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Erster spezifischer Bitterblocker identifiziert, der bitteren Beigeschmack von Süßstoffen mindert

28.05.2010
In Zusammenarbeit mit der Firma Givaudan Flavors Corporation und der University of New Mexico in Albuquerque hat ein Wissenschaftlerteam des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung (DIfE) erstmalig einen spezifischen Bitterblocker identifiziert und charakterisiert, der unter anderem den bitteren Beigeschmack der Süßstoffe Saccharin und Acesulfam K mindert. Der Bitterblocker hemmt reversibel sechs von 18 untersuchten menschlichen Bittergeschmackssensoren und könnte künftig zur Geschmacksverbesserung von Getränken oder Medikamenten eingesetzt werden.

Das Wissenschaftlerteam um Jay P. Slack von Givaudan Flavors Corporation und Wolfgang Meyerhof vom DIfE publizierte seine Daten nun in der Fachzeitschrift Current Biology (Slack et al. 2010; DOI: 10.1016/j.cub.2010.04.043).

Mit Hilfe eines besonderen Zellkulturverfahrens untersuchten die Forscher tausende Substanzen auf ihre Fähigkeit, menschliche Bittergeschmackssensoren zu blockieren – eine Vielzahl dieser Stoffe kam in die engere Wahl.

Eine der identifizierten Substanzen, von den Forschern kurz GIV3727* genannt, hemmte im Zellkulturtest sechs der 18 getesteten menschlichen Bitterrezeptoren. Zu diesen gehören auch die Sensoren hTAS2R31 und hTAS2R43. Beide Sensortypen sind eng miteinander verwandt und werden durch die Süßstoffe Saccharin und Acesulfam K aktiviert**.

Aber nicht nur im Zellkulturtest, sondern auch im Sensoriktest mit Probanden war GIV3727 wirksam und verminderte den bitteren Beigeschmack der beiden Süßstoffe, ohne deren Süßgeschmack zu verändern.

„Wir haben nicht nur den ersten spezifischen Bitterblocker identifiziert, sondern sind auch in der Erforschung der molekularen Mechanismen der Geschmackswahrnehmung wieder einen guten Schritt vorangekommen“, sagt Wolfgang Meyerhof, Leiter der Abteilung Molekulare Genetik am DIfE.

Bitterblocker wie GIV3727 könnten dabei helfen, den Einfluss von Bitterstoffen auf den menschlichen Körper näher zu untersuchen. Einige Studien weisen darauf hin, dass Bitterrezeptoren auch außerhalb des Geschmackssystems eine Rolle spielen und im Atmungs- sowie Magen-Darmtrakt zu finden sind. Ob sie dort für die Wahrnehmung von Giftstoffen aus der Luft verantwortlich sind beziehungsweise in die Regulation des Zuckerstoffwechsels involviert sind, ist Gegenstand derzeitiger Untersuchungen.

„Nicht zuletzt könnten unsere Ergebnisse dazu genutzt werden, das Geschmacksprofil von Fertigprodukten, Getränken und Medikamenten zu verbessern. Letzteres könnte eine orale Einnahme von Schmerzmitteln oder Antibiotika bei Kleinkindern vereinfachen oder gar erst ermöglichen“, erklärt Jay Slack, hauptverantwortlicher Wissenschaftler der Abteilung Molekulare Biotechnologie bei Givaudan Flavors Corporation.

Hintergrundinformation:

*GIV3727 = 4-(2,2,3-trimethylcyclopentyl)-Buttersäure

**Das Team um Wolfgang Meyerhof veröffentlichte bereits im Jahr 2004 in der Fachzeitschrift The Journal of Neuroscience, dass sowohl Saccharin als auch Acesulfam K die beiden Bittersensoren hTAS2R31 und hTAS2R43 aktivieren und für den unangenehmen bitteren Beigeschmack der Süßstoffe verantwortlich sind (Kuhn et al.; DOI:10.1523/JNEUROSCI.1225-04.2004).

