Taumatyna | ||
Obraz białka Taumatyny-I | ||
Główne cechy | ||
---|---|---|
Lokalizacja | Afrykański las deszczowy | |
Taumatyn czy raczej te thaumatins , odnosi się do rodziny białek do smaku to słodkie owoce w katemfe , drzewa macierzystego do Afryki tropikalnych. Jest stosowany na całym świecie w żywności dla ludzi i farmakologii jako słodzik , wzmacniacz smaku lub maska gorzka. Jest to naturalny słodzik o największej mocy słodzącej : szacuje się, że jest od 2000 do 3000 razy słodszy niż sacharoza (cukier stołowy) przy jednakowej masie.
Taumatyna odnosi się do mieszaniny dwóch białek wyekstrahowanych z nasion owocu Thaumatococcus danielli (Benth), znanego jako Katemfe . Katemfe pochodzi z afrykańskiego lasu deszczowego i rośnie na dużym obszarze obejmującym kilka krajów, takich jak Ghana , Wybrzeże Kości Słoniowej , Togo , Sierra Leone i Nigeria . Taumatyna zawarta jest w łupinie nasion dojrzałych owoców.
Białka o budowie zbliżonej do taumatyny znaleziono u kilku różnych gatunków, takich jak ryż ( Oryza sativa ) i Caenorhabditis elegans ( metazoan ).
Wydaje się, że produkcja taumatyny jest biologiczną odpowiedzią na atak patogenu wiroidalnego, ponieważ kilka homologów taumatyny wykazało znaczące hamowanie in vitro kilku grzybów .
Najwcześniejsze dowody użycia owocu Katemfe pochodzą od brytyjskiego chirurga WF Danielli, stacjonującego w Afryce Zachodniej w latach czterdziestych XIX w. Poinformował, że tubylcy używali tego owocu do poprawy smaku kwaśnych owoców i wina palmowego. Łacińska nazwa drzewa została następnie nadana przez naturologa George'a Benthama po imieniu chirurga: Thaumatococcus danielli .
Mieszkańcy Ghany, Wybrzeża Kości Słoniowej, Togo, Sierra Leone i Nigerii od dziesięcioleci uprawiają owoce i używają ich nasion do słodzenia potraw i napojów.
W latach 70-tych firma Talin Food rozpoczęła ekstrakcję słodkiej części owocu i sprzedawała ją pod nazwą Talin jako intensywny środek słodzący. Użyte owoce pochodzą z drzew Wybrzeża Kości Słoniowej.
W 1972 roku naukowcy z Unilever wyizolowali i zidentyfikowali dwa białka odpowiedzialne za słodki smak, które nazwali taumatyną I i taumatyną II.
Następnie, w 1984 r., Zidentyfikowano cztery inne naturalne białka homologiczne do taumatyny i nazwano je tauminy III, a, b i c. Jednak nazwa rodzajowa taumatyna odnosi się do mieszaniny homologów I i II, które są najbardziej rozpowszechnionymi związkami w nasionach.
W 1985 roku Połączony Komitet Ekspertów FAO / WHO ds. Dodatków do Żywności ( JECFA ) ustanowił bezpieczeństwo taumatyny.
Obecnie firma Naturex, kupując Overseal, sprzedaje Talin, zawsze z ekstraktów z owoców.
Dominujące w nasionach tauminy I i II mają masę cząsteczkową 22 kDa , czyli dwukrotnie większą niż mabininy białek słodzących (12 kDa). Taumatyna jako związek chemiczny ma numer CAS .
Tauminy I i II, zbudowane z łańcucha 207 aminokwasów, są bardzo podobne i różnią się tylko 5 aminokwasami: w pozycji 46 (N zamiast K), 63 (S zamiast R), 67 (K zamiast R ), 76 (R zamiast Q) i 113 (N zamiast D).
