SLANÁ CHUŤ PŘÍRODNÍCH LÁTEK A JEJICH DERIVÁTŮ

Transkript

1 SLAÁ CUŤ PŘÍRDÍC LÁTEK A JEJIC DERIVÁTŮ LUBMÍR PLETAL a, ZDEĚK WIMMER b,c, JAA ČPÍKVÁ d, LDŘIC LAPČÍK b, JITKA MRAVCVÁ b, LUCIE CALÍKVÁ a a PAVEL DRAŠAR b a Katedra farmaceutické botaniky a ekologie, Farmaceutická fakulta v radci Králové, Univerzita Karlova v Praze, eyrovského 1203, radec Králové, b Ústav chemie a technologie sacharidů, VŠCT Praha, Technická 5, Praha 6, c Ústav experimentální botaniky AV ČR, Izotopová laboratoř, Vídeňská 1083, Praha 4, d Ústav chemie přírodních látek, VŠCT Praha, Technická 5, Praha 6 Pavel.Drasar@vscht.cz Došlo , přijato Rukopis byl zařazen k tisku v rámci placené služby urychleného publikování. Klíčová slova: přírodní látka, chuť slaná, potravní doplněk, obnovitelné zdroje bsah 1. Úvod 2. Látky slané chuti 3. Trocha teorie o chuti slané 4. Závěr 1. Úvod Chuťové vjemy jsou dlouhou dobu předmětem vědeckého výzkumu 1. Tento článek je dalším z řady přehledů, ve kterých popisujeme rozmanitost přírodních látek 2 5 a který může sloužit i jako vhodná učební pomůcka. Slaná chuť je klasicky jedním z pěti chuťových principů (sladký, slaný, kyselý, hořký a umami) 6. rganoleptický vjem na různé chuti může být přidáním slané komponenty značně modifikován, což od nepaměti vědí například kuchaři, neb dobré cukroví či dobrá káva se bez špetky soli udělat nedá 7. ledání látek se slanou chutí (mimo a ) je záležitostí velmi žádoucí, protože kuchyňská sůl je významným rizikovým faktorem pro hypertenzi osoby s tímto onemocněním mají značně zvýšený chuťový práh pro acl na rozdíl od normotoniků. Slaná chuť je velmi důležitá pro regulaci příjmu a. erovnováha tohoto kationtu v organismu vyvolává řadu neurokrinních změn spojených se snahou změnit intenzitu slané chuti. Dochází k zásahu do systému RAAS (renin-angiotenzinaldosteron), který hraje velmi důležitou roli ve vnímání slané chuti, resp. odrazu obsahu a v těle. ěkteré citlivé mozkové neurony regulují citlivost na slanou chuť a tím regulují příjem sodíku 8. Při poruše však dojde ke změně rozlišovací schopnosti chuťových buněk jazyka pro acl a tím ke zvýšenému příjmu a podpoře esenciální hypertenze. Samotné akceptování slané chuti jedincem je však z fylogenetického hlediska složité, jak ukázaly studie komerčních potravinářských výrobků 9. Situace je komplikována navíc faktem, že vnímání slané chuti může být u jedinců fixováno geneticky 10. Zvýšený příjem soli je významným rizikovým faktorem nejen pro postižení kardiovaskulárního systému, ale ve svém důsledku i pro případné nastartování Alzheimerovy choroby, která velmi často začíná po ischemizaci mozkové cévy, resp. po prodělaném iktu (mozkové mrtvici). 2. Látky slané chuti Samozřejmě, že slanou chuť budeme hledat u soli kamenné, chloridu sodného. Čistý chlorid sodný, nicméně, bude mít jinou chuť, než mořská sůl a u všech bude oscilovat kolem chuti vysloveně slané, někdy s nádechem sladké, jindy hořké, nebo kovové 11. Typická slaná chuť některých mořských řas je způsobena vyváženou směsí solí sodíku, draslíku, vápníku, hořčíku, železa a stopových prvků 12. becně pak chuť solí závisí jak na kationtu, tak na aniontu 13. ejběžnější soli se slanou chutí jsou LiCl, LiBr, LiI, a 3, acl, abr, ai. ejslanější chuť má však acl 14. Slanou chuť s chladivou příchutí a pálivou dochutí 