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Wissenschaftler lüften 62 Jahre altes Geschmacksgeheimnis einer Süßstoffmixtur

15.09.2017

Seit über 60 Jahren ist bekannt, dass sich der unangenehme bittere Beigeschmack der Süßstoffe Saccharin und Cyclamat vermindert und sich ihre Süßkraft erhöht, wenn man sie nicht einzeln nutzt, sondern miteinander kombiniert. Warum dies so ist, war bislang nur wenig erforscht. In der Fachzeitschrift Cell Chemical Biology veröffentlichte ein Wissenschaftlerteam um Maik Behrens und Wolfgang Meyerhof vom Deutschen Institut für Ernährungsforschung (DIfE) nun erstmals den Mechanismus, der diesem Phänomen zu Grunde liegt und lüftet somit das Geschmacksgeheimnis der Mixtur.

Wie die Forscher mit Hilfe eines von ihnen entwickelten zellulären Testsystems zeigen, liegt das Geheimnis in der Ambivalenz der Süßstoffe, denn sie sind paradoxerweise Süßstoff, Bitterstoff und Bitterblocker zugleich. Beide Süßstoffe aktivieren nicht nur den Süßrezeptor, weswegen sie vornehmlich süß schmecken, sondern auch einige der 25 Bitterrezeptoren, was für ihren bitteren Beigeschmack verantwortlich ist.


Süßstoff: Saccharin

DIfE

Dabei blockiert Cyclamat die Bitterrezeptoren, die von Saccharin stimuliert werden und umgekehrt hemmt Saccharin den von Cyclamat aktivierten Bitterrezeptor. „In der Folge schmeckt das Gemisch deutlich weniger bitter und wird hierdurch vermutlich auch als süßer empfunden“, erklärt Studienleiter und Erstautor Behrens.

„Überraschender Weise konnten wir nicht beobachten, dass im Vergleich zu den Einzelsubstanzen die Kombination der Süßstoffe zu einer gesteigerten Aktivität des Süßrezeptors führt“, ergänzt Meyerhof, der am DIfE die Abteilung Molekulare Genetik leitet.

Fazit und Ausblick:

Unabhängig von dem gelüfteten Geschmacksgeheimnis der Süßstoffmixtur ist nach Aussage der Forscher eine wesentliche Studienerkenntnis, dass Bitterstoffe - zu denen auch einige Süßstoffe zählen -, zugleich auch Bitterblocker sein könnten.

„Es wäre daher denkbar, dass man zukünftig Bitterstoffe sogar gezielt als Bitterblocker einsetzt, um zum Beispiel den Geschmack von Süßstoffgemischen zu optimieren oder um den Bittergeschmack von Medikamenten zu maskieren. Leider sind Substanzen sehr rar, die reine Bitterblocker sind“, sagt Behrens. Voraussetzung für einen gezielten Einsatz von Bitterstoffen als Bitterblocker wäre jedoch, ihr genaues Wirkspektrum zu kennen. Das heißt, man müsste genau wissen, welche Rezeptortypen sie aktivieren bzw. hemmen.

„Dass sich dies mit Hilfe von zellulären Testsystemen wie dem unseren prinzipiell ermitteln lässt, belegen unsere Ergebnisse schon heute“, so Meyerhof. „Daher bin ich zuversichtlich, dass sich geschmackliche Fehlnoten in Lebensmitteln oder Medikamenten in Zukunft noch besser vermeiden lassen, als dies heute bereits möglich ist.“

Studie:

Maik Behrens, Kristina Blank, and Wolfgang Meyerhof: Blends of non-caloric sweeteners saccharin and cyclamate show reduced off-taste due to TAS2R bitter receptor inhibition. Cell Chemical Biology (2017); http:dx.doi.org/10.1016/j.chembiol.2017.08.004

Hintergrundinformationen:

Bereits 1955 berichteten amerikanische Forscher, dass sich im Vergleich zu den Einzelsubstanzen mit Süßstoffgemischen aus Saccharin und Cyclamat ein intensiverer Süßgeschmack sowie eine geringere bittere Fehlnote erzielen lassen. Eine Beobachtung, die auch auf andere Süßstoffmixturen zutrifft, sodass heute Lebensmittelhersteller für Lightprodukte wie Diätmarmeladen oder -getränke meist mehrere Süßstoffe gleichzeitig verwenden. Insbesondere Cyclamat, dessen Süßkraft etwa 35-mal größer ist als die des Haushaltszuckers, sagt man nach, dass es die Wirkung anderer Süßstoffe verstärkt. Hierzu zählt neben Saccharin auch Acesulfam K. Die Süßkraft von Saccharin ist ungefähr 500-mal und die von Acesulfam K etwa 200-mal stärker als die des Zuckers.