Die Bittergeschmackswahrnehmung ist angeboren und bereits Babys können Bitterstoffe wahrnehmen. Gibt man einem Kleinkind etwas Bitteres, so versucht es, das Bittere so schnell wie möglich wieder auszuspucken. Dies macht die orale Gabe bitterer Medikamente in diesem Alter besonders problematisch. Obwohl nicht generell ein Zusammenhang zwischen Bitterkeit und Giftigkeit besteht, gehen Wissenschaftler im Allgemeinen davon aus, dass der Sinn für Bitteres uns vor dem Verzehr giftiger Nahrung bewahren soll.

Wolfgang Meyerhof leitet am DIfE eine der führenden Arbeitsgruppen, die sich mit Geschmacksforschung in Deutschland beschäftigen. Der Gruppe ist es gelungen, alle 25 menschlichen Bitterrezeptor-Gene zu identifizieren. Bitterrezeptoren findet man auf der Zunge, aber auch im Bereich des Gaumens, des Rachens und des Kehlkopfs. Bereits 2005 und 2006 hatten Ergebnisse der Arbeitsgruppe um Meyerhof gezeigt, dass die Wahrnehmung des Bittergeschmacks eine wichtige Rolle während der menschlichen Evolution spielte. Im Jahr 2007 zeigte die Gruppe um Meyerhof, dass Geschmackszellen über unterschiedliche Bitterrezeptoren-Sets verfügen. Damit wären zumindest auf molekularer und zellulärerer Ebene die Voraussetzungen erfüllt, zwischen verschiedenen Bitterstoffen zu differenzieren.

Das Deutsche Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Es erforscht die Ursachen ernährungsbedingter Erkrankungen, um neue Strategien für Prävention, Therapie und Ernährungsempfehlungen zu entwickeln. Forschungsschwerpunkte sind dabei Adipositas (Fettsucht), Diabetes und Krebs.

Zur Leibniz-Gemeinschaft gehören zurzeit 86 Forschungsinstitute und Serviceeinrichtungen für die Forschung sowie drei assoziierte Mitglieder. Die Ausrichtung der Leibniz-Institute reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Sozial- und Raumwissenschaften bis hin zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute arbeiten strategisch und themenorientiert an Fragestellungen von gesamtgesellschaftlicher Bedeutung. Bund und Länder fördern die Institute der Leibniz-Gemeinschaft daher gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen etwa 16.100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, davon sind ca. 7.100 Wissenschaftler, davon wiederum 2.800 Nachwuchswissenschaftler. Näheres unter http://www.leibniz-gemeinschaft.de.

Givaudan ist weltweit einer der größten Hersteller von Aromen und Duftstoffen. Das Unternehmen verfügt über Tochtergesellschaften und Filialen in mehr als 40 Ländern und beschäftigt rund 8.500 Mitarbeiter. Givaudan erwirtschaftete 2009 einen Umsatz von 3,959 Milliarden Schweizer Franken.

Kontakt:

Professor Dr. Wolfgang Meyerhof
Deutsches Institut für Ernährungsforschung
Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
Abteilung Molekulare Genetik
Arthur-Scheunert-Allee 114-116
14558 Nuthetal
Tel: ++49(0)33200 88 282/556
E-Mail: meyerhof@dife.de
Jay Slack, PhD
Principal Investigator - Molecular Biotechnology
Research & Development
Givaudan Flavors Corp. - 1199 Edison Drive - OH 45216 - Cincinnati - USA
Tel: +1(1)513/948-3223
E-Mail: jay.slack@givaudan.com
http://www.givaudan.com
http://www.linkedin.com/in/jayslack
Dr. Gisela Olias
Leiterin der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Institut für Ernährungsforschung
Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
Arthur-Scheunert-Allee 114-116
14558 Nuthetal/Deutschland
Tel.: +49(0)33 200-88 278/335
Fax: +49(0)33 200-88 503
E-Mail: olias@dife.de

Dr. Gisela Olias | idw
Weitere Informationen:
http://www.dife.de

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