15 má K 3. Slanohořkou chuť pak mají např. KCl, KBr, 4 Cl a 4 I. U vápenatých solí již hořká chuť převládá, záleží však na koncentraci. rganické soli sodíku a lithia jsou pak o poznání méně slané 16 než acl. strost slané chuti acl ovlivňuje přítomnost zinku v organismu 17. Byla studována i závislost slaného vjemu na přítomnosti řady kationtů 18. V dnešní době hojně, zejména v USA, prodávaná sůl s nízkým obsahem sodíku je převážně chlorid draselný, který však zanechává hořkou či kovovou pachuť. bjevují se ale i slané potraviny se sníženým obsahem chloru 19. Zbývá se tedy zamyslet nad reálnou cestou, jak dopřát příjemci slanou chuť a přitom snížit obsah kuchyňské soli na minimum. abízejí se tři cesty: 1) vlivnit chuťové receptory (mozkové signální cesty) neslanými látkami, které změněnou expresí proteinů, vycházejících z ovlivnění receptoru pro slanou chuť navodí u uživatele nižší potřebu solení. Ačkoliv jsou v tomto směru už jisté výsledky a různé nálezy, tento přístup je v současnosti spíše utopický: naprosto není známo, jak takové látky mohou ovlivnit jiné receptory nebo enzymové systémy v těle. 761

2 2) ajít přírodní látky, které by byly netoxické, bez problému metabolizovatelné, nevykazovaly by žádnou pachuť a byly by slanější než kuchyňská sůl. Po dlouholetých zkušenostech populace s umělými sladidly versus sacharosa můžeme (ještě) dnes říci, že je to postup stejně utopický jako v bodě 1). 3) alézt netoxické přírodní látky, které velmi silně zvýrazní přirozenou slanou chuť chloridu sodného do té míry, že bude možné jeho obsah v potravinách a nápojích redukovat do nízké míry. Tento přístup se zdá být v současnosti jediný reálný a náš příspěvek se v hlavní míře zabývá právě jím. Se slanými organickými látkami je to složité, již proto, že při poptávce po bio a organických potravinách jsou obchodníci (např. The Salt Seller Ltd. ereford, UK) ochotni prodávat i organickou sůl kuchyňskou (acl). icméně i zde se dá leccos zajímavého najít. Skupina sloučenin, zasahujících do slané chuti, není nijak široká; zpravidla se jedná o malý počet látek (včetně kovových solí některých organických kyselin, nepočítáme-li běžné soli anorganické), které se v zesilovačích slané chuti střídavě objevují v závislosti na patentových možnostech a komerčním zájmu. Mezi prvními látkami, které tuto chuť ovlivňují, je nutné jmenovat některé primární metabolity aminokyseliny, případně proteiny. Tyto látky samy o sobě čistě slanou chutí většinou nedisponují, ale markantně zvýrazňují slanost chloridu sodného. Zvýšení slané chuti (a tím redukce množství acl) bylo nalezeno u leucinu 20, případně také u isoleucinu. Směs leucinu nebo isoleucinu s KCl a glutamátem sodným dovede údajně výrazně zvýšit slanou chuť potravin a nápojů 21. Podobně působí směs obsahující hydrochlorid lysinu, KCl a malé množství jantarové kyseliny; tato směs maskuje hořkou pachuť KCl a kromě toho saturuje vhodně organismus esenciální aminokyselinou 22,23. Další bazickou aminokyselinou amplifikující slanou chuť kuchyňské soli je arginin (D- i L-forma) kombinovaný s KCl 24,25. V případě některých oligopeptidů byly zjištěny také zajímavé organoleptické vlastnosti. Je popsáno 26, že L- ornithyl-β-alanin je slaný a že jeho slanost závisí na hodnotě p a přítomných iontech. S L-ornithyl-β-alanin L-ornithyl-taurin