Des chercheurs de l’Université Tufts ont mis au point une méthode de production à grande échelle du tagatose, un sucre naturel rare qui pourrait offrir une alternative plus saine au sucre de table. Cette avancée pourrait révolutionner l’industrie agroalimentaire en permettant de créer des produits sucrés avec moins de calories et un impact moindre sur la santé.
Le tagatose n’est pas une découverte récente. Il existe naturellement, mais en quantités infimes, dans certains aliments comme le lait, les pommes, les ananas et les oranges, où il représente généralement moins de 0,2 % des sucres présents. On le trouve également lors de la décomposition du lactose dans les produits laitiers comme le yaourt, le fromage et le kéfir. Cependant, sa rareté a toujours limité son utilisation.
Jusqu’à présent, les procédés de fabrication du tagatose étaient coûteux et peu efficaces. L’équipe de recherche, dirigée par Nik Nair, professeur agrégé de génie chimique et biologique à Tufts, a résolu ce problème en utilisant une approche innovante : la biosynthèse bactérienne.
« Nous avons développé un moyen de produire du tagatose en concevant la bactérie Escherichia coli pour qu’elle fonctionne comme de minuscules usines, chargées des enzymes appropriées pour transformer d’abondantes quantités de glucose en tagatose », explique Nik Nair. « Ceci est beaucoup plus réalisable économiquement que notre approche précédente, qui utilisait du galactose moins abondant et plus coûteux. »
Les chercheurs ont modifié génétiquement les bactéries en y intégrant une enzyme nouvellement identifiée, la phosphatase sélective de galactose-1-phosphate (Gal1P), provenant d’une moisissure visqueuse. Cette enzyme permet de générer du galactose directement à partir du glucose. Une autre enzyme, l’arabinose isomérase, convertit ensuite le galactose en tagatose. Grâce à cette méthode, les bactéries modifiées peuvent convertir le glucose en tagatose avec un rendement atteignant 95 %, une amélioration significative par rapport aux 40 à 77 % obtenus avec les techniques traditionnelles.
Le tagatose offre environ 92 % de la douceur du saccharose (sucre de table) tout en contenant environ 60 % de calories en moins. Il a été reconnu par la FDA (l’agence américaine des produits alimentaires et médicamenteux) comme « généralement reconnu comme sûr », une classification partagée par des ingrédients courants comme le sel et le vinaigre.
L’un des avantages potentiels du tagatose, particulièrement pour les personnes atteintes de diabète, réside dans sa manière d’être métabolisé par l’organisme. Seule une partie du tagatose est absorbée par l’intestin grêle, tandis que le reste est fermenté par les bactéries intestinales dans le côlon. Cela entraîne un impact beaucoup plus faible sur les taux de glycémie et d’insuline que le sucre conventionnel, comme l’ont démontré des études cliniques.
Par ailleurs, le tagatose pourrait favoriser la santé bucco-dentaire. Contrairement au saccharose, qui nourrit les bactéries responsables des caries, le tagatose semble limiter la croissance de certains de ces microbes nocifs et pourrait même avoir des effets probiotiques bénéfiques pour la flore intestinale et buccale.
En raison de ses faibles calories et de sa faible absorption, le tagatose peut être utilisé comme un « édulcorant en vrac », c’est-à-dire qu’il peut remplacer le sucre non seulement pour son goût sucré, mais aussi pour ses propriétés physiques en cuisine et en pâtisserie – une capacité que ne possèdent pas les édulcorants de haute intensité. Le tagatose brunit également comme le sucre de table lorsqu’il est chauffé, et les tests gustatifs confirment sa similitude avec le sucre conventionnel en termes de saveur et de sensation en bouche.
« L’innovation clé dans la biosynthèse du tagatose a été la découverte de l’enzyme Gal1P de moisissure visqueuse et son intégration dans nos bactéries de production », souligne Nik Nair. « Cela nous a permis d’inverser une voie biologique naturelle qui métabolise le galactose en glucose et de générer à la place du galactose à partir du glucose fourni comme matière première. Le tagatose et potentiellement d’autres sucres rares peuvent désormais être synthétisés à partir de ce point. »
Les chercheurs estiment que cette approche pourrait ouvrir la voie à une production plus efficace d’autres sucres rares, transformant potentiellement la manière dont les édulcorants sont fabriqués et utilisés à l’avenir.