La scoperta del tagatosio o più precisamente D-tagatosio risale agli inizi del 1990 ad opera di Gilbert Levin; è uno zucchero da un punto di strutturale molto simile al fruttosio, infatti è un epimero del L-fruttosio in C-4.

A temperatura ambiente è una polvere cristallina bianca solubile in acqua, dal sapore zuccherino. E’ naturalmente presente in natura ma in piccolissime quantità, quindi la sua estrazione risulta sicuramente non economica.

Attualmente il tagatosio è prodotto su larga scala a livello industriale in un processo multistadio a partire dal lattosio da siero di latte. Il tagatosio viene prodotto per isomerizzazione del galattosio ottenuto da idrolisi enzimatica del lattosio. Sebbene la reazione chimica sia un processo economico, tuttavia richiede condizioni di temperatura e pressioni troppo elevate. Per questo motivo negli ultimi anni è aumentato l’interesse per una produzione alternativa del tagatosio per via microbica (Roe HJ. et al. 2000).
L’interesse nei confronti del tagatosio nasce dal fatto che sebbene abbia un potere dolcificate simile a quello del saccarosio (ossia pari a 0,92, contro 1 del saccarosio) questa molecola viene solo parzialmente assorbito a livello intestinale (circa 80% non viene assorbita). Circa il 20% del tagatosio assorbito viene eliminato con le urine. Il resto viene metabolizzato nel fegato a CO2 seguendo le vie metaboliche del fruttosio.Ciò fa sì che il tagatosio fornisca meno calorie rispetto al saccarosio (1,5kcal/g contro 4kcal/g del saccarosio). Poiché ha un gusto simile a quello dello zucchero e non ha retrogusto, il tagatosio può essere quindi utilizzato come dolcificante ipocalorico di massa.

Inoltre negli ultimi anni stanno emergendo altre interessanti proprietà che rendono il tagatosio un ingrediente in alimenti funzionali :
• Effetti Prebiotici. E’ stato dimostrato che il tagatosio non assorbito a livello del colon viene fermentato dalla microflora batterica, con formazione di acidi grassi a corta catena (SCFAs),soprattutto butirrato, che favoriscono l’incremento della flora batterica “buona” (lattobacilli e acido-lattico batteri) a scapito di quella “cattiva” (Bertelsen H,1999)
• Non è cariogenico. Viene molto lentamente fermentato dalla flora batterica orale, con azione acariogena e preventiva nei confronti della placca dentaria stessa.
• Azione ipoglicemizzante. Il consumo di D-tagatosio non induce l’innalzamento dei livelli di glucosio nel sangue o dei livelli di insulina. Inoltre recenti studi hanno evidenziato che l’assunzione di tagatosio è in grado attenuare la risposta glicemica indotta dal glucosio o saccarosio, svolgendo un’azione ipoglicemizzante( Lu Y et al. 2008) . Sebbene i meccanismi molecolari alla base dell’effetto ipoglicemizzante esercitato dal tagatosio non siano del tutto noti, è stato suggerito che la migliorata tolleranza al glucosio dopo pretrattamento con d-tagatosio sia dovuta ad un’aumentata sensibilità all’insulina, ad un compromesso assorbimento gastrointestinale di glucosio (mediante una inibizione degli enzimi deputati alla digestione di carboidrati complessi) (Figura). Il tagatosio agirebbe anche a livello epatico, dove sembra essere in grado di stimolare l’uptake di glucosio e la sintesi del glicogeno e inibire la glicogenolisi. ( Lu Y et al. 2008)

Possibili applicazioni del tagatosio. Le proprietà biologiche e le caratteristiche organolettiche del tagatosio ne suggeriscono l’uso come dolcificante per diabetici, prebiotico ed edulcorante in prodotti dolci non cariogenici e a basso contenuto calorico (prodotti dolciari, bevande analcoliche, prodotti per la prima colazione, chewingum). Attualmente in commercio si trovano marmellate, cioccolate, bevande contenenti tagatosio (es.brand name Tagatesse® e Naturlose ®).Ad esempio la Pepsi l’ha utilizzato nella nuova bibita light Slurpee insieme all’eritrolo.

A tal proposito risulta interessante citare il lavoro condotto da Taylor et al. sull’ idoneità del tagatosio come succedaneo del saccarosio nella produzione di prodotti da forno ( Taylor TP et al. 2008).Diverse tipologie di biscotti ottenuti utilizzando esclusivamente saccarosio, o tagatosio o miscele di entrambi i dolcificanti, sono stati analizzati a livello delle proprietà reologiche, come impasto e prodotto finito in termini di estensione, colore e durezza. In conclusione lo studio ha riportato che le migliori condizioni si osservano nei biscotti ottenuiti utlizzando una miscela di tagatosio/saccarosio al 50%.
Il tagatosio può trovare impiego anche come eccipiente dolcificante ipocalorico in farmaci che altrimenti risulterebbero di sgradevole sapore (es. sciroppi); ulteriori possibili utilizzi del tagatosio sono nell’ambito della cosmesi (es.rossetti)