Údajná původně deklarovaná 27 slaná chuť peptidu Beefy-Meaty L-ornithyltaurin-monohydrochloridu byla podrobena rozsáhlému zkoumání ve firmě estlé; bylo zjištěno, že slanou chuť nemá 28. Autoři tohoto článku si dovolují vyslovit domněnku, že půjde spíše o chuť umami, která může být slané podobná 29. Cl 2 2 L-ornithyltaurin-monohydrochlorid Jako zvýrazňovače slané chuti mohou fungovat určité peptidy a proteiny, resp. hydrolyzáty z ryb (sardel obecná Engraulis encrasicholus), nebo z rostlinných bílkovin (semena sóji Glycine max, pšenice Triticum aestivum anebo kukuřice Zea mays). Tyto proteiny jsou většinou nevýrazného zápachu, slané chuti, jsou rozpustné ve vodě a jejich chuť je zvýrazňována přídavkem některých solí (KCl, MgCl 2 ), bazickými aminokyselinami, případně glukonanem sodným Z ostatních primárních metabolitů se jeví jako zajímavé glykosylderiváty, trehalosy. Slanou chuť (a také chuť umami) výrazně zvyšuje, -maltosyl-trehalosa více než samotná trehalosa 33. Za slabě slanou považovali někteří i L-glukosu 34., trehalosa L-glukosa S Existuje poměrně kuriózní nález v oblasti mastných kyselin: hovoří o tom, že tuky a oleje, které obsahují více než 70 hmotnostních procent olejové kyseliny, mohou výrazně zvyšovat slanou chuť jídel a nápojů 35. Jako amplifikátory slané chuti by se údajně mohly uplatnit také některé sloučeniny, jejichž základem jsou nukleové base, např. 5 -inosinová kyselina (5 -IMP)) nebo 5 -guanosinová kyselina (5 -GMP) ve směsi s aminokyselinami, glukosou, některými draselnými solemi a hydrolyzovaným rostlinným proteinem 36, anebo 5 -ribonukleotid s rozvětvenými aminokyselinami 37. V oblasti sekundárních metabolitů rostlin nenacházíme prozatím výrazné množství sloučenin, o kterých by mohlo být uvažováno jako o látkách nahrazujících sůl. Slanou chuť mají piperazin a iridomyrmecin, izolovaný z argentinských mravenců Iridomyrmex humilis

3 piperazin iridomyrmecin Je-li přidán pyridinový derivát ()-(S)-alapyridain (- -(1-karboxy-ethyl)-6-hydroxy-methyl-pyridinium-3-ol) k potravinám, výrazně ovlivňuje práh chuti; snižuje práh pro sladkou chuť sacharosy a glukosy, chuť umami a také slanou chuť. Podílí se rovněž na výrazné synergizaci slané chuti např. po aplikaci L-argininu 38. ()-(S)-alapyridain Slanou chuť zvyšují také některé ftalidy (sedanenolid, sedanolid, 3-butylftalid, 3-butylidenftalid), aniž by zvyšovaly chuť k příjmu potravy 39. sedanolid 3-butylftalid sedanenolid 3-butylidenftalid Indolové deriváty, připravené polosynteticky zvyšují slanou chuť opět ve směsi s argininem, navíc s některými alifatickými kyselinami a jejich solemi (mléčnou, jablečnou, citronovou, jantarovou) 40. Slabě slanou chuť má bistrimát C Bi 4 a 7 25 a diagnostikum triognost, sodná sůl kyseliny 3,5-bis- (acetylamino)-2,4,6-triiodobenzoové; má ji i enzym chymosin (rennin, EC ), součást syřidla používaného pro výrobu sýrů 41. Lyofilizované extrakty z Salicornia herbacea (suché listy), Laminaria japonica (stélka) a Lycium chinensis (kukoshi; suché plody) byly zkoumány jako náhražka potravinářské acl. Bylo zjištěno, že jejich slanost relativně k acl je 0,65, což vedlo k předpokladu, že takové látky skutečně mohou sůl nahradit 42. Jde o sprejově sušené vodné extrakty, u kterých nebylo prozatím objasněno, jaké - - a - Bi metabolity mohou slanou chuť