulcorante clasificado como azúcar rara, mediante la modificación genética de la bacteria Escherichia coli. Este avance transforma la glucosa, una materia prima económica y accesible, en el compuesto de alto valor añadido, abordando las barreras históricas de comercialización impuestas por procesos de producción anteriores que resultaban ineficientes y costosos, según Nik Nair, profesor asociado de ingeniería química y biológica en Tufts.

La innovación clave reside en la ingeniería metabólica de la E. coli, que invierte una vía biológica natural. El nuevo sistema emplea la glucosa como sustrato inicial para generar galactosa, la cual es subsecuentemente convertida en tagatosa. Este enfoque ha permitido alcanzar rendimientos de conversión notablemente altos, llegando hasta el 95%, una cifra que supera significativamente los rangos previos del 40% al 77% obtenidos con técnicas anteriores.

La alta eficiencia de la conversión se catalizó mediante la implementación de enzimas específicas, incluyendo la Gal1P, derivada de un moho mucilaginoso. La tagatosa se distingue por ofrecer un perfil de dulzor casi idéntico al de la sacarosa, el azúcar de mesa, pero con una carga calórica reducida a solo 1,5 kcal por gramo, en contraste con las 4,1 kcal/gr del azúcar común. Además, este monosacárido exhibe un impacto mínimo en los niveles de glucosa en sangre y en la secreción de insulina, posicionándose como una alternativa prometedora para la gestión de la diabetes.

El uso de E. coli como plataforma de producción se alinea con la tendencia industrial hacia procesos más sostenibles, al utilizar la glucosa, un carbohidrato renovable, en lugar de recursos fósiles. La viabilidad de la tagatosa para la industria alimentaria se sustenta en su aprobación regulatoria en jurisdicciones clave como Estados Unidos, el Reino Unido y la Unión Europea. Adicionalmente, la tagatosa mantiene propiedades culinarias, como la capacidad de caramelizarse al calentarse, una característica ausente en muchos sustitutos.

Este avance en la biosíntesis, liderado por la Universidad de Tufts, optimiza la producción de tagatosa, que previamente se veía frenada por la complejidad y el alto costo de su manufactura tradicional, que a menudo partía de la lactosa. El nuevo rendimiento del 95% utilizando glucosa económica representa el factor disruptivo que podría facilitar la introducción masiva de este compuesto en el mercado.