Ученые открыли рецептор щелочного вкуса

Что такое умами

Если свежие продукты заморозить или просто долго хранить, глутамат в них уменьшится, а вкус и аромат станут менее насыщенными. Чтобы их сохранить, в обработанную пищу иногда дополнительно добавляют глутамат натрия (код Е621). Для пищевой промышленности его выделяют из углеводов микробиологическими методами.

Отличается ли естественный глутамат от добавленного

В качестве усилителя вкуса промышленный глутамат натрия добавляют в переработанную еду. Это:

• Позволяет сохранить вкусовые качества продуктов
• Не обязательно вреден для здоровья

Мир вкусового восприятия пополнился еще одним вкусом. На этот раз исследователи достоверно обнаружили механизм, который отвечает за распознавание щелочного вкуса, а также нашли соответствующий белок, который отвечает за распознавание этой информации мозгом. Правда, есть нюанс – пока только у дрозофил. Подробности работы опубликованы в журнале Nature Metabolism.

Экспрессия белка Alka

Исследования показали, что белок Alka (зеленый) вырабатывается в рецепторных клетках мушек дрозофил. Этот белок формирует канал для ионов хлора во вкусовых рецепторных нейронах мушек.

Уровень pH – один из важнейших индикаторов физиологических жидкостей организма и крайне важен для распознавания того, пригодна ли пища для употребления. Как слишком низкий, кислотный pH, так и слишком высокий, щелочной, может стать ядом для живого существа. Но если каналы для восприятия ионов водорода, отвечающие за ощущение кислого, были найдены давно, то механизмы распознавания щелочного вкуса пока что только исследуются.

Помимо пяти основных вкусов (сладкий, соленый, кислый, горький, умами) и четырех дополнительных, найденных за последние два десятилетия у млекопитающих (железный, кальциевый, жирный, водяной) исследователям из США и Китая удалось обнаружить рецептор десятого вкуса – щелочного. Им стал белок алкалифил (Alka), который формирует канал для ионов хлора во вкусовых рецепторных нейронах (GRNs) мушек дрозофил.

В норме насекомые отдают предпочтение жидкостям с нейтральной средой. Но если рецепторные клетки этот белок не вырабатывали, мушки переставали различать нейтральные и щелочные жидкости. После серии электрофизиологических экспериментов с отдельными вкусовыми нейронами ученые установили, что Alka формирует канал для ионов хлора, которых внутри клетки гораздо меньше, чем снаружи. Этот канал открывается после взаимодействия с гидроксильными ионами (HO—), выпуская ионы хлора наружу, что сказывается на мембранном потенциале. В итоге мозг получает информацию о том, что пища щелочная.

Оптогенетические эксперименты на мушках

Оптогенетические эксперименты на мушках с отключением нейронов, содержащих белковые Alka-каналы, с помощью красного света, показали, что насекомые при этом полностью теряют способность к распознаванию щелочной среды на вкус. При этом также сокращалось потребление сладкой жидкости, что для исследователей стало сюрпризом и требует дополнительного изучения.

Теперь основная задача, стоящая перед учеными – проверить, есть ли подобный механизм сначала у млекопитающих, а затем – и у человека. Наши вкусовые системы несколько отличаются друг от друга (хотя бы тем, что за носительство рецепторов вкуса отвечают не нейроны, а другие клетки), поэтому картина восприятия щелочного вкуса может выглядеть иначе.

Ученые обнаружили шестой вкус

Наравне с основными вкусами человека: сладким, соленым, горьким, кислым и умами, существует еще один базовый шестой вкус.

Речь идет о вкусе хлорида аммония. О нем рассказали исследователи из Колледжа литературы, искусств и науки USC Dornsife.

Название вероятному шестому вкусу пока не придумали. Однако когда он попадает на язык, то создает чувство вкуса, которое описывают как горький, соленый и чуть-чуть кислый. Хлорид аммония используется в лекарствах и удобрениях, а также его добавляют, чтобы сделать закуски хрустящими в некоторых азиатских странах, пишет New Atlas.

В ходе исследования ученые раскрыли механизм, посредством которого вкусовые рецепторы человека распознают хлорид аммония. Исследователи считают, что это открытие доказывает существование шестого базового вкуса.

Вкус хлорида аммония хорошо знаком жителям скандинавских стран. Речь идет о соленой лакрице — кондитерском изделии с добавлением хлорида аммония, придающего ему особый вкус: горького, соленого и немного кисловатого, – говорит автор исследования Эмили Лиман.

