Doçura - Sweetness

Alimentos doces, como este bolo de morango , costumam ser usados para sobremesa .

A doçura é um sabor básico mais comumente percebido ao comer alimentos ricos em açúcares . Os sabores doces são geralmente considerados agradáveis , exceto quando em excesso. Além de açúcares como a sacarose , muitos outros compostos químicos são doces, incluindo aldeídos , cetonas e álcoois de açúcar . Alguns são doces em concentrações muito baixas, permitindo seu uso como substitutos não calóricos do açúcar . Esses adoçantes sem açúcar incluem sacarina e aspartame . Outros compostos, como a miraculina , podem alterar a percepção da própria doçura.

A intensidade percebida de açúcares e adoçantes de alta potência, como o aspartame e a neoesperidina dihidrocalcona, são hereditárias, com o efeito do gene sendo responsável por aproximadamente 30% da variação.

A base quimiossensorial para detectar doçura, que varia entre indivíduos e espécies, só começou a ser compreendida a partir do final do século XX. Um modelo teórico de doçura é a teoria de fixação multiponto , que envolve vários locais de ligação entre um receptor de doçura e uma substância doce.

Estudos indicam que a capacidade de resposta aos açúcares e doçura tem um início evolutivo muito antigo, manifestando-se como quimiotaxia mesmo em bactérias móveis como a E. coli . Bebês humanos recém-nascidos também demonstram preferência por altas concentrações de açúcar e preferem soluções mais doces do que a lactose , o açúcar encontrado no leite materno. A doçura parece ter o limite de reconhecimento de sabor mais alto, sendo detectável em cerca de 1 parte em 200 de sacarose em solução. Em comparação, o amargor parece ter o limite de detecção mais baixo, cerca de 1 parte em 2 milhões para o quinino em solução. Nos ambientes naturais em que os ancestrais primatas humanos evoluíram, a intensidade da doçura deve indicar densidade de energia , enquanto o amargor tende a indicar toxicidade . O alto limiar de detecção de doçura e baixo limiar de detecção de amargura teriam predisposto nossos ancestrais primatas a buscar alimentos com sabor doce (e com alta densidade energética) e evitar alimentos com sabor amargo. Mesmo entre os primatas comedores de folhas, há uma tendência de preferir as folhas imaturas, que tendem a ser mais ricas em proteínas e mais baixas em fibras e venenos do que as folhas maduras. O 'dente doce', portanto, tem uma herança antiga e, embora o processamento de alimentos tenha mudado os padrões de consumo, a fisiologia humana permanece praticamente inalterada.

Exemplos de substâncias doces

Uma grande diversidade de compostos químicos , como aldeídos e cetonas , são doces. Entre as substâncias biológicas comuns, todos os carboidratos simples são doces em pelo menos algum grau. A sacarose (açúcar de mesa) é o exemplo prototípico de uma substância doce. A sacarose em solução tem uma classificação de percepção de doçura de 1 e outras substâncias são classificadas em relação a isso. Por exemplo, outro açúcar, a frutose , é um pouco mais doce, sendo avaliado em 1,7 vezes a doçura da sacarose. Alguns dos aminoácidos são levemente doces: alanina , glicina e serina são os mais doces. Alguns outros aminoácidos são percebidos como doces e amargos.

A doçura de uma solução de 20% de glicina em água se compara a uma solução de 10% de glicose ou 5% de frutose.

Várias espécies de plantas produzem glicosídeos doces em concentrações muito mais baixas do que os açúcares comuns. O exemplo mais conhecido é a glicirrizina , o componente doce da raiz de alcaçuz , que é cerca de 30 vezes mais doce que a sacarose. Outro exemplo comercialmente importante é o esteviosídeo , do arbusto sul-americano Stevia rebaudiana . É cerca de 250 vezes mais doce que a sacarose. Outra classe de adoçantes naturais potentes são as proteínas doces, como a taumatina , encontrada na fruta katemfe da África Ocidental . A lisozima de ovo de galinha , uma proteína antibiótica encontrada em ovos de galinha , também é doce.

Doçura de vários compostos
Nome Tipo de composto Doçura
Lactose Dissacarídeo 0,16
Maltose Dissacarídeo 0,33 - 0,45
Sorbitol Poliálcool 0,6
Galactose Monossacarídeo 0,65
Glicose Monossacarídeo 0,74 - 0,8
Sacarose Dissacarídeo 1,00 ( referência )
Frutose Monossacarídeo 1,17 - 1,75
Ciclamato de sódio Sulfonato 26
Glicosídeo de esteviol Glicosídeo 40 - 300
Aspartame Dipeptídeo metil éster 180 - 250
Acessulfame de potássio Dióxido de oxatiazinona 200
Sacarina sódica Sulfonil 300 - 675
Sucralose Dissacarídeo modificado 600
Taumatina Proteína 2000
Lugduname Guanidina 300.000 (estimado)

Alguma variação nos valores não é incomum entre vários estudos. Essas variações podem surgir de uma série de variáveis ​​metodológicas, desde a amostragem até a análise e interpretação. Na verdade, o índice de sabor de 1, atribuído a substâncias de referência como sacarose (para doçura), ácido clorídrico (para acidez), quinina (para amargor) e cloreto de sódio (para salgado), é ele próprio arbitrário para fins práticos. Alguns valores, como os da maltose e da glicose, variam pouco. Outros, como o aspartame e a sacarina sódica, têm uma variação muito maior.

