Thaumatin | ||
Billede af Thaumatin-I protein | ||
Hovedtræk | ||
---|---|---|
Beliggenhed | Afrikansk regnskov | |
Den thaumatin eller rettere de thaumatiner , henviser til en familie af proteiner til at smage denne søde frugt i katemfe , et træ indfødte til den afrikanske regnskov. Det bruges over hele verden i human mad og farmakologi som sødemiddel , smagsforstærker eller bitterhedsmaske. Det er det naturlige sødestof med den højeste sødekraft : det anslås at være mellem 2.000 og 3.000 gange sødere end saccharose (bordsukker) ved lige vægt.
Thaumatin refererer til blandingen af to proteiner ekstraheret fra frøene af frugten af Thaumatococcus danielli (Benth), kendt som Katemfe . Katemfe er hjemmehørende i den afrikanske regnskov og vokser over et stort område, der omfatter flere lande som Ghana , Côte d'Ivoire , Togo , Sierra Leone og Nigeria . Thaumatin er indeholdt i aril af frø af moden frugt.
Proteiner, der ligner strukturen med thaumatin, er fundet i flere forskellige arter, såsom ris ( Oryza sativa ) og Caenorhabditis elegans (en metazoan ).
Produktionen af thaumatin synes at være en biologisk reaktion på angreb fra et viroid patogen, fordi adskillige homologer af thaumatin har vist signifikante inhiberinger in vitro af adskillige svampe .
De tidligste beviser for brugen af Katemfe-frugten kommer fra en britisk hærkirurg, WF Danielli, der var stationeret i Vestafrika i 1840'erne. Han rapporterede, at de indfødte brugte frugten til at forbedre smagskvaliteten af sure frugter og palmevin. Det latinske navn på træet blev efterfølgende givet af naturologen George Bentham efter kirurgens navn: Thaumatococcus danielli .
Folk i Ghana, Côte d'Ivoire, Togo, Sierra Leone og Nigeria har dyrket frugten og brugt frøene i årtier til at sødme mad og drikke.
I 1970'erne begyndte Talin Food-virksomheden at udvinde den søde del af frugten og markedsførte den under navnet Talin som et intens sødemiddel. De anvendte frugter kommer fra træerne på Elfenbenskysten.
I 1972 isolerede og identificerede Unilever- forskere de to proteiner, der var ansvarlige for den søde smag, de kaldte thaumatin I og thaumatin II.
Efterfølgende blev i 1984 fire andre naturlige proteiner homologe med thaumatin identificeret og navngivet thauminerne III, a, b og c. Imidlertid henviser det generiske navn thaumatin til blandingen af homologer I og II, som er de mest rigelige forbindelser i frøet.
I 1985 etablerede FAO / WHO's ekspertudvalg for fødevaretilsætningsstoffer ( JECFA ) sikkerheden for thaumatin.
I dag har virksomheden Naturex købt Overseal, det er det, der markedsfører Talin, altid fra frugtekstrakter.
Thauminer I og II, der er dominerende i frøene, har en molekylvægt på 22 kDa , som er dobbelt så stor som de sødende proteiner mabinlines (12 kDa). Thaumatin som kemisk forbindelse har CAS-nummer .
Thauminer I og II, der består af en kæde på 207 aminosyrer, er meget ens og adskiller sig kun på 5 aminosyrer: i position 46 (N i stedet for K), 63 (S i stedet for R), 67 (K i stedet for R) 76 (R i stedet for Q) og 113 (N i stedet for D).
Aminosyre | Beløb |
---|---|
Asparaginsyre | 22 |
Threonine | 20 |
Serine | 14 |
Glutaminsyre | 10 |
Proline | 12 |
Blåregn | 24 |
Alanine | 16 |
Cystein | 16 |
Valine | 10 |
Methionin | 1 |
Isoleucin | 8 |
Leucin | 9 |
Tyrosin | 8 |
Phenylalanin | 1 |
Lysin | 11 |
Arginin | 12 |
Tryptofan | 3 |
Total | 207 |
UniProtKB / Swiss-Prot | ||
---|---|---|
TI 1 ATFEIVNRCS YTVWAAASKG DAALDAGGRQ LNSGESWTIN VEPGTNGGKI TII TI 51 WARTDCYFDD SGSGICKTGD CGGLLRCKRF GRPPTTLAEF SLNQYGKDYI TII TI 101 DISNIKGFNV PMNFSPTTRG CRGVRCAADI VGQCPAKLKA PGGGCNDACT TII TI 151 VFQTSEYCCT TGKCGPTEYS RFFKRLCPDA FSYVLDKPTT VTCPGSSNYR TII TI 201 VTFCPTA TII | ||
Aminosyresekvenser af de sødende proteiner Thaumatin I (TI) og thaumatin II (TII). |
Thauminer I og II har 4 alfa-helixer og 11 beta-tråde.
Peptidkæden indeholder 8 interne disulfidbroer, der er ansvarlige for dens bemærkelsesværdige varmestabilitet.
Dæknummer | Startposition | Ankomstposition |
---|---|---|
1 | 9 | 204 |
2 | 56 | 66 |
3 | 71 | 77 |
4 | 121 | 193 |
5 | 126 | 177 |
6 | 134 | 145 |
7 | 149 | 158 |
8 | 159 | 164 |
Thaumatins tertiære struktur består af tre forskellige domæner:
Thaumatin har en meget sød smag, en usædvanlig egenskab i proteiner, men kendt. Faktisk er andre proteiner (se tabel nedenfor) med en sødningskapacitet blevet identificeret; thaumatin er dog den sødeste.
