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甜味儿

译者: ColorfulWind 原作者:Vivienne Baillie Gerritsen
发表时间:2013-07-12浏览量:1730评论数:0挑错数:0
你是甜食控么?似乎喜甜厌苦是人的天性。可是从甘蔗和甜菜中提纯的蔗糖会带来诸如肥胖、心脏病和糖尿病高发等一系列社会问题。为此科学家们找到一种既能提供甜味热量又不那么高的蔗糖替代品,即荷南度辛,甜舌草叶的提取物。其主链是(+)-epi-alpha-红没药醇,一种萜类化合物,并发现了合成该主链的关键的酶,即(+)-epi-alpha-红没药醇合酶。这可真是热爱甜食又怕胖的吃货们的福音...

人们总是想方设法使生活更“甜”。从史前时代人们就已经开始种植甘蔗这种能产生甜味的作物,并把糖份添加到饮料和食物中。但是为什么人们会对甜的东西趋之若鹜呢?这还得从我们的远祖说起,多远算远呢——远到那些人几乎和我们没有任何相似之处。在野外,动物得依靠分辨颜色,味道以及气味—味道的近亲—来区分哪些东西能吃哪些则有毒。大体说来,苦的东西别去碰就对了。而随着进化,甜味儿变得随便怎么都能取悦人。所以,慢慢地但也必然地,甜味被添加到各种食物和饮料中。时至今日,不管自知与否,糖已然成为欧美人日常饮食中不可或缺的一部分。然而,将近20世纪末,人们却发觉糖—或其衍生物—却是有害的,那么就有必要去寻找不会产生讨厌的副作用的方法来使生活更“甜”。80年代早期,人们再一次发现有种名叫甜舌草(Lippia dulcis)的南美洲植物中含有这样的甜味素,美其名曰荷南度辛(Hernandulcin)。研究者们最近正努力从Hernandulcin的合成过程中分离出一种(对于产生甜味)关键的酶,即(+)-epi-alpha-红没药醇合酶((+)-epi-alpha-biabolol synthase).

随着时间的推移,动物们进化出味觉来辨别甜和苦,以规避中毒的风险。有了辨别味道,颜色和质地的能力,物种才得以生存,人类也不例外。人类对于糖——包括含有糖的食物和饮料——的味觉历史似乎能够追溯到史前时代,那时候亚洲已经开始种植甘蔗了。昂贵的精制糖到了中世纪才出现在欧洲,而且像几个世纪后的可可粉广告里说的那样,是上流社会的专属佳品。然而到了18世纪,人们开始从价格不是那么昂贵的甜菜中提纯出糖,这种品尝甜味的权利才慢慢地“飞入寻常百姓家”。