Mesmo alguns compostos inorgânicos são doces, incluindo cloreto de berílio e acetato de chumbo (II) . Este último pode ter contribuído para o envenenamento por chumbo entre a antiga aristocracia romana : a iguaria romana sapa era preparada fervendo vinho azedo (contendo ácido acético ) em potes de chumbo.

Centenas de compostos orgânicos sintéticos são conhecidos por serem doces, mas apenas alguns deles são legalmente permitidos como aditivos alimentares. Por exemplo, clorofórmio , nitrobenzeno e etilenoglicol são doces, mas também tóxicos. Sacarina , ciclamato , aspartame , acessulfame de potássio , sucralose , alitame e neotame são comumente usados.

Modificadores de doçura

Boys Pilfering Molasses - On The Quays, New Orleans , 1853 pintura de George Henry Hall

Algumas substâncias alteram a forma como o sabor doce é percebido. Uma classe deles inibe a percepção de sabores doces, seja de açúcares ou de adoçantes altamente potentes. Comercialmente, o mais importante deles é o lactisole , um composto produzido pela Domino Sugar . É usado em algumas geléias e outras conservas de frutas para realçar seus sabores de frutas, suprimindo sua doçura, de outra forma forte.

Foi documentado que dois produtos naturais têm propriedades inibidoras de doçura semelhantes: ácido gimnêmico , extraído das folhas da videira indiana Gymnema sylvestre e ziziphin , das folhas da jujuba chinesa ( Ziziphus jujuba ). O ácido ginêmico tem sido amplamente promovido na medicina fitoterápica como um tratamento para a compulsão por açúcar e diabetes mellitus .

Por outro lado, duas proteínas vegetais, miraculina e curculina , fazem com que os alimentos ácidos tenham um sabor doce. Depois que a língua foi exposta a qualquer uma dessas proteínas, o azedume é percebido como doçura por até uma hora depois. Embora a curculina tenha um sabor adocicado inato próprio, a miraculina por si só é bastante insípida.

O receptor de doçura

A doçura é percebida pelas papilas gustativas.

Apesar da grande variedade de substâncias químicas conhecidas como doces e do conhecimento de que a capacidade de perceber o sabor doce deve residir nas papilas gustativas da língua , o mecanismo biomolecular do sabor doce era suficientemente elusivo para que, recentemente, na década de 1990, houvesse algumas dúvidas se algum "receptor de doçura" realmente existe.

O avanço para a compreensão atual da doçura ocorreu em 2001, quando experimentos com ratos de laboratório mostraram que os ratos que possuem diferentes versões do gene T1R3 preferem alimentos doces em diferentes extensões. Pesquisas subsequentes mostraram que a proteína T1R3 forma um complexo com uma proteína relacionada, chamada T1R2 , para formar um receptor acoplado à proteína G que é o receptor de doçura em mamíferos.

Estudos em humanos mostraram que os receptores de sabor doce não são encontrados apenas na língua, mas também no revestimento do trato gastrointestinal, bem como no epitélio nasal, células das ilhotas pancreáticas, espermatozoides e testículos. Propõe-se que a presença de receptores de sabor doce no trato GI controle a sensação de fome e saciedade.

Outra pesquisa mostrou que o limiar de percepção do sabor doce está em correlação direta com a hora do dia. Acredita-se que isso seja consequência da oscilação dos níveis de leptina no sangue, que pode afetar a doçura geral dos alimentos. Os cientistas levantam a hipótese de que esta é uma relíquia evolutiva de animais diurnos como os humanos.

A percepção da doçura pode diferir significativamente entre as espécies. Por exemplo, mesmo entre os primatas, a doçura é bastante variável. Macacos do Novo Mundo não encontrar aspartame doce, enquanto macacos do Velho Mundo e macacos (incluindo a maioria dos seres humanos) todos fazem. Felídeos, como gatos domésticos, não conseguem perceber a doçura. A capacidade de saborear doçura muitas vezes atrofia geneticamente em espécies de carnívoros que não comem alimentos doces como frutas, incluindo golfinhos nariz de garrafa , leões marinhos , hienas pintadas e fossas .

