Você gosta de coisas doces? Um pouco? Muito? Embora gostemos de comer doces aqui e ali, é claro que há uma desvantagem no hábito: o consumo excessivo de açúcar adicionado é a principal causa de cárie dentária, diabetes e problemas cardíacos. Se pudéssemos substituir o açúcar adicionado por outra coisa, nossos problemas estarão resolvidos, certo?
Existem substitutos do açúcar e os temos há mais de cem anos (a sacarina, por exemplo, foi descoberta em 1879, e o aspartame em 1965). O problema é que a obtenção de substitutos do açúcar frequentemente não é fácil nem barata. No entanto, um grupo de cientistas do MIT encontrou uma maneira eficiente de acessar um adoçante alternativo que pode ser mais benéfico para a nossa saúde, uma situação em que todos ganham.
Mas e os adoçantes que ja existem?
Açúcares adicionados referem-se a qualquer açúcar ou adoçante artificial calórico que é adicionado a alimentos ou bebidas durante a fabricação ou preparação. Eles incluem açúcares naturais, como açúcar de mesa (sacarose) e adoçantes artificiais.
Os adoçantes artificiais incluem dois tipos: adoçantes nutritivos e de alta intensidade. Os adoçantes de alta intensidade são muitas, muitas vezes mais doces do que a sacarose e, portanto, apenas um pouco é o suficiente para adoçar os alimentos.
Por outro lado, os adoçantes nutritivos são “primos” do açúcar e são ligeiramente menos doces do que o açúcar de mesa. Eles são derivados de açúcares por meio de um processo conhecido como hidrogenação e não podem ser degradados por bactérias orais, diminuindo os problemas de cárie dentária. No entanto, dietas que usam adoçantes artificiais ainda se correlacionam com problemas de saúde, como um risco aumentado de diabetes tipo 2.
Dietas que usam adoçantes artificiais ainda se correlacionam com problemas de saúde, como um aumento do risco de diabetes tipo 2
Outros adoçantes alternativos conhecidos como açúcares raros têm propriedades interessantes. Eles são encontrados, bem, raramente na natureza e têm poucas fontes. Açúcares raros demonstraram ajudar a controlar os níveis de glicose.
Estudos demonstraram que o D-allose, um desses açúcares raros, pode ser um substituto ideal do açúcar. D-allose é 80% tão doce quanto a sacarose, tem baixa caloria e tem benefícios potenciais para a saúde. Possui propriedades antioxidantes e também pode induzir atividade anticancerígena nas células. No entanto, são necessárias mais pesquisas sobre segurança e metabolismo em humanos.
Uma das coisas que impedem o avanço da pesquisa sobre o D-allose é que ele é caro de se obter devido à sua raridade na natureza. Embora speedwell delgado, bartonia dourada, folhas de batata, a erva-de-açúcar da montanha Transvaal nativa da África do Sul e folhas de plantas de chenille sejam fontes conhecidas de D-allose, a extração deste último se mostrou impraticável com rendimentos de menos de 5 por cento.
Mas preparações de laboratório também estão disponíveis. Eles usam D-glucose como uma fonte primária barata e amplamente disponível para produzir D-allose. No entanto, esses processos são problemáticos: eles têm muitas etapas e geram um rendimento geral ruim, cerca de 2,5%.
No momento, o D-allose custa US $ 80 por um décimo de uma colher de sopa (cerca de 0,1 grama). Portanto, antes que ele possa ser usado como um adoçante alternativo, os pesquisadores devem procurar atalhos econômicos para produzi-lo.
Folhas de plantas de chenille são fontes conhecidas de D-alose, a extração desta última se mostrou impraticável com rendimentos de menos de 5 por cento
Pesquisas mais recentes
Uma equipe do MIT liderada por Alison Wendlandt recentemente mostrou na revista Nature como fazer D-allose a partir de D-glicose em apenas uma etapa com um pouco mais de 40 por cento no rendimento – cerca de 16 vezes melhor do que o processo atual.
A receita é simples: pegue um frasco, acrescente glicose, alguns aditivos, agite bem e voila. Não é tão diferente de fazer massa de pão: combine todos os ingredientes, misture e espere. No entanto, muitos anos de pesquisa são frequentemente gastos para encontrar uma receita ideal em sínteses complexas como esta.
A química orgânica sintética convencional comumente envolve várias etapas em que diferentes partes de uma molécula alvo são construídas bit a bit, como uma estrutura de LEGO.
