Mengsels van kunstmatige zoetstoffen zoals sacharine en cyclamaat produceren een minder bittere bijsmaak dan elk van de afzonderlijke componenten, maar de verklaring voor dit raadselachtige fenomeen is ongrijpbaar sinds de ontdekking ervan meer dan 60 jaar geleden. Een studie gepubliceerd op 14 september in het tijdschrift Cel Chemische Biologie lost dit al lang bestaande mysterie op, onthullend dat sacharine de activiteit remt van bittere smaakreceptoren gestimuleerd door cyclamaat en, omgekeerd, dat cyclamaat de onaangename smaak vermindert die wordt opgewekt door sacharine.

"Talrijke zoetstoffen vertonen ongewenste bijsmaken, het gebruik ervan in voedingsmiddelen en dranken te beperken, " zegt hoofdauteur Maik Behrens van het Duitse Instituut voor Menselijke Voeding Potsdam-Rehbruecke. "Onze bevindingen in deze studie bieden ons de tools en kennis om manieren te vinden die leiden tot superieure zoetstofmengsels."

Krachtige zoetstoffen worden veel gebruikt ter vervanging van energierijke, tandbederf-inducerende suikers in voedingsmiddelen om te voldoen aan de eisen van gezondheidsbewuste consumenten. Maar naast het stimuleren van zoete smaakreceptoren, suikervervangers activeren ook bittere smaakreceptoren (bekend als TAS2R's) bij hoge concentraties, resulterend in een ongewenste bijsmaak. Om dit probleem op te lossen, de voedingsindustrie is voortdurend op zoek naar nieuwe suikervervangers en gebruikt vaak mengsels die niet-calorische zoetstoffen in een enkele formulering combineren.

De vroegste blend die hogere zoetheidsniveaus mogelijk maakt met verminderde bittere bijsmaak gecombineerde sacharine met cyclamaat. Maar sinds deze ontdekking 62 jaar geleden, het mechanisme waardoor zoetstofmengsels superieur worden aan afzonderlijke verbindingen is onduidelijk gebleven. Een aanwijzing voor dit mysterie kwam toen Behrens en zijn team ontdekten dat sommige bittere verbindingen niet alleen een subset van de 25 menselijke bittere smaakreceptoren activeren, maar kan ook verschillende bittere smaakreceptoren remmen. "Wetende dat mengsels van sacharine en cyclamaat een verminderde bitterheid uitoefenen in vergelijking met de afzonderlijke verbindingen, deed de vraag rijzen of dit te wijten zou kunnen zijn aan wederzijdse remming van de reacties van de bittere smaakreceptor, ' zegt Behrens.

Om deze mogelijkheid te verkennen, Behrens en senior auteur Wolfgang Meyerhof van het Duitse Instituut voor Menselijke Voeding Potsdam-Rehbruecke brachten verschillende menselijke smaakreceptoren tot expressie in menselijke cellen en testten hun reacties op verschillende concentraties sacharine en cyclamaat. Met behulp van dit celgebaseerde systeem, ze ontdekten dat cyclamaat de door sacharine geïnduceerde activering van twee bittere smaakreceptoren, TAS2R31 en TAS2R43 genaamd, sterk remt. Dit effect trad op bij concentraties waarin cyclamaat zelf geen bijsmaak veroorzaakt. evenzo, sacharine blokkeerde de door cyclamaat geïnduceerde reacties van een bittere smaakreceptor genaamd TAS2R1.

"Sacharine en cyclamaat behoren tot de oudst bekende krachtige synthetische zoetstoffen, en we waren in staat om met onze celtest volledig nieuwe kenmerken van deze moleculen te ontdekken, namelijk hun bitter-blokkerende vermogen, ' zegt Behrens.

Voorlopig, het blijft onduidelijk of de componenten van andere zoetstofmengsels ook wederzijdse remming van bittere smaakreceptoren vertonen. "Zodra de activerings- en remmingsprofielen van de 25 menselijke bittere smaakreceptoren tot in detail zijn onderzocht, het zal mogelijk zijn om de samenstelling van mengsels aan te passen om nieuwe zoetstofformuleringen te ontwikkelen en de smaak van medicijnen te verbeteren, ', zegt Meijerhof.