Человек чувствует вкус, когда химические вещества взаимодействуют со специализированными вкусовыми рецепторными клетками (TRC) на языке и небе. Различные TRC реагируют на каждый из пяти основных вкусов и высвобождают нейромедиаторы в нервы, посылающие сигналы, позволяющие нервной системе определять, воспринимается ли съеденное как горькое, сладкое, умами, кислое, соленое или смесь всех пяти.

Новое исследование основано на предварительном изучении белка otopetrin1 (OTOP1), который использовался для определения кислого вкуса. Ученые решили проверить влияние кислых TRC и OTOP1 на способность языка ощущать хлорид аммония.

Они ввели ген OTOP1 в выращенные в лаборатории человеческие клетки и подвергли некоторые действия кислоты или хлорида аммония. Исследователи обнаружили, что последний активирует рецептор гена OTOP1 столь же эффективно, как и кислота.

В дальнейшем исследователи хотят более подробно изучить, как рецептор OTOP1 реагирует на хлорид аммония и как эта реакция может отличаться среди других живых организмов.

Аммоний в определенной степени токсичен, поэтому есть смысл, чтобы мы разработали вкусовые механизмы для его обнаружения, — отмечает Лиман.

Автор: Анна Хоружая
Дата: среда, 11 октября 2023

Открытие шестого вкуса: хлорид аммония

Измельчить лук и не расплакаться может далеко не каждый повар. Это умение является одним из самых важных на кухне, потому что лук активно используется при приготовлении многих блюд.

Gazeta.ua называет одну проверенную хитрость, которая поможет сдержать слезы. Даже не почувствуете жжение в глазах.

Сейчас вы читаете новость Соленый, сладкий, горький: ученые обнаружили шестой вкус. Вас также могут заинтересовать свежие новости Украины и мировые на Gazeta.ua

Обнаружение шестого вкуса

Американские ученые раскрыли механизм, с помощью которого наши вкусовые рецепторы обнаруживают хлорид аммония. Типичный пример этого вкуса — соленая лакрица, популярная в Скандинавии и Нидерландах.

Теперь к перечисленным пяти вкусам может присоединиться хлорид аммония. Исследование, проведенное специалистами из Колледжа литературы, искусств и наук Дэвида Дорнсифа, обнаружило доказательства основного вкуса номер шесть.

Механизм обнаружения вкуса

Вкус возникает, когда проглатываемые химические вещества взаимодействуют со специализированными клетками вкусовых рецепторов (TRC) на языке и небе. Различные TRC реагируют на каждый из пяти основных вкусов и выделяют нейротрансмиттеры в нервы. Они посылают сигналы в мозг и позволяют нервной системе определить, едите вы соленое, кислое или сладкое блюдо.

Роль кислоты в восприятии вкуса

Продукты с кислым вкусом содержат большое количество кислот. Это связано с низким уровнем pH и высоким содержанием ионов водорода. Когда кислые TRC подвергаются воздействию кислот, они производят электрический сигнал из-за движения ионов водорода через клеточную мембрану. Ученые уже знают, что кислые TRC экспрессируют ген отоптерина1 (Otop1), который кодирует белок OTOP1, с образованием протонного канала. Тот позволяет клеткам обнаруживать низкий уровень pH и, соответственно, кислый вкус.

Результаты исследования

В текущем исследовании ученые решили проверить вклад кислых TRC и OTOP1 в способность языка ощущать хлорид аммония. Они ввели ген Otop1 в выращенные в лаборатории клетки человека и подвергли некоторые из них воздействию кислоты и хлорида аммония. Оказалось, хлорид аммония активирует рецептор OTOP1 так же эффективно, как и кислота. Тесты подтвердили, что организмы с геном Otop1 избегали хлорида аммония, в то время как все остальные — нет.

Продукты распада аминокислот и вкус хлорида аммония

Аммоний и связанный с ним газ аммиак — продукты распада аминокислот. Они, как правило, токсичны для людей и других животных, многие из которых могут обнаруживать и реагировать на их содержание в окружающей среде. Основываясь на выводах своего исследования, ученые предположили, что способность ощущать вкус хлорида аммония, возможно, развилась, чтобы помочь организмам избегать вредных веществ.

Видовые особенности организмов

Исследователи наблюдали различия между видами. Каналы OTOP1 человека и мыши сильно активировались хлоридом аммония, каналы OTOP1 курицы были еще более чувствительны, а рыбки данио — менее чувствительны к хлориду аммония. Эти видовые различия отражают экологические ниши каждого организма. Например, известно, что птицы менее чувствительны к кислому вкусу, но им необходимо избегать употребления хлорида аммония, присутствующего в их помете.

