La quête pour satisfaire la dent sucrée sans alourdir la taille a une nouvelle arme dans son arsenal :une souche de levure qui peut métaboliser le lactose, le sucre dans les produits laitiers, en tagatose, un édulcorant naturel avec moins de la moitié des calories du sucre de table.

Yong Su Jin, professeur de science alimentaire et de nutrition humaine à l'Université de l'Illinois, a dirigé l'équipe de recherche qui a conçu la souche de levure, qui produit du tagatose en quantités beaucoup plus importantes que les techniques de fabrication enzymatiques traditionnelles et pourrait aider à faire du tagatose une alternative rentable au sucre ou au sirop de maïs à haute teneur en fructose.

Les chercheurs ont publié leurs travaux dans la revue Communication Nature .

"Le tagatose est un édulcorant qui présente des goûts et des textures presque identiques de saccharose, ou du sucre de table. Cependant, le tagatose contient beaucoup moins de calories que le saccharose :environ 40 % de saccharose, " dit Jin. " En plus, il n'augmente pas la glycémie autant que le saccharose ou le fructose. L'index glycémique du tagatose est de 3, qui est bien inférieure à celle du saccharose, 68, et du fructose, 24. En tant que tel, Le tagatose présente un risque plus faible de développer un diabète de type 2 et d'autres maladies causées par des augmentations rapides et répétées de la glycémie dans le sang."

Malgré ses bienfaits, le tagatose a un coût de fabrication élevé qui l'a empêché d'être largement utilisé commercialement, dit Jin. Bien qu'il soit naturellement présent dans les fruits et les produits laitiers, les concentrations sont trop faibles pour isoler efficacement le tagatose. La méthode de fabrication traditionnelle implique un processus enzymatique en plusieurs étapes qui transforme le galactose, un composant du lactose, en tagatose.

Malheureusement, la réaction enzymatique est si inefficace que seulement 30 pour cent du galactose est converti en tagatose, obligeant les fabricants à utiliser un procédé coûteux pour éliminer le tagatose du mélange de galactose.

L'équipe de Jin a utilisé la machinerie interne des cellules de levure comme de minuscules usines de tagatose, un peu comme la façon dont les fabricants d'éthanol utilisent la levure pour produire du carburant à partir de maïs. Les chercheurs ont conçu une souche de levure qui produit du tagatose à partir du lactose en effectuant deux modifications génétiques. D'abord, ils ont extrait un gène qui permet à la levure d'utiliser le galactose comme carburant cellulaire pendant le métabolisme du lactose. Seconde, ils ont ajouté deux gènes qui convertissent le galactose en tagatose.

Ainsi, lorsque la levure est nourrie de lactose, son propre métabolisme le pousse à produire une solution à 90 % de tagatose, bien plus élevée que les 30 % de rendement de la fabrication traditionnelle. Les réacteurs à levure fonctionnent également à des échelles beaucoup plus grandes que celles à base d'enzymes, qui pourrait permettre une production de masse efficace de tagatose, dit Jin.

"Un autre avantage est que notre processus à base de levure peut utiliser indirectement le lactosérum. Le lactosérum est un sous-produit inévitable des processus de fabrication du fromage et du yaourt grec en tant que matière première, " dit Jin. " En raison de la popularité récente du yaourt grec, l'élimination du lactosérum est un problème dans l'industrie laitière. Nous espérons que notre processus pourra être utilisé pour résoudre le problème du lactosérum excédentaire. Comme notre approche basée sur la fermentation des levures permet un ratio produit plus élevé et l'utilisation directe de déchets laitiers bon marché, nous nous attendons à ce que le coût de production du tagatose puisse être considérablement réduit."

Prochain, les chercheurs exploreront l'utilisation de leur approche à base de levure pour fabriquer d'autres produits à partir de lactose.

"Nous avons montré que le lactose peut être utilisé efficacement et rapidement par la levure modifiée. Avec une ingénierie métabolique plus poussée, nous pouvons produire d'autres produits de valeur à partir du lactose abondant dans le lactosérum, en utilisant notre souche de levure modifiée, " dit Jin.