Escherichia Coli ile Tagatoz Üretiminde Biyosentetik Yöntem ve Gıda Sektörüne Etkileri

Gıda endüstrisi için önemli bir gelişme olarak, araştırmacılar nadir bulunan bir tatlandırıcı olan tagatozun üretiminde yeni bir biyosentetik metot geliştirdi. Bu yenilik, daha önce ticari ölçekte üretimin önündeki maliyet ve verimlilik engellerini aşma potansiyeli taşıyor. Tufts Üniversitesi'nden bilim insanlarının öncülük ettiği bu çalışma, genetik olarak modifiye edilmiş Escherichia coli bakterilerini, bu değerli şekeri sentezlemek üzere tasarlanmış mikro-fabrikalara dönüştürmeyi içeriyor. Bu ileri mühendislik yaklaşımı, gıda bilimi ve beslenme alanında yeni bir dönemin habercisi olarak değerlendiriliyor.

Bu yeni metodolojinin temel avantajı, başlangıç materyali olarak yaygın ve ucuz bir kaynak olan glikozun kullanılmasıdır. Önceki yaklaşımlar, daha az bulunan ve dolayısıyla maliyeti yüksek olan galaktoz gibi öncüllere dayanıyordu; bu durum, tagatozun geniş çaplı ticari uygulamasını kısıtlıyordu. Yeni sistemde, E. coli bakterileri, doğru enzim setleriyle donatılarak, glikozu son derece yüksek bir verimlilikle tagatoza dönüştürmektedir. Elde edilen dönüşüm verimleri, bazı raporlara göre %95 gibi dikkat çekici seviyelere ulaşabilmektedir ki bu, endüstriyel ölçekte uygulanabilirlik açısından kritik bir başarıdır.

Tagatoz, kimyasal yapısı itibarıyla D-galaktozun bir izomeri olan doğal bir ketoheksoz şekeridir ve sükrozun (çay şekeri) yaklaşık %92'si kadar tatlılık sunmaktadır. Ancak, bu tatlılık profiline rağmen, tagatoz, sükroza kıyasla önemli ölçüde daha az kalori sağlamaktadır; bazı kaynaklar bu oranın %60 daha az olduğunu belirtmektedir. Metabolik açıdan, tagatozun kan şekeri ve insülin seviyeleri üzerindeki etkisi minimum düzeydedir, bu da onu özellikle diyabet yönetimi ve kan şekeri kontrolü gerektiren bireyler için cazip bir alternatif haline getirmektedir.

Bu nadir şekerin gıda sektöründeki geçmişi, 1990'lı yıllarda Spherix firması tarafından sentezlenmesiyle başlamıştır ve 2001 yılından bu yana FAO/WHO gibi uluslararası otoritelerce gıda maddelerinde güvenli kabul edilmektedir. Geleneksel olarak tagatoz üretimi, süt ürünlerinin bir yan ürünü olan peynir altı suyundaki laktozun enzimatik veya alkali izomerizasyonu yoluyla gerçekleştiriliyordu; ancak bu yöntemler verimsizlik ve yüksek maliyet sorunları barındırıyordu. Bu bağlamda, Tufts araştırmacılarının glikoz tabanlı biyosentetik yol geliştirmesi, endüstriyel ölçekte üretimde maliyet etkinliğini artırarak bu fonksiyonel tatlandırıcının pazara erişimini hızlandırabilir.

Tagatozun faydaları sadece tatlandırma ile sınırlı kalmamaktadır; düşük kalorili hacimsel tatlandırıcı olarak pişirme ve fırıncılık uygulamalarında da potansiyel taşımaktadır. Ayrıca, bazı bilimsel araştırmalar, tagatozun ağız ve bağırsaklardaki faydalı bakterileri destekleyen probiyotik etkiler gösterebileceğine işaret etmektedir. Kimyasal özellikleri incelendiğinde, tagatozun molekül ağırlığı 180,16 g/mol olup, suda yüksek oranda çözünür bir katı beyaz maddedir. Belçikalı NUTRILAB NV şirketi, 2006 yılında Arla'nın (Sweetgredients) projeleriyle ilgilenmiş ve şu anda Nutrilatose markası altında D-tagatoz üreten bir tesise sahiptir. Bu teknolojik ilerleme, gıda formülasyonlarında daha sağlıklı ve düşük kalorili seçeneklere olan küresel talebi karşılama yolunda önemli bir kilometre taşı teşkil etmektedir.