artikel

Super zout

Algemeen

TNO werkt aan een innovatieve methode om stoffen te testen die bij een lagere natriumconcentratie toch de smaakperceptie van een hogere zoutblootstelling geven. Op deze manier is zoutverlaging mogelijk, zonder dat dit ten koste gaat van de smaakbeleving.

Het vormgeven van het screeningsplatform voor zoute smaak start met nauwkeurig de werking beschrijven van de zoute smaak. Smaak komt tot stand via de smaakpapillen die zich verspreid in de mondholte bevinden.

Smaakpapillen zijn in staat om via gespecialiseerde smaakreceptoren de verschillende smaakingrediënten in voedingsmiddelen te detecteren die de smaak zuur, zout, zoet, bitter of umami geven. Deze smaakpapillen hebben op hun beurt weer contact met zenuwuitlopers, die uiteindelijk eindigen in de hersenen. Voor de totale smaakbeleving spelen daarnaast ook nog geur (neus), kleur (ogen), geluid (oren) en textuur (gevoel) een rol.

Twee smaakreceptoren
Er zijn twee categorieën smaakreceptoren. Voor zoet, bitter en umami zijn er de klassieke bindingsreceptoren (G-eiwitgekoppelde receptoren). Voor zuur en zout zijn dat ionkanalen.
Deze functionele scheiding van de verschillende smaakperceptiesystemen heeft belangrijke consequenties.

Voor zoet zijn er al verschillende ingrediënten die een zoete smaak geven, naast suiker (sacharose) is er fructose, glucose, aspartaam, cyclamaat en bijvoorbeeld de nieuwste laagcalorische zoetmaker ‘Stevia’. Ook bitter- of umami-smakende stoffen zijn er in gelijkwaardige varianten. Voor de smaken die via ionkanalen tot stand komen, zijn er echter nog weinig goede vervangers bekend. Zuur blijft enkel en alleen het gevolg van H+-ionen en datzelfde gaat op voor zout met Na+-ionen.

Zoutkanalen activeren
Keukenzout bestaat uit positief geladen natrium- en uit negatief geladen chloorionen. De zoute smaak wordt veroorzaakt door activatie van natrium-permeabele ionkanalen. Natrium dringt de smaakpapillen binnen via deze speciale zoutkanalen. Dergelijke zoutkanalen komen ook voor in de nieren, darm en longen en zijn betrokken bij de bloeddruk en algemene waterhuishouding.
Er zijn verschillende stoffen bekend die ervoor zorgen dat de zoutkanalen dicht gaan, zodat er minder zout het lichaam binnenkomt (zoals diuretica, oftewel plaspillen). TNO zoekt nu naar stoffen die deze kanalen op de tong openzetten maar geen natrium bevatten en dus geen zout zijn maar een soort zoutversterkers.

De zoutversterkers moeten zorgen dat er meer kanalen opengaan of dat de kanalen die open staan langer open blijven. Dan kan het natriumion gemakkelijker door het ionkanaal gaan en bij een lagere zoutblootstelling eenzelfde zoutbeleving bewerkstelligen. Het streven is een systeem zonder smaakverlies, zoals bij kalium als zoutvervanger het geval is. Experimenteel heeft TNO al een dergelijke zoutversterkende stof getest met goede resultaten.

Kikkereicellen
Er zijn geavanceerde technieken voorhanden om een ionkanaal, zoals het natriumkanaal, in een cel te bestuderen. TNO, in samenwerking met de onderzoeksgroep Neurotoxicologie van het Institute for Risk Assessment Sciences (IRAS, Universiteit Utrecht), gebruikt hiervoor eicellen (oocyten) van de klauwpad waarin het DNA van het humane zoutkanaal wordt gebracht. De keuze voor kikkereicellen is gemaakt omdat deze cellen groot en zelfs met het oog zichtbaar zijn. Daarnaast komen er op het oppervlak van deze cellen weinig andere functionele eiwitten tot expressie die de metingen kunnen verstoren. Dit vergemakkelijkt de proefopzet aanzienlijk.

Voltage clamping
Enkele dagen na het inbrengen van het DNA komt het zoutkanaal op het oppervlak van de eicel tot expressie en zijn de effecten van verschillende stoffen op dit specifieke kanaal te bestuderen. Gebruik wordt gemaakt van een proefopstelling die geschikt is om een stroom door een cel te meten. Dit principe heet ‘voltage clamping’.

Het meten van ionstromen door het zoutkanaal is een maat voor de hoeveelheid natrium dat de smaakpapil binnendringt per tijdseenheid en dus voor de zoutbeleving. TNO is nu in staat om deze stroom door het zoutkanaal exact te meten. Op de tong veroorzaakt deze stroom een verandering in de potentiaal van de cel, die resulteert in de intracellulaire toename van een ander ion, calcium. Deze calciumtoename leidt vervolgens tot afgifte van neurotransmitters die in het brein het smaakcentrum stimuleren.

Er zijn al verschillende methodes beschikbaar die calciumafgifte meten. Het nadeel van het kijken naar calcium is echter dat dit niet specifiek is voor zout, maar ook voor andere smaken en effecten. Wordt er dus gezocht naar zoute smaakversterkers, dan is het zuiverder om alleen naar de effecten van deze stof op de zoute smaak te kijken. De toegevoegde waarde van de methode van TNO is dan ook dat deze specifieker en gevoeliger is dan andere al gebruikte methoden.

Eerste resultaten
Met behulp van de ontwikkelde technologie kon TNO stoffen identificeren die het zoutkanaal dichtzetten maar ook stoffen die het kanaal beter openzetten. Door met behulp van moderne rekenkundige instrumenten uit het farmaceutisch onderzoek goed naar de moleculaire structuur van deze stoffen te kijken, denkt TNO te kunnen voorspellen welke stoffen het zoutkanaal openzetten. Op deze wijze zijn ook stoffen van natuurlijke oorsprong te identificeren die verantwoordelijk zijn voor de zoutsensatie, bijvoorbeeld peptidenfragmenten uit kaasextracten of sojasaus.

Reageer op dit artikel