Heute weiß man zudem, dass Zucker, Zuckeraustauschstoffe sowie Süßstoffe ihren Süßgeschmack nur über einen einzigen Süßrezeptortyp vermitteln. Demgegenüber stehen beim Menschen 25 verschiedene Bitterrezeptortypen, von denen einige auch durch Süßstoffe aktiviert werden. So konnten die Wissenschaftler um Meyerhof bereits vor einigen Jahren zeigen, dass Saccharin in höheren Konzentrationen seine bittere Fehlnote hauptsächlich über die Bitterrezeptoren TAS2R31 und -R43 vermittelt, wohingegen Cyclamat in hoher Dosis den Bitterrezeptor TAS2R1 stimuliert.

Das Deutsche Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Es erforscht die Ursachen ernährungsassoziierter Erkrankungen, um neue Strategien für Prävention, Therapie und Ernährungsempfehlungen zu entwickeln. Zu seinen Forschungsschwerpunkten gehören die Ursachen und Folgen des metabolischen Syndroms, einer Kombination aus Adipositas (Fettsucht), Hypertonie (Bluthochdruck), Insulinresistenz und Fettstoffwechselstörung, die Rolle der Ernährung für ein gesundes Altern sowie die biologischen Grundlagen von Nahrungsauswahl und Ernährungsverhalten. Mehr unter www.dife.de. Das DIfE ist zudem ein Partner des 2009 vom BMBF geförderten Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD). Weitere Informationen zum DZD finden Sie unter http://www.dzd-ev.de.

Die Leibniz-Gemeinschaft verbindet 91 selbständige Forschungseinrichtungen. Ihre Ausrichtung reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Raum- und Sozialwissenschaften bis zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute widmen sich gesellschaftlich, ökonomisch und ökologisch relevanten Fragen. Sie betreiben erkenntnis- und anwendungsorientierte Forschung, auch in den übergreifenden Leibniz-Forschungsverbünden, sind oder unterhalten wissenschaftliche Infrastrukturen und bieten forschungsbasierte Dienstleistungen an. Die Leibniz-Gemeinschaft setzt Schwerpunkte im Wissenstransfer, vor allem mit den Leibniz-Forschungsmuseen. Sie berät und informiert Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Leibniz-Einrichtungen pflegen enge Kooperationen mit den Hochschulen - u.a. in Form der Leibniz-WissenschaftsCampi, mit der Industrie und anderen Partnern im In- und Ausland. Sie unterliegen einem transparenten und unabhängigen Begutachtungsverfahren. Aufgrund ihrer gesamtstaatlichen Bedeutung fördern Bund und Länder die Institute der Leibniz-Gemeinschaft gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen rund 18.600 Personen, darunter 9.500 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Der Gesamtetat der Institute liegt bei mehr als 1,7 Milliarden Euro. Mehr unter http://www.leibniz-gemeinschaft.de.

Kontakt:

Prof. Dr. Wolfgang Meyerhof
Deutsches Institut für Ernährungsforschung
Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
Abteilung Molekulare Genetik
Arthur-Scheunert-Allee 114-116
14558 Nuthetal/Deutschland
Tel: +49 (0)33200 88-2282/-2556
E-Mail: meyerhof@dife.de

Dr. habil. Maik Behrens
Deutsches Institut für Ernährungsforschung
Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
Abteilung Molekulare Genetik
Arthur-Scheunert-Allee 114-116
14558 Nuthetal/Deutschland
Tel: +49 (0)33200 88-2545
E-Mail: behrens@dife.de

Pressekontakt:

Dr. Gisela Olias
Referentin für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Deutsches Institut für Ernährungsforschung
Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
Tel.: +49 (0)33200 88-2278/-2335
E-Mail: olias@dife.de
oder presse@dife.de
http://www.dife.de

Dr. Gisela Olias | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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