Aminokwas | Ilość |
---|---|
Kwas asparaginowy | 22 |
Treonina | 20 |
Seryna | 14 |
Kwas glutaminowy | 10 |
Proline | 12 |
Glicynia | 24 |
Alanina | 16 |
Cysteina | 16 |
Walina | 10 |
Metionina | 1 |
Izoleucyna | 8 |
Leucyna | 9 |
Tyrozyna | 8 |
Fenyloalanina | 1 |
Lizyna | 11 |
Arginina | 12 |
Tryptofan | 3 |
Całkowity | 207 |
UniProtKB / Swiss-Prot | ||
---|---|---|
TI 1 ATFEIVNRCS YTVWAAASKG DAALDAGGRQ LNSGESWTIN VEPGTNGGKI TI 51 WARTDCYFDD SGSGICKTGD CGGLLRCKRF GRPPTTLAEF SLNQYGKDYI TI 101 DISNIKGFNV PMNFSPTTRG CRGVRCAADI VGQCPAKLKA PGGGCNDACT TI 151 VFQTSEYCCT TGKCGPTEYS RFFKRLCPDA FSYVLDKPTT VTCPGSSNYR TI 201 VTFCPTA | ||
Sekwencje aminokwasowe słodzików białek Taumatyna I (TI) i taumatyna II (TII). |
Tauminy I i II mają 4 helisy alfa i 11 nici beta.
Łańcuch peptydowy zawiera 8 wewnętrznych mostków dwusiarczkowych, odpowiedzialnych za jego niezwykłą stabilność termiczną.
Numer talii | Pozycja startowa | Pozycja przylotu |
---|---|---|
1 | 9 | 204 |
2 | 56 | 66 |
3 | 71 | 77 |
4 | 121 | 193 |
5 | 126 | 177 |
6 | 134 | 145 |
7 | 149 | 158 |
8 | 159 | 164 |
Trzeciorzędowa struktura taumatyny składa się z trzech różnych domen:
Taumatyna ma bardzo słodki smak, niezwykłą właściwość białek, ale znany. Rzeczywiście, zidentyfikowano inne białka (patrz tabela poniżej) posiadające zdolność słodzenia; Najsłodsza jest jednak taumatyna.
Białko | Taumatyna | Monelinowy | Mabinline | Pentadyna | Brazzéine | Curculin | Mirakulina |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Siła słodzenia a | 1600-3000 | 3000 | 100-400 | 500 | 500-2000 | 550 | 0 b |
a : Słodycz w porównaniu z cukrem (cukier = 1) przy jednakowej wadze. b : Nie słodki w wodzie, tylko w obecności kwasu . |
Szacuje się, że jego moc słodząca jest od 1600 do 3000 bardziej intensywna niż sacharoza (cukier stołowy) przy tej samej masie.
Koncentracja cukru |
Siła słodzenia przy jednakowej wadze. |
---|---|
0,6% | 5500 |
5% | 3,500 |
6% | 3000 |
7% | 1600 |
7% | 3000 |
8% | 2500 |
10% | 2000 |
15% | 1800 |
Jeśli umownie uznaje się, że taumatyna jest 3000 razy słodsza od cukru, należy jednak pamiętać, że wartość ta zmienia się w funkcji procentu. Jak pokazano w poniższej tabeli, im wyższe stężenie cukru (waga / objętość), tym bardziej spada moc słodzenia taumatyny.
Percepcja słodyczy wzrasta liniowo wraz ze wzrostem koncentracji. Poczucie słodyczy jest późniejsze i trwa dłużej niż w przypadku cukru. Jest podobny do profilu moneliny, jednak utrzymująca się słodycz w ustach może być uznana za niedopuszczalną przez konsumentów.
Zmieszana z innymi substancjami słodzącymi, takimi jak sacharyna , acesulfam potasowy , stewiozydy czy ksylitol , taumatyna wykazuje działanie synergiczne i zmniejsza jej trwały smak.
Stosowana w niskich stężeniach (od 0,5 do 4 ppm) taumatyna jest doskonałym wzmacniaczem smaku i maską goryczkową.
Punkt izoelektryczny taumatyny wynosi 12.
Taumatyna jest bardzo odporna na ogrzewanie w środowisku kwaśnym, ale nie jest w środowisku zasadowym. Rzeczywiście, po 4 godzinach spędzonych w 80 ° C i pH 2 lub przy pH 4 przez 2 godziny białko jest nadal słodkie. Z drugiej strony, po 15 minutach przy pH 7, wciąż przy 80 ° C , białko straciło swój słodki smak.