Mas, ao longo do caminho, algumas partes de uma molécula em andamento devem ser “protegidas” (tornadas não reativas) para direcionar as reações a uma região específica da molécula. Este processo constrói “lentamente” o alvo final.
Mas químicos como a equipe do MIT estão construindo reações que não requerem essas etapas “adicionais” e muitas vezes são inspiradas por reações biológicas facilitadas por enzimas que ocorrem naturalmente.
Em particular, a equipe do MIT encontrou inspiração na enzima NeoN, da bactéria Streptomyces fradiae. Eles examinaram a ação biológica do NeoN e perceberam que essa enzima realiza uma modificação molecular que poderia ser reaproveitada para produzir D-alose.
As enzimas são longas cadeias de aminoácidos dobradas em estruturas semelhantes a bolas ocas. Dentro desses espaços vazios, um número infinito de reações químicas pode acontecer.
Em termos gerais, dependendo da composição molecular específica dessas cavidades, as enzimas facilitarão diferentes tipos de modificações. Quatro anos atrás, os pesquisadores decifraram o mecanismo do NeoN.
Nesse estudo, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Tóquio descobriram que o NeoN modificou a neomicina C – uma versão menos ativa de um antibiótico comum, quebrando uma ligação e restaurando-a, produzindo neomicina B, a versão mais ativa e comumente usada, geralmente conhecida apenas como como “neomicina”.
Este tipo de modificação – conhecido como epimerização radical – é uma reação procurada por muitos químicos e NeoN está entre uma família de enzimas conhecidas por ter essa capacidade.
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De forma semelhante, os cientistas do MIT pensaram que a glicose poderia ser modificada em D-allose. Então, depois de pesquisar as transformações químicas disponíveis – reações feitas em um frasco – que se assemelhavam ao de NeoN, tudo o que restou foi tentar as diferentes condições e ingredientes encontrados nessas receitas para finalmente replicar essa incrível capacidade enzimática.
Não foi uma tarefa fácil. A transformação de glicose em alose exigia um radical instável (que removeria um hidrogênio da glicose) e uma molécula conhecida como tiol (que retornaria um átomo de hidrogênio, produzindo D-alose.)
Mas para a reação funcionar na ausência de No ambiente de bolso da enzima, uma molécula sensível à luz – um fotocatalisador – era necessária. O fotocatalisador não só acelerou a reação na presença de luz, mas também foi essencial para garantir a reciclagem química (restauração do radical fugaz e das moléculas de tiol).
Apesar do fato de que essa modificação é extremamente específica – a ponto de apenas um lado de uma minúscula molécula de glicose ser afetado – como todo o conjunto de moléculas é capaz de embaralhar átomos de uma maneira coordenada permanece indescritível para esses cientistas e outros na área .
Para que um conjunto de moléculas faça uma reação acontecer, elas devem interagir umas com as outras, mantendo posições relativamente próximas e específicas, ao mesmo tempo em que recebem ou empurram átomos para longe, às vezes de maneiras inesperadas e até agora difíceis de entender.
Embora os cientistas do MIT tenham testado seu procedimento para fazer D-allose usando apenas um grama de material inicial, uma escala muito maior ainda está para ser avaliada para ver se o método se manteria em escala industrial.
Além do mais, a receita otimizada funciona para mais do que apenas glicose. Para testar a aplicabilidade da técnica em outras moléculas, os cientistas misturaram outros compostos semelhantes à glicose e complexos de açúcar – conhecidos como glicanos – como o açúcar de mesa. A conversão foi observada para pelo menos 15 outras moléculas e com rendimentos de reação próximos aos observados para a glicose.
Conforme apresentado, este novo desenvolvimento para produzir D-allose tem o potencial de tornar esse açúcar raro disponível de forma rápida e barata para exploração adicional em outras áreas de pesquisa.
Em particular, encontrar respostas sobre a segurança de D-allose para uso em dietas humanas tornaria rapidamente este açúcar raro, talvez, mais atraente como um adoçante alternativo.
Mas não só isso, o uso de D-allose é de interesse crescente como um tratamento para reduzir o desenvolvimento de doenças nas plantações de arroz, melhorar o tratamento para infecções parasitárias em animais e tratamentos como imunossupressores, tratamento anti-osteoporose e crioprotetor que têm foram propostas, mas ainda não foram testadas em humanos.
Traduzido e editado por equipe Isto é Interessante
Fonte: Massive Science
