W poprzednim odcinku napisałem o molekularnych podstawach rozpoznawania różnych smaków. Dziś uważa się, że smaków jest sześć: słodki, słony, kwaśny, gorzki, umami i tłusty. Ale czy to, co czujemy jedząc różne potrawy, rzeczywiście sprowadza się do tych sześciu smaków? Gdyby tak było, gastronomia, czyli sztuka przyrządzania potraw w oparciu o wiedzę kulinarną (Wikipedia), byłaby powszechną umiejętnością. Tak jednak nie jest, o czym łatwo się przekonać odwiedzając dowolną placówkę gastronomiczną. W tym wpisie trochę więcej o smaku, który wszyscy znamy, chociaż nie ma swojego receptora.
Co to jest cierpkość?
Każdy kto jadł niedojrzałego banana, zna jego cierpki smak. Wrażenie jest takie, jakby w ustach pojawił się bardzo drobny piasek, który utrudnia przesuwanie się języka po podniebieniu. Jaki jest mechanizm tego zjawiska?
W niedojrzałych owocach, ale także w wielu naturalnych roślinnych produktach (np. kora drzew), znajdują się taniny, zwane też garbnikami. Nazwa pochodzi od ich zastosowania: od wieków były używane do wyprawiania, czyli garbowania skór. Taniny są to związki polifenolowe (czyli: zawierające wiele grup hydroksylowych), produkowane przez rośliny w celu odstraszenia roślinożernych zwierząt. Mają zdolność do denaturacji białek, czyli zmiany ich struktury prowadzącej do utraty aktywności. To właśnie zachodzi podczas garbowania skór: denaturacja włókien kolagenowych obecnych w skórze powoduje, że skóra staje się niewrażliwa na działanie drobnoustrojów.
Taniny, polifenole i ich wpływ na nasze zdrowie
Związki polifenolowe czyli taniny występują w wielu warzywach i owocach, a także w produktach pochodzenia roślinnego, jak wino, herbata, kawa czy czekolada. Można je podzielić na flawonowe i nieflawonowe (Ryc. 1). Związki flawonowe są pochodnymi flawonu, organicznego związku składającego się z trzech pierścieni aromatycznych (nazwa od łacińskiego flavus = żółty). Związki nieflawonowe są pochodnymi jedno- lub dwupierścieniowych związków takich jak kwas cynamonowy czy stylben. Wszystkie one mogą silnie wiązać reaktywne formy tlenu, czyli związki z niesparowanym atomem tlenu lub wiązaniem O-O (te z niesparowanym atomem tlenu noszą nazwę rodników). Związki takie powstają w czasie oddychania komórkowego i mogą utleniać białka, lipidy i kwasy nukleinowe, prowadząc do uszkodzenia komórki czy nawet jej śmierci. Dobrze udokumentowany jest ich udział w procesie starzenia się, zarówno komórek, jak i całych organizmów (pisałem o tym we wpisie na temat bobu). Polifenole ze względu na obecność wielu pierścieni są w stanie wiązać te związki i je unieszkodliwiać, a dieta bogata w polifenole przeciwdziała wielu chorobom, których powstanie przypisuje się reaktywnym formom tlenu. Są to np. nowotwory, choroby neurodegeneracyjne (np. choroba Alzheimera), choroba wieńcowa serca czy cukrzyca. Wiele z polifenoli wymienionych na Ryc. 1 ma taką aktywność: jest to np. luteolina (obecna w brokułach), apigenina (w pietruszce), hesperetyna (w cytrynach i pomarańczach), naryngenina (w brzoskwiniach), kwercetyna (w cebuli i ciemnych winogronach), cyjanidyna (w głogu i czerwonej cebuli) czy genisteina (w soi i innych bobowatych). Kwas galusowy występuje w liściach herbaty, a resweratrol w skórkach winogron, chociaż dużo jest go też w czerwonym winie. Jego zdolność do aktywacji sirtuin, nazywanych też białkami długowieczności, zasługuje na osobny wpis na blogu (mam w planie).
Ryc. 1. Struktury roślinnych polifenoli. Według: Rudrapal M. et al., Fr. Pharmacol. 2022, 13: 806470. Licencja CC BY 4.0.
Gdzie jest najwięcej polifenoli? Absolutnym rekordzistą jest czapetka pachnąca (Syzygium aromaticum), której paki kwiatowe znane są jako goździki: w 100 g goździków jest 15 g polifenoli. Niewiele mniej, bo 11 g/100 g, zawiera wysuszona mięta pieprzowa (Mentha piperita). Badian właściwy (Illicium verum), czyli anyż gwiaździsty, który jest źródłem anyżku, zawiera 5 g/100g. Wysuszone nasiona kakaowca właściwego (Theobroma cacao) zawierają 3,5 g/100 g. Wytwarzana z niego ciemna czekolada zawiera 1,6 g/100 g, a mleczna 0,2 g/100g. Napoje: zawartość polifenoli w kawie to 2 mg/ml, w herbacie i czerwonym winie 1mg/ml, a w piwie 0,04 mg/ml. Dlatego chcąc żyć długo, trzeba pić dużo kawy (zgodzi się ze mną każdy amator tego napoju).