Jego niezwykła stabilność na ciepło i ciśnienie, dzięki obecności 8 mostków dwusiarczkowych, pozwala na zastosowanie go w różnych procesach spożywczych (UHT, pasteryzacja , gotowanie i wytłaczanie).
Białko jest bardzo dobrze rozpuszczalne w wielu różnych płynach i rozpuszczalnikach. Jest dobrze rozpuszczalny w wodzie, do 20% ( procent masowy ) w pH 3. Jest rozpuszczalny do 5 % m w 60% etanolu i glikolu propylenowego . Rozpuszczenie w bardziej stężonym etanolu (do 90%) jest również możliwe, gdy białko jest wstępnie uwodnione. Białko jest również rozpuszczalne w glicerolu i alkoholach cukrowych, jest jednak nierozpuszczalne w acetonie .
Jako białko, taumatyna jest uważana za nie powodującą próchnicy zębów . Jest metabolizowany i spożywany tak szybko, jak albumina jaja, a po spożyciu przez organizm w postaci aminokwasów.
Produkuje 4 kcal / g jak każde inne białko; jednakże spożycie kalorii jest znikome ze względu na bardzo niski poziom wykorzystania (0,5 do 10 ppm) w diecie.
Surowiec z roślin ma pewne problemy dotyczące jakości, a zwłaszcza ilości: zagrożenia klimatyczne nie pozwalają na stabilną produkcję i nie zawsze odpowiadają zapotrzebowaniu.
Wspólny Komitet Ekspertów FAO / WHO ds. Dodatków do Żywności ( JECFA ), który ocenił toksyczność taumatyny, ustalił jej bezpieczeństwo w 1985 r., Przypisując jej nieokreślone dopuszczalne dzienne spożycie (ADI) . Oznacza to, że substancję tę można stosować zgodnie z koncepcją Dobrej Praktyki Wytwarzania (GMP) .
Taumatyna jest częścią Listy III Ogólnego Standardu Codex dla Dodatków do Żywności (GSFA), zezwalającego na jej stosowanie we wszystkich środkach spożywczych, z pewnymi wyjątkami, zgodnie z GMP.
Smak i Wyciąg Stowarzyszenie Producentów (FEMA) został przypisany GRAS ( ogólnie uważane za bezpieczne ) status taumatynę (numer 3732) w celu jego wykorzystania w ponad 30 kategoriach żywności (na przykład w napojach alkoholowych, jego zastosowanie jest ograniczone. Przy 25 ppm) . W tych zastosowaniach taumatyna pojawia się na liście składników jako „naturalny aromat”.
Taumatyna jest dopuszczona jako dodatek do żywności w Unii Europejskiej (numer E957 ). Głównie jako wzmacniacz smaku w gumie do żucia z dodatkiem cukrów (maksymalnie 10 mg / kg ) oraz w deserach mlecznych i beznabiałowych (maksymalnie 5 mg / kg) ( aromat naturalny). Oraz jako substancja słodząca w aromatyzowanych bezalkoholowych napojach na bazie wody (maksymalnie 0,5 mg / l).
Stosowanie taumatyny w diecie jako substancji słodzącej jest dozwolone w Izraelu , Kanadzie , Australii i Afryce Południowej . Ministerstwo Zdrowia Japonii zezwala na stosowanie taumatyny jako bezpiecznego dodatku do żywności, a jej dawkowanie nie jest ograniczone.
Na całym świecie istnieje kilku producentów taumatyny, z których najbardziej znanym w Europie jest Naturex sprzedający Talin (mieszanina taumatyny I i II), a japoński producent San-Ei Gen FFI sprzedaje Sunsweet T (mieszankę taumatyny I i II).
Ekstrakt z taumatyny jest oczyszczany przez selektywną ultrafiltrację; jednakże w produkcie handlowym pozostaje organiczna pozostałość niebiałkowa. Pozostałość składa się głównie z arabino-galaktanów i polisacharydów arabinoglukuronoksylanu , te dwa pierwiastki są składnikami obecnymi w dziąsłach i śluzach roślin.
Taumatyna I może być oczyszczona z ekstraktu miazgi owocowej metodą chromatografii jonowymiennej, a następnie filtracji na żelu.
Inne naturalne słodziki :