Engenharia Metabólica de *E. coli* Otimiza Produção de Tagatose a Partir de Glicose

Cientistas alcançaram um avanço notável na produção do adoçante raro tagatose, ao projetar geneticamente a bactéria *Escherichia coli* para converter eficientemente a glicose, um material de partida de baixo custo, em seu isômero doce. Esta inovação biossintética contorna barreiras de comercialização que historicamente restringiram a adoção em larga escala deste edulcorante funcional. A tagatose, um monossacarídeo cetohexose, é valorizada por seu perfil de doçura comparável ao da sacarose, mas com uma redução calórica substancial de aproximadamente 60% a 70% em relação ao açúcar de mesa, tornando-a um componente atraente em formulações alimentícias focadas em saúde metabólica.

A nova metodologia utiliza a *E. coli* como hospedeira para orquestrar uma via de produção termodinamicamente favorável, que envolve etapas de fosforilação, epimerização e desfosforilação, partindo da glicose como substrato inicial. Pesquisas anteriores, que empregavam D-galactose ou D-galactitol como precursores por métodos enzimáticos, enfrentavam restrições devido à reversibilidade da reação, o que comprometia o rendimento e a pureza do produto final. Em contraste, a engenharia metabólica explorou a capacidade intrínseca da *E. coli* para converter D-glicose em tagatose, um processo que se torna economicamente mais viável devido à abundância da glicose. Um estudo demonstrou que cepas modificadas conseguiram converter 45 gramas por litro de D-glicose em D-tagatose, alcançando um título de 7,3 gramas por litro sob condições laboratoriais específicas.

O valor da tagatose no setor alimentício estende-se além da redução calórica, pois ela exibe um comportamento vantajoso em aplicações culinárias. Diferentemente de alguns substitutos de alta intensidade, a tagatose participa de reações de caramelização, escurecimento e formação de textura, características cruciais para a qualidade sensorial de produtos assados, como bolos e biscoitos. Adicionalmente, a tagatose é reconhecida por seu baixo índice glicêmico, não provocando picos de glicose ou insulina no sangue, o que a posiciona como um ingrediente útil no manejo do diabetes tipo II. Estudos também indicam que a tagatose pode funcionar como um agente prebiótico, nutrindo a flora intestinal benéfica, e pode demonstrar potencial antioxidante.

A otimização do rendimento permanece um foco central na bioprodução, com diversas abordagens sendo exploradas para maximizar a conversão. Métodos enzimáticos mais antigos, como o uso da enzima L-arabionose isomerase (L-AI) para isomerizar D-galactose, já haviam sido investigados, com um planejamento experimental indicando um ponto ótimo de produção de 29,77% de rendimento sob condições controladas de pH e temperatura. No contexto da engenharia da *E. coli*, táticas como a remoção de subprodutos de açúcar, através da aplicação de estresse por privação de carbono, foram empregadas para forçar o acúmulo do produto desejado, ilustrando a complexidade da manipulação metabólica necessária para alcançar alta eficiência.

Com o mercado global de substitutos de açúcar projetado para um crescimento robusto, impulsionado pela conscientização sobre saúde metabólica, a superação de barreiras técnicas e regulatórias é fundamental para a expansão da tagatose. A aprovação da tagatose como GRAS (Geralmente Reconhecida como Segura) pela FDA dos Estados Unidos em 2001 facilitou seu uso em diversas categorias, incluindo bebidas, laticínios e produtos farmacêuticos, consolidando-a como uma alternativa de baixo valor energético que não induz deposição de gordura. A capacidade da *E. coli* de ser um hospedeiro promissor para a produção eficiente de tagatose a partir de glicose sinaliza uma potencial redução nos custos de produção, um fator que historicamente limitou sua adoção em massa no cenário industrial.