Wśród owoców, które spożywamy bezpośrednio, najwięcej polifenoli zawiera aronia. Jej najczęściej uprawianym gatunkiem jest aronia czarna (Aronia melanocarpa). W 100 g owoców jest 1,8 g polifenoli. Skutkiem jest charakterystyczny cierpki smak; żeby sie go pozbyć, dobrze jest na krótko zamrozić owoce, co powoduje wytrącenie tanin. Smak jest lepszy, ale też polifenoli jest mniej.
Ryc. 2. Owoce aronii. Źródło: Wikipedia, licencja CC BY 2.0.
Listę 100 produktów spożywczych najbogatszych w polifenole można znaleźć tutaj.
Polifenole i smak
Jaki jest smak polifenoli? Przeważnie gorzki: liczba związków polifenolowych pochodzenia roślinnego jest ogromna, i to dzięki nim smak roślinnych produktów jest tak zróżnicowany. Polifenole wyczuwamy za pomocą receptorów dla smaku gorzkiego, których mamy 25 rodzajów, i teoretycznie każdy z nich może rozpoznawać inny rodzaj cząsteczki. Bogactwo smaków czerwonego wina bierze się właśnie z rozmaitości zawartych w nim polifenoli. Wiadomo, że czerwone wino wyprodukowane ze szczepów Cabernet sauvignon i Merlot ma najwięcej polifenoli, a ze szczepów Sangiovese i Pinot noir – najmniej.
Gorzki smak nie jest jednak jedyną cechą tanin. Równie ważne są ich właściwości ściągające, które przekładają się na cierpkość. W jaki sposób powstaje takie wrażenie? Jak pisałem, taniny mogą denaturować białka. W naszej ślinie jest wiele białek, takich jak lizozym (enzym rozkładający ścianę komórkową bakterii), laktoferyna (wiąże jony żelaza) oraz mucyny, które są glikoproteinami, czyli białkami z dużą ilością cukrów. Mucyny mają zdolność do tworzenia żeli; to dzięki nim ślina jest lepka, a my mamy wrażenie, że język ślizga się po podniebieniu. Jeżeli jednak weźmiemy do ust coś, co zawiera taniny (np. niedojrzałego banana, albo czerwone wino o bogatym bukiecie), to taniny zwiążą białka i mucyny zawarte w ślinie powodując ich agregację. Zagregowane kompleksy mogą wytrącać się, co można porównać do sytuacji, gdy w łożysku zabraknie oleju. W łożysku powoduje to zwiększenie tarcia mogące grozić jego uszkodzeniem, a w ustach zostaje natychmiast wykryte przez mechanoreceptory, czyli neurony wyspecjalizowane w wykrywaniu bodźców mechanicznych, takich jak dotyk. Jeżeli dodamy to tych wrażeń gorzki smak tanin wykrywany przez receptory smaku gorzkiego, to mamy paletę wrażeń zmysłowych odczuwanych podczas konsumpcji związków bogatych w taniny (Ryc. 2).
Ryc. 2. Mechanizm powstawania uczucia cierpkości. Według: Soares S. et al., Molecules 2020, 25: 2590. Licencja CC BY 4.0.
Na koniec ciekawostka: pisałem o osobach, które nie mają funkcjonalnego receptora dla smaku gorzkiego o nazwie T2R38. Nie czują one gorzkiego smaku fenylotiokarbamidu (PTC), a także wielu innych gorzkich substancji. Takich osób jest ok. 30%, i raczej nie mogą być one sommelierami czy też degustatorami kawy czy herbaty. Ale osoby, które produkują mało śliny, też raczej nie mogą pełnić tych funkcji. Nie dlatego, że nie czują gorzkiego smaku (bo mogą mieć prawidłowy gen kodujący receptor T2R38), tylko dlatego, że przy małej ilości śliny bardzo szybko dochodzi do denaturacji jej białek, co powoduje nieprzyjemne odczucie. „Smakuje tak, jak gdyby się wywiesiło język przez okno” (Tomasz Mann, Buddenbrookowie).
Literatura dodatkowa
Taniny
https://doi.org/10.3390/molecules25112590
Polifenole i zdrowie
https://doi.org/10.3389/fphar.2022.806470
Zawartość polifenoli w różnych produktach spożywczych
https://doi.org/10.1038/ejcn.2010.221
Taniny w winie