Caminho do receptor doce

Para despolarizar a célula e, por fim, gerar uma resposta, o corpo usa células diferentes na papila gustativa, cada uma expressando um receptor para a percepção de doce, azedo, salgado, amargo ou umami . A jusante do receptor gustativo , as células gustativas para doce, amargo e umami compartilham a mesma via de sinalização intracelular. As moléculas doces que chegam se ligam aos seus receptores, o que causa uma mudança conformacional na molécula. Essa alteração ativa a proteína G, gustducina, que por sua vez ativa a fosfolipase C para gerar o trifosfato de inositol ( IP 3 ), que posteriormente abre o receptor IP 3 e induz a liberação de cálcio do retículo endoplasmático. Este aumento no cálcio intracelular ativa o canal TRPM5 e induz a despolarização celular . O canal de liberação de ATP CALHM1 é ativado pela despolarização e libera o neurotransmissor ATP que ativa os neurônios aferentes que inervam o botão gustativo.

Conhecimento

A cor da comida pode afetar a percepção da doçura. Adicionar mais cor vermelha a uma bebida aumenta sua doçura percebida. Em um estudo, as soluções de cor mais escura foram avaliadas de 2 a 10% mais altas do que as mais claras, apesar de terem 1% menos concentração de sacarose. Acredita-se que o efeito da cor seja devido às expectativas cognitivas. Alguns odores têm um cheiro doce e a memória confunde se a doçura foi provada ou cheirada.

Teorias históricas

Lugduname é o produto químico mais doce conhecido.

O desenvolvimento da química orgânica no século 19 introduziu muitos novos compostos químicos e os meios para determinar suas estruturas moleculares . Os primeiros químicos orgânicos provaram muitos de seus produtos, seja intencionalmente (como meio de caracterização) ou acidentalmente (devido à falta de higiene do laboratório ). Uma das primeiras tentativas de traçar correlações sistemáticas entre as estruturas das moléculas e seus gostos foi feita por um químico alemão, Georg Cohn, em 1914. Ele formulou a hipótese de que, para evocar um certo sabor, uma molécula deve conter algum motivo estrutural (chamado sapóforo ) que produz aquele sabor. Com relação à doçura, ele observou que as moléculas contendo vários grupos hidroxila e aquelas contendo átomos de cloro são frequentemente doces, e que entre uma série de compostos estruturalmente semelhantes, aqueles com pesos moleculares menores eram frequentemente mais doces do que os compostos maiores.

Em 1919, Oertly e Myers propuseram uma teoria mais elaborada com base em uma teoria da cor em corantes sintéticos então atual . Eles levantaram a hipótese de que, para ser doce, um composto deve conter um de cada uma das duas classes de motivos estruturais, um glucóforo e um auxogluc . Com base nos compostos conhecidos por serem doces na época, eles propuseram uma lista de seis candidatos a glucóforos e nove auxoglucs.

Desde o início, no início do século 20, a teoria da doçura recebeu pouca atenção acadêmica até 1963, quando Robert Shallenberger e Terry Acree propuseram a teoria AH-B da doçura. Simplificando, eles propuseram que para ser doce, um composto deve conter um doador de ligação de hidrogênio (AH) e uma base de Lewis (B) separados por cerca de 0,3 nanômetro . De acordo com essa teoria, a unidade AH-B de um adoçante se liga a uma unidade AH-B correspondente no receptor biológico de doçura para produzir a sensação de doçura.

Teoria BX proposta por Lemont Kier em 1972. Embora pesquisadores anteriores tivessem notado que, entre alguns grupos de compostos, parecia haver uma correlação entre hidrofobicidade e doçura, esta teoria formalizou essas observações ao propor que para ser doce, um composto deve ter um terceiro sítio de ligação (marcado com X) que poderia interagir com um sítio hidrofóbico no receptor de doçura por meio das forças de dispersão de London . Pesquisadores posteriores analisaram estatisticamente as distâncias entre os locais AH, B e X presumidos em várias famílias de substâncias doces para estimar as distâncias entre esses locais de interação no receptor de doçura.

Teoria MPA

A teoria mais elaborada de doçura até hoje é a teoria de fixação multiponto (MPA) proposta por Jean-Marie Tinti e Claude Nofre em 1991. Essa teoria envolve um total de oito locais de interação entre um adoçante e o receptor de doçura, embora nem todos os adoçantes interajam com todos os oito sites. Este modelo direcionou esforços com sucesso para encontrar adoçantes altamente potentes, incluindo a família de adoçantes mais potente conhecida até agora, os adoçantes de guanidina . O mais potente deles, lugduname , é cerca de 225.000 vezes mais doce do que a sacarose.

Referências

Citado

Em geral

Leitura adicional