podporovat. Z těchto vegetabilních zdrojů však výrazně vyčnívají dvě rostliny: Salicornia herbacea (salikornie bylinná) a Apium graveolens (miřík celer). Salikornie je rostlinou halofytní, rostoucí v příslušných teplých oblastech a z toho plyne, že její morfologické části budou obsahovat zvýšené množství acl. echceme však předjímat, že by tato skutečnost byla v nějaké souvislosti se slanou chutí vysušeného vodného extraktu z nadzemní části. V některých přípravcích je totiž použit extrakt získaný fermentací nadzemní části 43, což dává vznik představě o přítomnosti už dříve zmíněných organických látek slané chuti, peptidů nebo proteinů. Domníváme se rovněž, že podobným případem je miřík celer. adzemní část celeru je enzymaticky zpracována, vodný produkt vysušen a navržen pro zvýšení slané chuti potravin. Může se zde opět uplatnit vliv proteinů (peptidů) vzniklých fermentací rostlinné tkáně a navíc zde určitou roli mohou hrát některé ftalidy, které jsou zcela běžné pro čeleď miříkovitých Trocha teorie o chuti slané - Soudí se, že jeden způsob vnímání slané chuti je vyvolán některými kationty a je ovlivněn cetylpyridiniumchloridem, zatímco druhý mechanismus je selektivně stimulován ionty a a inhibován amiloridem 45. Za vnímání slané chuti je zodpovědný protein TRPML3 (MCL3) 46. Je však možné usoudit, že vnímání slané chuti u kojenců se vyvíjí až po odstavení 47. Je popsáno, že při zánětech trojklanného nervu je práh pocitu slané chuti zvýšen 48. Je také známo, že člověk může pociťovat slanou a někdy i slano-kovovou chuť při některých chorobách a při stavech silné dehydratace. Sám pocit slané chuti v ústech může být spojen také s Sjögrenovým syndromem, bakteriální infekcí, zánětem (sialadenitis) nebo infekcí slinné žlázy, kdy je slaná chuť slin často velmi výrazná. - a - a 3 I - I I a bistrimát triognost 763

4 Cl 2 Je též zajímavé, že vnímání chuti KCl a acl může být jak zesíleno, tak zeslabeno, pokud jsou v různých koncentracích přítomny kyseliny octová, jantarová či citronová 49, přestože pocit slanosti nezávisí na p 50. Kyselina hyaluronová pak modifikuje slanou chuť k příjemné 51. Je dostatečně známo, že soli kyseliny glutamové zesilují pocit slané chuti, méně je známo, že tak mohou způsobovat i látky chuti chladivé 52 či vůně sojové omáčky 53. Slanou chuť zesiluje i L-leucin 20 a L-arginin 38, ale i například kapsaicin 54. Spilanthiol zesiluje slanou chuť a neovlivňuje chuť umami 55. spilanthiol Bylo též překvapivě zjištěno, že muži, kteří měli otce alkoholika, méně tolerují slaná a kyselá jídla 56. Při zkoumání možností, jak snížit použití acl v potravinách, bylo zjištěno, že pocit slanosti může být zvýšen při použití hyperosmotických roztoků obsahujících až 30 % polymerních kompozit, jak například dextranů Závěr amilorid Cl - cetylpyridiniumchlorid Přehled přírodních látek slané chuti ukazuje zajímavost této skupiny sloučenin, přispívá k poznání biodiversity sekundárních metabolitů a může přispět k inspiraci, například potravinářských a farmaceutických chemiků při hledání nových možností využití takových látek v praxi. Je vidět z připojené literatury, zejména patentové, že jde o tematiku velmi aktuální. ledání nových spojitostí mezi vnímáním chutí použitelných nejen v humánní, ale i zemědělské praxi (živočišné výrobě, kde se mohou uplatnit jako krmení ovlivňující) je však jen jednou stránkou problému, druhou je hledání postupů (a látek) modifikátorů vnímání 29, které mohou tento vjem zesilovat nebo tlumit, zvláště pokud se budou více brát na ohled teorie jako ta, že chuťové, barevné a zvukové vjemy spolu významně souvisejí 58. Autoři tímto děkují MŠMT za podporu v rámci výzkumného záměru č. MSM a grantu AZV ČR č. 111A166. LITERATURA 1. Boudreau J. C.: aturwissenschaften 67, 14 (1980). 