Protein | Thaumatin | Monelline | Mabinline | Pentadine | Brazzéine | Curculin | Miraculin |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Sødende kraft a | 1.600-3.000 | 3000 | 100-400 | 500 | 500-2000 | 550 | 0 b |
a : Sødme sammenlignet med sukker (sukker = 1) ved lige vægt. b : Ikke sød i vand, kun i nærvær af syre . |
Dens sødningskraft anslås til at være mellem 1.600 og 3.000 mere intens end saccharose (bordsukker) med samme vægt.
Sukker koncentration |
Sødekraft med lige vægt. |
---|---|
0,6% | 5.500 |
5% | 3.500 |
6% | 3000 |
7% | 1.600 |
7% | 3000 |
8% | 2.500 |
10% | 2.000 |
15% | 1.800 |
Hvis det ved konvention anerkendes, at thaumatin er 3.000 gange sødere end sukker, skal det dog huskes, at denne værdi ændres som en funktion af procentdelen. Som vist i nedenstående tabel, jo højere sukkerkoncentration (vægt / volumen), jo mere falder sødekraften af thaumatin.
Opfattelsen af sødme stiger lineært med stigende koncentration. Opfattelsen af sødme er senere og varer længere end sukker. Det svarer til monellins profil, men den dvælende sødme i munden kan betragtes som uacceptabel af forbrugerne.
Blandet med andre sødestoffer, såsom saccharin , acesulfamkalium , steviosider eller xylitol , viser thaumatin synergistiske egenskaber og en reduktion i dets vedvarende smag.
Thaumatin bruges i lave koncentrationer (0,5 til 4 ppm) og er en perfekt smagsforstærker og bitterhedsmaske.
Den isoelektriske punkt af thaumatin er 12.
Thaumatin er meget stabil til opvarmning i et surt medium, men det er ikke i et alkalisk medium. Efter 4 timer brugt ved 80 ° C og pH 2 eller ved pH 4 i 2 timer er proteinet stadig sødt. På den anden side har proteinet efter 15 minutter ved pH 7, stadig ved 80 ° C , mistet sin søde smag.
Dens bemærkelsesværdige stabilitet over for varme og tryk på grund af tilstedeværelsen af 8 disulfidbroer gør det muligt at bruge det i en række fødevareprocesser (UHT, pasteurisering , madlavning og ekstrudering).
Proteinet er meget opløseligt i en lang række væsker og opløsningsmidler. Det er meget opløseligt i vand, op til 20% ( masseprocent ) ved pH 3. Det er opløseligt op til 5 % m i 60% ethanol og propylenglycol . Opløsning i mere koncentreret ethanol (op til 90%) er også mulig, når proteinet er præhydreret. Proteinet er også opløseligt i glycerol og sukkeralkoholer; det er imidlertid uopløseligt i acetone .
Som et protein betragtes thaumatin som ikke- cariogen . Det metaboliseres og indtages så hurtigt som ægalbumin , når det først indtages af kroppen som aminosyrer.
Det producerer 4 kcal / g som ethvert andet protein; det brændende indtag er imidlertid ubetydeligt i betragtning af dets meget lave anvendelsesniveau (0,5 til 10 ppm) i kosten.
Materialet fra planter har nogle problemer med hensyn til kvalitet og især kvantitet: klimatiske farer tillader ikke stabil produktion og opfylder ikke altid efterspørgslen.
Den fælles FAO / WHO- ekspertkomité for fødevaretilsætningsstoffer ( JECFA ), som vurderede thaumatins toksicitet, etablerede sin sikkerhed i 1985 og tildelte den en uspecificeret acceptabel daglig indtagelse (ADI) . Dette betyder, at dette stof kan bruges i henhold til konceptet med god fremstillingspraksis (GMP) .
Thaumatin er en del af liste III i Codex General Standard for Food Additives (GSFA), der tillader dets anvendelse i alle fødevarer med nogle undtagelser i overensstemmelse med GMP.
Den Smag og Uddrag Manufacturers Association (FEMA) har tildelt GRAS ( generelt anses for sikre ) status til thaumatin (nummer 3732) til brug for mere end 30 fødevarekategorier (for eksempel i alkoholiske drikke, er dens brug begrænset. Ved 25 ppm) . I disse applikationer vises thaumatin på ingredienslisten som "Naturlig smag".
Thaumatin er godkendt som tilsætningsstof til fødevarer i Den Europæiske Union (nummer E957 ). Hovedsageligt som smagsforstærker i tyggegummi med tilsat sukker (maksimalt 10 mg / kg ) og i desserter med mejeriprodukter og ikke-mejeriprodukter (maksimalt 5 mg / kg) ( naturlig smag ). Og som sødemiddel i aromatiserede, ikke-alkoholiske vandbaserede drikkevarer (maksimalt 0,5 mg / l).
Brug af thaumatin er tilladt i kosten som sødemiddel i Israel , Canada , Australien og Sydafrika . Sundhedsministeriet i Japan tillader brugen af thaumatin som et sikkert fødevaretilsætningsstof, og dets dosis er ikke begrænset.
Overalt i verden er der flere producenter af thaumatin, den mest kendte er Naturex i Europa, der markedsfører Talin (blanding af thaumatin I & II) og den japanske producent San-Ei Gen FFI, der markedsfører Sunsweet T (blanding af thaumatin I & II).
Thaumatinekstrakten oprenses ved selektiv ultrafiltrering; dog forbliver en ikke-protein organisk rest i det markedsførte produkt. Resten består hovedsageligt af arabino-galactaner og arabinoglucuronoxylan polysaccharider , disse to elementer er bestanddele, der findes i tandkød og planteslim .
Thaumatin I kan oprenses fra en frugtpulpekstrakt ved ionbytningskromatografi efterfulgt af gelkromatografifiltrering.
Andre naturlige sødestoffer :