很快,蔗糖的价格终于降到了每个人都能消费得起的水平,可随之而来的却是健康问题,这些问题如今仍在困扰着许多发达国家。早在1897年市场上就开始出现蔗糖的替代品,尤其是糖精。然而糖精的出现,与其说是出于对健康的考虑,还不如说是为了让那些不常能吃到糖的人也能享受到品尝甜味的快乐;糖精也被称为是“穷人的专用糖”。从那时起,人们对于人造甜味剂的需求就从未停止过,每个人对于甜蜜素(Assugrin)和阿斯巴甜(Aspartame)这类词都不陌生。那么为啥人们对另一种甜味剂,荷南度辛,这么感兴趣呢?许多人造甜味剂都是十倍甚至百倍于蔗糖的甜度,而荷南度辛更是具有千倍于蔗糖的甜度,实在是制糖业的天赐之物。甜舌草Surething摄,来源于wikipedia.
荷南度辛是一种名为甜舌草或称为阿芝特克甜甜草(Aztec sweet herb)的植物精油,因将其带回欧洲的人的名字而得名。甜舌草在美洲的热带地区被广泛种植,在市场上被售卖不仅是因为它甜,还因为它有堕胎和导致不孕不育的药性。这可能是因为甜舌草中含有某些毒素物质,例如樟脑。尽管16世纪西班牙人首次对南美洲进行科学探索后,西班牙物理学家弗朗西斯科·埃尔南德斯·托莱多就首次描述了这种植物,然而到了20世纪80年代,随着一项对古植物文献的研究的开展,这种植物的特性才再次被发现。马鞭草(甜舌草是马鞭草的一种,译者注)有许多种,包治百病,从消化不良,肝病,皮肤病到烧伤、创伤和月经不调.某些品种的马鞭草也被用作镇静剂、兴奋剂和驱虫药,其他一些则被用于食物和饮料的调味剂。在古巴,马鞭草汁则被用来染卷烟纸。荷南度辛则是甜舌草叶的提取物,是一种有挥发性的精油。除有甜味之外,它还是一种治疗咳嗽、支气管炎、尿潴留甚至炎症的草药,是南美市场上的畅销品。从化学角度来看,荷南度辛属于庞大的萜类化合物家族,这类化合物有很多不同的特性,被广泛用在调味剂、化妆品、代用燃料和各种药物中。在各种萜类化合物中,荷南度辛是一种倍半萜酮,其主链就是(+)-epi-alpha-红没药醇((+)-epi-alpha-bisbolol)。尽管科学家们还不清楚哪种萜类合成酶实际合成了荷南度辛,但是他们已经成功分离出了负责合成(+)-epi-alpha-红没药醇的酶,并顺理成章地将其命名为(+)-epi-alpha-红没药醇合酶。实际上epi-alpha-红没药醇有四种典型的形式,可其中三种要么苦要么辣。
关于制糖,萜类化合物作为老式的从甘蔗或者甜菜中提取的精制糖的替代品迄今已有很多年。后者中的蔗糖—如果被完全吸收的话—会带来有害的副作用。主要是肥胖,不仅常常困扰人类社会,也是造成心脏疾病和糖尿病的罪魁祸首。如今加糖的食物和饮料已经成为世界各地的基本饮食,在某种程度上, 数以百万计的人通常并不知道他们从日常饮食中摄入多少糖,也不能想像没有糖的日子怎么过。正因如此,寻找诸如基于萜类化合物合成的糖类这种对人类健康不那么有害的糖才显得异常重要。荷南度辛正是这样一种理想的糖,不仅因其超强但无害的甜度,而且到目前为止,经证实它并不致癌。科学家们重新发现了似乎无害的荷南度辛并找到了合成其主链的合酶。然后呢?接下来就是设计细菌大规模生产(+)-epi-alpha-红没药醇并最终制造出低卡路里的甜味剂荷南度辛。然而这最后一步仍需要借助另一种合成酶—这种酶是什么还没浮出水面...为了全人类的健康及所有相关因素,若能找到一种既有甜味又没有蔗糖的副作用的甜味剂就太棒了。糖是很好吃,可如果能通过在食物和饮料中少添加糖来改变人们的口味,使人们变得不那么偏爱甜,而不是一味的鼓励吃甜食,不也是件好事么?
参考文献
1. Attia M., Kim Soo-Un, Ro D.-K.
Molecular cloning and characterization of (+)-epi-alpha-bisbolol synthase
Archives of Biochemistry and Biophysics 527:37-44(2012)
PMID:22867794
2. Compadre C.M., Pezzuto J.M., Kinghorn A.D., Kamath S.K.
Hernandulcin: an intensely sweet compound discovered by review of ancient literature
Science 227:417-419(1985)
PMID:3880922

UniProt 蛋白链接

(+)-epi-alpha-bisabolol synthase, Lippia dulcis, (Aztec sweet herb) : J7LH11


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蛋白聚光灯(Protein Spotlight) (ISSN 1424-4721)是瑞士生物信息研究中心Swiss-prot小组编写的蛋白相关的综述,每月一期。每期由Vivienne Baillie Gerritsen撰文,以一种轻松的口吻讲述一个特定蛋白或特定蛋白家族的奇闻异事或稗官野史,从2000.9迄今已经整整150期。今后会陆续翻译更新,意在帮助更多人,专业的业余的,对生命科学领域有更多了解。科学来源于生活,在严肃严谨的同时,也可以轻松有趣的:) 欢迎志同道合者加入!
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