2. Čopíková J., Lapčík., Uher M., Moravcová J., Drašar P.: Chem. Listy 100, 778 (2006). 3. Lapčík., pletal L., Moravcová J., Čopíková J., Drašar P.: Chem. Listy 105, 452 (2011). 4. Čopíková J., Uher M., Lapčík., Moravcová J., Drašar P.: Chem. Listy 99, 802 (2006). 5. Lapčík., Čopíková J., Uher M., Moravcová J., Drašar P.: Chem. Listy, 101, 44 (2007). 6. Chandrashekar J. oon M. A., Ryba. J. P., Zuker C. S.: ature 444, 288 (2006). 7. ěmcová B.: Sůl nad zlato, Junior, Říčany u Prahy Lu B., Yan J.: Shengli Kexue Jinzhan 42, 43 (2011); Chem. Abstr. 154, (2011). 9. Drake S. L., Lopetcharat K., Drake M. A.: J. Dairy Sci. 94, 636 (2011). 10. By Feeney E., 'Brien S., Scannell A., Markey A., Gibney E. R.: Proc. utr. Soc. 70, 135 (2011). 11. eath. B.: Source Book of Flavors, Van ostrand Reinhold, ew York Page L.: Sea_Greens.html (staženo ). 13. DeMan J.M., Principles of Food Chemistry, 3. vydání, Aspen Publishers, Gaithersburg Marieb E.., oehn K.: uman Anatomy & Physiology, Pearson Education, San Francisco Ash M., Ash I.: andbook of Preservatives, Synapse Information Resources, Endicott Van Der Klaauw. J., Smith D. V.: Physiol. Behavior 58, 295 (1995). 17. Ahn E. J., oh. Y., Chung J., Paik. Y.: Korean J. utr. 43, 132 (2010). 18. Ichikawa T., Shimomura M.: Food Sci. Technol. Res. 16, 31 (2010). 19. Chiba S., Saegusa T., Ishii M.: PCT Int. Appl. (2010), W Application: W 2010-JP Chem. Abstr. 154, (2010). 20. arada Y., Sakimori M., ishimura T.: ippon Aji to ioi Gakkaishi 14, 441 (2007); Chem. Abstr. 148, (2008). 21. ishimura T., Sakimori M., arada Y.: PCT Int. Appl. W A (2008); Chem. Abstr. 149, (2008). 22. Berglund K. A., Alizadeh.: US A (1999); Chem. Abstr. 130, (1999). 23. Berglund K. A., Alizadeh.: PCT Int. Appl. W A (1997); Chem. Abstr. 127, (1997). 24. Brand J., Riha W. E. III, Breslin P. A. S.: Abstr. Papers, 236th ACS atl Meet., Philadelphia, PA, United States, August 17 21, 2008, AGFD-261 (2008); Chem. Abstr (2008). 25. Shimono M., Sugiyama K., Matsuzaki T., ishizawa S.: Jpn. Kokai Tokkyo Koho, JP A (2011); Chem. Abstr. 154, (2011). 764

5 26. Seki T., Kawasaki Y., Tamura M., Tada M., kai.: J. Agric. Food Chem. 38, 25 (1990). 27. akamura K., Kuramitu R., Kataoka S., Segawa D., Tahara K., Tamura M., kai.: J. Agric. Food Chem. 44, 2481 (1996). 28. Tuong.B., Philippossian G.: J. Agric. Food Chem. 35, 165 (1987). 29. Moravcová J., pletal L., Lapčík., Čopíková J., Uher M., Drašar P.: Chem. Listy 101, 1002 (2007). 30. Di Cesare L. F.: LWT-Edition, 7 (Prog. Food Eng.), 741 (1983); Chem. Abstr. 100, (1984). 31. Shimono M., Sugiyama K., mine K., Ichikawa A.: PCT Int. Appl. W A (2011); Chem. Abstr. 154, (2011). 32. Shimono M. Sugiyama K., mine K., Ichikawa A.: Jpn. Kokai Tokkyo Koho JP A (2011); Chem. Abstr. 154, (2011). 33. ishida T., Ikegami S., Saito., Miyake T.: Jpn. Kokai Tokkyo Koho JP A (2009); Chem. Abstr. 150, (2009). 