Вкусовые рецепторы на языке человека

Язык человека покрывают маленькие пупырышки — так называемые вкусовые сосочки. Их четыре типа, у тех, что отвечают за вкус, внутри находятся вкусовые рецепторы гораздо меньшего размера. В одном вкусовом сосочке может содержаться от нескольких до сотни таких рецепторов. Вкусовые рецепторы реагируют на один из четырех вкусов — кислый, соленый, сладкий, горький, после чего выделяют химические вещества нейротрансмиттеры, которые посылают сигнал нейронам, а те с помощью нервных импульсов в мозг. Получив информацию, мозг определяет пищу как кислую, сладкую, горькую, соленую.

Шестой вкус — хлорид аммония

В начале 1990-х годов японские ученые допустили, что на языке человека существуют рецепторы для восприятия еще одного, пятого вкуса — умами, его еще называют вкус мясной пищи. За оценку этого вкуса отвечают глутаматные рецепторы. В новом исследовании, которое было опубликовано в журнале Nature Communications, группа ученых из Университета Южной Калифорнии (США) под руководством Эмили Лиман утверждает, что получила доказательства того, что вкусовые рецепторы могут чувствовать шестой вкус — хлорид аммония (нашатырь, NH4Cl). Например, он содержится в соленой лакрице — популярной в Скандинавии конфете. Специалисты выяснили, что человеческий язык воспринимает хлорид аммония через те же рецепторы, которые различают кислый вкус.

Взаимодействие хлорида аммония с рецепторами

На протяжении нескольких десятилетий ученые признавали, что язык человека специфически реагирует на хлорид аммония. Но несмотря на обширные исследования обнаружить рецепторы, которые бы отвечали за этот вкус, найти не удавалось. Именно это попыталась сделать группа Эмили Лиман. Ранее ученые обнаружили белок, отвечающий за доставку кислого вкуса — OTOP1. Он находится внутри клеточных мембран и образует ионный канал, через который водородные ионы поступают в клетки рецепторов. Кислый вкус создают именно водородные ионы, содержащиеся в различных кислых продуктах (аскорбиновая кислота, уксусная кислота). Поскольку хлорид аммония может влиять на концентрацию водородных ионов внутри клеток рецепторов, команда Лиман предположила, что он тоже должен взаимодействовать с OTOP1.

Чтобы это выяснить, ученые ввели ген Otop1, кодирующий белок OTOP1, в выращенные в лаборатории человеческие клетки. В итоге образовался «ионный канал». Затем исследователи подвергли клетки воздействию хлорида аммония и измерили реакцию. Выяснилось, что он достаточно сильно активирует OTOP1, даже лучше, чем это делают водородные ионы.

«Хлорид аммония выделяет небольшое количество аммиака, который перемещается через ионный канал внутрь клетки и делает ее более щелочной. Вместе с тем в клетку начинает поступать гораздо меньше водородных ионов», — объяснила Лиман.

Когда ученые закончили экспериментировать с человеческими клетками, они провели два опыта на лабораторных мышах.

В первом эксперименте исследователи измерили электропроводность. Для этого ученые взяли мышей с обычными вкусовыми рецепторами и мышей, которым отредактировали гены так, чтобы они не производили белок OTOP1. После чего следили за тем, насколько хорошо клетки вкусовых рецепторов генерируют электрические импульсы при употреблении животными хлорида аммония.

Клетки вкусовых рецепторов «нормальных» мышей после введения хлорида аммония проявили «электрическое возбуждение», а аналогичные клетки «модифицированных» мышей, никак не отреагировали. Эксперимент подтвердил гипотезу ученых о том, что когда через канал OTOP1 проходит хлорид аммония, в клетках вкусовых рецепторов генерируется электрический сигнал.

Во втором опыте специалисты изучили реакцию мышей на обычную воду и воду с добавлением хлорида аммония. Мыши с работающим белком OTOP1 находили вкус хлорида аммония непривлекательным и не пили жидкость, а генно-модифицированные (с неработающим OTOP1), наоборот, не возражали против хлорида аммония даже в больших концентрациях.

«Мы пошли еще дальше и проверили наши выводы на других видах и людях. Оказалось, что у человека белок OTOP1 еще более чувствителен к хлориду аммония, чем у других животных», — пояснила Лиман.

