Welke chemische verbindingen zijn verantwoordelijk voor de smaken van bitter, zuur, zout en zoet?

Wanneer je een reep eet in plaats van een augurk, merken je smaakpapillen het verschil. Je tong heeft bultjes of papillen, die smaakpapillen hebben om je te helpen het verschil tussen verschillende voedingsmiddelen te zien. Elke smaakpapillen heeft veel receptorcellen die verschillende smaken kunnen herkennen. Chemische verbindingen die verantwoordelijk zijn voor bittere, zure, zoute en zoete smaken kunnen zich aan deze receptoren binden. Lees verder om meer te weten te komen over deze chemische verbindingen en smaakreceptoren.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Receptoren in je smaakpapillen zijn verantwoordelijk voor het onderscheiden van bitter, zuur, zout of zoet voedsel. Deze receptoren reageren op chemische verbindingen zoals sulfamiden, alkaloïden, glucose, fructose, geïoniseerde zouten, zuren en glutamaat.

Bittere smaak is mogelijk geëvolueerd om ons te beschermen tegen vergiften. Veel alkaloïden, die meestal giftig zijn, wekken een bittere smaak op. Chemische verbindingen, zoals kinine, produceren een bittere smaak door smaakpapillen te binden die zich koppelen aan G-eiwitten. G-eiwitactivering initieert een signaalcascade die het gevoel van bitterheid produceert.

Individuen beschikken over 40 tot 80 soorten bittere smaakreceptoren die een verscheidenheid aan stoffen detecteren, waaronder sulfamiden zoals sacharine, ureum en alkaloïden, waaronder kinine en cafeïne. Kinderen hebben meer smaakreceptoren dan volwassenen en het aantal smaakreceptoren neemt af met de leeftijd. Bovendien houden kinderen vaak niet van groenten, wat te wijten kan zijn aan de productie van bittere verbindingen door planten om zichzelf te beschermen tegen dieren die ze eten. Gevoeligheid voor bittere verbindingen is ook afhankelijk van genen die coderen voor bittere smaakreceptoren. Variaties in deze genen voorkomen dat sommige mensen bitterheid in sommige verbindingen detecteren.

Zure smaak komt van zure voedingsmiddelen. De zuren in voedsel maken waterstofionen of protonen vrij. De concentratie van waterstofionen bepaalt de mate van zuurheid. Ontleding van voedsel door bacteriën produceert zure of waterstofionen, en terwijl sommige gefermenteerde voedingsmiddelen zoals yoghurt heeft een aangename zuurheid, extreme zuurheid kan een waarschuwing zijn voor bacteriële besmetting van voedsel. Waterstofionen binden aan zuurgevoelige kanalen in de membranen van smaakcellen. Wanneer kanalen worden geactiveerd, zorgen ze ervoor dat zenuwen een signaal geven. Eerder dachten onderzoekers dat zure smaak voornamelijk werd geproduceerd door waterstofionen die kalium blokkeerden kanalen, maar recent onderzoek identificeert een zuurgevoelig kationkanaal als een hoofdtransducer van zuur smaak.

Mensen snakken vaak naar zout omdat natriumionen nodig zijn voor veel lichaamsfuncties. Zoutheid in voedsel wordt voornamelijk afgeleid van natriumchloride of tafelzout. Een aangename zoute smaak ontstaat wanneer natriumionen een natriumkanaal op het oppervlak van smaakcellen binnendringen en zenuwimpulsen mediëren via een calciuminstroom. Een hormoon, aldosteron genaamd, verhoogt het aantal natriumkanalen op smaakcellen wanneer er een tekort aan natrium is. Natriumkanalen op smaakcellen zijn ook gevoelig voor de chemische amiloride en verschillen van natriumkanalen op zenuwen en spieren.

De voorkeur van het lichaam voor zoete smaak kan te wijten zijn aan het vermogen van zoet voedsel om een ​​snelle energiebron te leveren. De zoete smaak in voedsel komt meestal van glucose en fructose, die in sucrose of suiker zitten. Een zoete smaak kan echter ook komen van niet-koolhydraten, zoals aspartaam, sacharine en bepaalde eiwitten. Zoete stoffen binden zich, net als bittere stoffen, aan G-eiwit-gekoppelde receptoren, wat leidt tot zenuwactivering.

Smaakpapillen kunnen ook bepaalde aminozuren in eiwitten detecteren. Dit is de hartige of umami-smaak. Van eiwit afgeleide aminozuren, zoals glutamaat en aspartaat, en zouten van glutaminezuur, zoals mononatriumglutamaat, dat populair is in Aziatische gerechten, binden aan G-eiwit-gekoppelde receptoren. De receptorinteractie activeert ionkanalen en genereert een signaalcascade vergelijkbaar met die van bittere en zoete verbindingen.

De basissmaakcategorieën en signaalmechanismen voor bitter, zuur, zout, zoet en umami zijn goed ingeburgerd en onderzocht. Het begrip van smaken voor metaal- en vetstoffen is echter verre van volledig.