Attualmente tutte le ricerche condotte sull’uso del tagatosio non hanno rilevato nessun inconveniente nel suo utilizzo. Sono stati condotti numerosi test di carcinogenicità(test di Ames, test di mutazioni in linfoma murino, ed un test in vitro sulle cellule ovariche di Chinese hamster)per verificare la sua sicurezza ed eventuali forme di intolleranza,ma nessuno dei test ha dimostrato un effetto tossico ne mutageno del tagatosio; solamente alcuni soggetti sensibili hanno accusato leggeri disturbi gastrointestinali (flatulenza e effetti lassativi) simili a quelli indotti da altri carboidrati a bassa digeribilità. In gruppi di persone sottoposte ad un elevato consumo di tagatosio( maggiore del 5% die) si è notato un ingrossamento reversibile del fegato, senza evidenti correlazioni patologiche, conseguente all’ accumulo di glicogeno nel fegato. Per questo motivo è stato definito GRAS (Generally Recognized As Safe) dalla FDA americana nell’aprile del 2001 per il suo uso in cibi e bevande e la World Health Organization’s Joint Expert Committee on Food Additives (JECFA) nel giugno del 2004 ha stabilito che relativamente al suo utilizzo fosse riportato in etichetta la sigla ADI(limited acceptable daily intake) “non specificato”.
Dal 14 Dicembre 2005 il tagatosio è stato formalmente approvato come “novel food” dall’Unione Europea senza nessuna restrizione per il suo utilizzo.
Qualcuno ha già trovato prodotti contenenti tagatosio, negli scaffali dei nostri supermercati?

Grazie a Nicola, un ottimo studente del corso di Biochimica degli Alimenti che ha approfondito l’argomento inerente il tagatosio per l’esame e ha contribuito a questo post!

Scritto da tiziana bacchetti alle 18:02, in Biochimica degli alimenti, Dolcificanti, Senza categoria

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Taumatina, brazzeina, monellina, curculina, mabinilina, pentadina e miraculina sono i nomi di sette proteine che ,se ingerite, danno la sensazione di dolce ossia sono dolcificanti come il saccarosio (zucchero da tavola) ed edulcoranti di sintesi che ben conosciamo come saccarina, aspartame……….
Le proteine dolci non presentano similarità di sequenza e poche similarità strutturali tuttavia tutte sono in grado di interagire, con lo stesso meccanismo, con il recettore presente sulle papille gustative T1R2-T2R3; tale riconoscimento fa sì che queste proteine vengano percepite come dolci.
Il potere edulcorante delle sweet proteins è altissimo; infatti, esse sono sono centinaia o migliaia di volte più dolci del saccarosio. Pertanto possono essere usate in quantità molto piccole e quindi, sebbene quando sono digerite forniscono energia (4Kcal/g), a parità di potere dolcificante hanno un potere calorico molto inferiore rispetto al saccarosio o al fruttosio.
L’elevato potere edulcorante e lo scarso apporto energetico aprono possibili applicazioni per l’utilizzo di queste proteine come sostituti acalorici del saccarosio in alimenti e bevande. La Comunità Europea ha approvato per l’impiego come edulcorante la Taumatina ( E957). Il suo utilizzo è consentito nei prodotti di confetteria e la sua dose giornaliera ammissibile (DGA), ossia quantità di taumatina che può essere assunta giornalmente nella dieta quotidiana senza rischi apprezzabili per la salute, è 5mg per Kg di peso corporeo al giorno.

Tutte le proteine dolci sono state isolate da frutti di piante che crescono in foreste pluviali, prevalentemente dell’Africa occidentale.

La TAUMATINA si ottiene per estrazione acquosa a pH 2,5-4,0 dagli arilli del frutto del ceppo naturale del Thaumatococcus daniellii (Benth) che cresce nelle foreste pluviali dell’Africa occidentale. Le taumatine costituiscono una famiglia di proteine, le principali sono la Taumatina I e la Taumatina II . La mistura di taumatina I e II è commercializzata sotto il nome di TALIN. Il suo potere dolcificante è circa 3000 volte superiore a quello del saccarosio, ma il suo sapore è leggermente diverso : persiste per molto tempo (10-20 minuti) lasciando un retrogusto di liquirizia .
La MONELLINA viene estratta dalle bacche rosse di una pianta dell’Africa occidentale, la Dioscoreophyllum cumminsii Diels. Anche questa proteina è circa 3000 volte più dolce del saccarosio, tuttavia a differenza della taumatina, la monellina è un dimero costituito da due polipeptidi di 45 e 50 residui aminoacidici legati insieme per legami non covalenti, perciò perde la caratteristica dolcezza quando è trattata a temperature superiori a 50°C e pH acido.
La pianta cinese Capparis masaikai produce frutti che contengono 4 proteine dolcificanti, delle quali la più studiata è chiamata MABINILINA II che è circa 400 volte più dolce del saccarosio.
La PENTADINA e la BRAZZEINA sono estratte dalla Pentadiplandra brazzeana, un arbusto rampicante presente in alcuni Paesi dell’Africa tropicale e sono rispettivamente circa 500 e 2000 volte più dolci del saccarosio.
La CURCULINA è un dimero isolato dalla pianta Curculigo latifoglia, che cresce in alcune zone della Malesia.
La MIRACULINA è un tretramero estratto dalle bacche rosse di Synsepalum dulcificum (sin. Richardella dulcifera), pianta originaria dell’Africa occidentale. La miraculina è una proteina con effetti particolari ! …………è un modificatore del gusto; ossia questa proteina è di per sé insapore, tuttavia, i cibi assunti successivamente, per un’ora o due, risultano dolci anche se normalmente sarebbero amari o aspri (es. limone).Le particolari caratteristiche di questa proteina sono state anche riportate in un articolo del The New York Times (vedi video)

E’ possibile ottenere queste proteine anche attraverso la bioingegneria genetica mediante l’utilizzo di batteri geneticamente modificati. Ciò rende il processo molto più efficiente ed economico, rispetto alla estrazione da frutti.

Approfondimenti

Sweet proteins – Potential replacement for artificial low calorie sweeteners. Kant R. Nutrition Journal, 2005

Scritto da tiziana bacchetti alle 19:23, in Dolcificanti

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