Итак, почему же животные, в том числе и люди, так чувствительны к хлориду аммония? Лиман объяснила, что причина в эволюции. Способность различать вкус хлорида аммония развилась, чтобы живые организмы не употребляли опасную пищу, в которой содержится большое количество вредных веществ с высокой концентрацией аммония (катиона NH4). В некоторой степени аммоний токсичен и может нанести вред здоровью, именно поэтому виды приобрели вкусовые механизмы для его обнаружения.

Хотя американские ученые и нашли доказательства так называемого «шестого вкуса», говорить о его официальном признании международным научным сообществом пока рано, нужны дополнительные исследования.

Как используют глутамат в приготовлении блюд

Для использования дома глутамат можно купить в любом интернет-магазине, продуктовых магазинах, на рынка в отделах приправ и специй, а также в магазинах азиатских товаров.

Производитель «Аджимоното» рекомендует добавлять глутамат в супы, мясо и даже в салат «Оливье». Но чаще всего дома глутамат используют для приготовления азиатских блюд: моркови по-корейски, фунчозы, овощных салатов и супов, а также для изготовления домашней колбасы. Рекомендованный объем глутамата — примерно ⅕ чайной ложки для одного блюда.

Учёные открыли шестой базовый вкус, который ощущает язык

Пока что в списке сладкий, кислый, солёный, горький и умами.

Учёные из Университета Южной Калифорнии (USC Dornsife) полагают, что они определили новый базовый вкус, который можно ощутить языком — хлорид аммония. Он присутствует как в токсичных веществах, так и в кондитерских изделиях. об этом опубликовал журнал Nature.

Сейчас принято выделять пять вкусов еды — солёный, кислый, сладкий, горький и умами («пикантный мясной»). Последний в 1908 году открыл японский химик Кикунаэ Икеда. Он присутствует в соевом соусе, морских водорослях, анчоусах и многих других белковых продуктах.

Что касается хлорида аммония, то типичный пример этого вкуса — солёная лакрица. Это очень популярная кондитерская добавка в Скандинавии, Нидерландах и северной Германии. С ней сладкие продукты кажутся одновременно горькими, солёными и кисловатыми.

Исследователи давно знали, что язык на него реагирует. Но только сейчас им удалось точно определить рецепторы, которые безошибочно его определяют. Это происходит благодаря белку под названием OTOP1, который также улавливает кислотность, присутствующую, например, в лимонном соке или уксусе. Это выяснилось в ходе лабораторных экспериментов, которые показали, что хлорид аммония активирует рецептор OTOP1 так же эффективно, как и кислота.

Исследователи считают, что способность определять шестой вкус не была базовой и развилась со временем, чтобы организмы могли избегать вредных веществ. Ведь аммоний и связанный с ним газ аммиак токсичны для людей и животных.

Аммоний в некоторой степени токсичен, поэтому вполне логично, что мы развили вкусовые механизмы для его обнаружения.

Профессор биологических наук в Университете Южной Калифорнии

Однако добиться официального статуса нового вкуса будет непросто. Тот же умами признали пятым лишь спустя десятилетия после его открытия.

Если нашли ошибку, выделите текст и нажмите Ctrl + Enter

Польза глутамата

Исследователи выявили некоторые полезные свойства глутамата:

Вред глутамата натрия

Таким образом, исследования не подтвердили, что глутамат нарушает обменные процессы в организме или способствует ожирению. При умеренном потреблении он не оказывает вредного воздействия на организм.

Нутрициолог и эксперт по рациональному питанию Надежда Ершова, консультант проекта Здоровье.Mail.ru, подтверждает, что исследований на людях, достоверно доказывающих негативное влияние глутамата, крайне мало и они плохого качества. Большинство данных основаны на воздействии глутамата на животных. При этом негативное влияние установили только при употреблении чрезмерно высоких доз. С пищей такие дозы глутамата получить практически невозможно.

При этом Надежда Ершова отмечает, что определенный вред здоровью может быть, хотя он не связан непосредственно с глутаматом.

Дело в том, что в промышленности глутамат обычно добавляют в рафинированные полуфабрикаты и продукты с низкой пищевой ценностью — такие как мясные деликатесы, фаст-фуд и подобные. Эти продукты, и без того обедненные питательными веществами, содержат большое количество сахара, а также растительных и животных жиров низкого качества. Глутамат натрия улучшает вкусовые качества такой еды, что, в свою очередь, делает ее привлекательной для потребителя. Но частое употребление полуфабрикатов и фаст-фуда приводит к:

Сам глутамат привыкания или зависимости не вызывает. Его можно употреблять в пищу, но надо помнить, что рацион при этом должен быть разнообразным и качественным.