34. Boyd W. C., Matsubara S.: Science 137, 669 (1962). 35. Kanamori., Iida T., Matsumoto A.: Jpn. Kokai Tokkyo Koho JP A (2006); Chem. Abstr. 145, (2006). 36. Mohlenkamp M. J. Jr., iler G. D.: US A (1981); Chem. Abstr. 94, (1981). 37. Tanizawa J., Fushimi Y.: PCT Int. Appl. W A (2008); Chem. Abstr. 149, (2008). 38. Soldo T., Blank I., ofmann T.: Chem. Senses 28, 371 (2003). 39. Kurobayashi Y., akai S., Kubota K.: PCT Int. Appl. W A (2011); Chem. Abstr. 154, (2011). 40. Maekawa T., Eto Y., Amino Y., Tahara Y., Miyaki T., Saikawa W., Kai Y., Ishiwatari Y.: PCT Int. Appl. W A (2011); Chem. Abstr. 154, (2011). 41. The Merck Index, 13th Ed., Merck & Co. Inc., Whitehouse Station, 2001, electronic version by CambridgeSoft, Cambridge. 42. Lee G..: Food Res. Int. 44, 537 (2011). 43. Cha K. J.: Repub. Korean Kongkae Taeho Kongbo KR A (2004); Chem. Abstr. 145, (2006). 44. Bhowmik T., Myaka S. I., Van Leersum J. P., Smith R. W.: PCT Int. Appl. W A (2009); Chem. Abstr. 151, (2009). 45. Stahler F., Riedel K., Demgensky S., eumann K., Dunkel A., Taubert A., Raab B., Behrens M., Raguse J.D., ofmann T., Meyerhof W.: Chemosens. Percept. 1, 78 (2008). 46. Sugita M.: Cellul. Mol. Life Sci. 63, 2000 (2006). 47. Schwartz C., Chabanet C. Boggio V. Lange C. Issanchou S. icklaus S.: Arch. Pediatr. 17, 1026 (2010). 48. Siviero M., Teixeira M. J., de Siqueira J. T. T., Siqueira S. R. D. T.: ral Diseases 16, 482 (2010). 49. Murata Y., Kataoka-Shirasugi., Amakawa T.: Chem. Senses 27, 57 (2002). 50. Kuramitsu R.: Recent Adv. Food Flavor Chem. 326, 224 (2010). 51. Buonpensiero P., de Gregorio F., Sepe A., di Pasqua A., Ferri P., Siano M., Terlizzi V., Raia V.: Adv. Therapy 27, 870 (2010). 52. Čopíková J., Moravcová J., Lapčík., pletal L., Drašar P.: Chem. Listy 105, v tisku. 53. Shimoda M.: ippon Aji to ioi Gakkaishi 14, 3 (2007); Chem. Abstr. 148, (2007). 54. arukawa M., Sasaki S., Watanabe T.: Food Sci. Technol. Res. 17, 167 (2011). 55. Miyazawa T., Matsuda T., Muranishi S., Miyake K.: JP Chem. Abstr. 145, (2006). 56. Sandstrom K.A., Rajan T.M., Feinn R., Kranzler.R.: Alcoholism Clin. Exper. Res. 27, 955 (2003). 57. Koliandris A.L., Michon C., Morris C., ewson L., ort J., Taylor A.J., Wolf B.: Chemosens. Percept. 4, 9 (2011). 58. Simner J., Cuskley C., Kirby S.: Perception 39, 553 (2010). L. pletal a, Z. Wimmer b,c, J. Čopíková d,. Lapčík b, J. Moravcová b, L. Cahlíková a, and P. Drašar b ( a Department of Pharmaceutical Botany and Ecology, Faculty of Pharmacy, Charles University, radec Králové, b Department of Carbohydrate Chemistry and Technology, Institute of Chemical Technology, Prague, c Institute of Experimental Botany AS CR, Isotope Laboratory, Prague, d Department of Chemistry of atural Compounds, Institute of Chemical Technology, Prague): Salty and Metallic Taste of atural Compounds and Their Derivatives A brief survey of the naturally occurring compounds and their derivatives with salty taste aims to show the importance of this group of renewable materials, to contribute to the knowledge of the biodiversity of secondary metabolites that can be utilized, among others, in food and pharmaceutical industry. The article is also aimed as a teaching tool for teachers and students. Mainly from the patent literature it may be seen that this topic is very actual. 765