달콤함

Sweetness
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이 딸기 쇼트 케이크와 같은 단 음식은 후식으로 자주 먹는다.

단맛은 당분이 풍부한 음식을 먹을 때 가장 일반적으로 인식되는 기본적인 맛이다.단맛은 일반적으로 즐거운 것으로 여겨진다.수크로스 같은 설탕 외에도, 알데히드, 케톤, 설탕 알코올을 포함한 많은 다른 화학 화합물들이 달콤합니다.어떤 것들은 매우 낮은 농도로 달기 때문에 비열량 설탕 대체물로 사용할 수 있습니다.이러한 무당류 감미료에는 사카린과 아스파탐이 포함된다.미라쿨린과 같은 다른 화합물은 단맛 자체에 대한 인식을 바꿀 수 있다.

아스파탐과 네오헤스페리딘 디히드로칼콘과 같은 당과 고능 감미료의 인지된 강도는 유전될 수 있으며 유전자 효과가 [1]변이의 약 30%를 차지한다.

단맛을 감지하는 화학 감각의 기초는 개인과 종에 따라 다르지만 20세기 후반부터 겨우 이해하기 시작했습니다.단맛의 이론적 모델 중 하나는 다점 부착 이론으로, 단맛 수용체와 단맛 물질 사이의 여러 결합 부위를 포함합니다.

연구에 따르면 설탕과 단맛에 대한 반응성은 대장균과 [2]같은 운동성 박테리아에서도 화학작용으로 나타나는 매우 오래된 진화적 시작을 가지고 있다.신생아는 또한 높은 설탕 농도를 선호하고 모유에서 [3][4]발견되는 설탕인 유당보다 더 달콤한 용액을 선호합니다.단맛은 가장 높은 맛 인식 역치를 가지며, 용액 중 수크로스 200개 중 1개 정도에서 검출된다.이에 비해 쓴맛은 용액 [5]중 키닌의 검출 역치가 200만분의 1로 가장 낮은 것으로 보인다.인간의 영장류 조상이 진화한 자연 환경에서 단맛의 강도는 에너지 밀도를 나타내야 하는 반면 쓴맛은 [6][7][8]독성을 나타내려는 경향이 있다.높은 단맛 검출 역치와 낮은 쓴맛 검출 역치는 우리의 영장류 조상들이 단맛(그리고 에너지 밀도가 높은) 음식을 찾고 쓴맛을 내는 음식을 피하도록 만들었을 것입니다.심지어 잎을 먹는 영장류들 사이에서도, 성숙한 [9]잎보다 단백질 함량이 높고 섬유질과 독이 적은 미성숙한 잎을 선호하는 경향이 있다.그래서 '단맛'은 오랜 전통을 가지고 있고, 식품 가공이 소비 [10][11]패턴을 바꾸었지만, 인간의 생리학은 거의 [12]변하지 않았다.

감미료의 예

상세 정보:설탕 대용품

알데히드나 케톤과 같은 매우 다양한 화학 화합물은 달콤하다.일반적인 생물학적 물질 중, 모든 단순 탄수화물은 적어도 어느 정도 단맛이 있습니다.수크로스(테이블 슈가)는 달콤한 물질의 원형 예입니다.용액 중 수크로스는 단맛 인지 등급이 1이며,[13] 다른 물질들은 이에 대해 등급이 매겨진다.예를 들어, 또 다른 설탕인 과당은 수크로스의 [13]1.7배 단맛으로 평가되어 다소 더 달다.아미노산 중 일부는 약간 달다: 알라닌, 글리신, 그리고 세린이 가장 달다.몇몇 다른 아미노산들은 달콤하고 쓴맛으로 인식된다.

물에 있는 글리신 20% 용액의 단맛은 포도당 10% 또는 [14]과당 5% 용액과 비교된다.

많은 식물 종들은 일반 설탕보다 훨씬 낮은 농도로 단 글리코시드를 생산합니다.가장 잘 알려진 예는 감초 뿌리의 달콤한 성분인 글리시리진인데, 이는 수크로스보다 약 30배 더 달다.또 다른 상업적으로 중요한 예는 남미 관목 스테비아 레바우디아나에서 나는 스테비오사이드입니다.그것은 수크로스보다 약 250배 더 달다.또 다른 종류의 강력한 천연 감미료는 서아프리카의 카템프 열매에서 발견되는 타우마틴과 같은 달콤한 단백질입니다.계란에서 발견되는 항생제 단백질인 암탉 알 리조임도 달다.

다양한[15][16][17][18][19] 화합물의 단맛
이름. 화합물의 종류 달콤함
유당 이당류 0.16
말토스 이당류 0.33 – 0.45
소르비톨 폴리알코올 0.6
갈락토스 단당류 0.65
포도당 단당류 0.74 – 0.8
수크로스 이당류 1.00 (참조)
과당 단당류 1.17 – 1.75
사이클라민산나트륨 술폰산염 26
스테비올 배당체 글리코사이드 40 – 300
아스파탐 디펩타이드 메틸 에스테르 180 – 250
아세설팜칼륨 옥사티아지논이산화물 200
사카린 나트륨 술포닐 300 – 675
수크랄로스 변형 이당류 600
타우마틴 단백질 2000
수크록테이트 구아니딘 162,000 (표준)
베르나르담 구아니딘 188,000 (표준)
수크로논산 구아니딘 200,000 (표준)
카라메 구아니딘 200,000 (표준)
러그두나메 구아니딘 230,000 (표준)

다양한 연구 간에 값의 일부 변동은 드물지 않습니다.이러한 변화는 표본 추출부터 분석 및 해석까지 다양한 방법론적 변수에서 발생할 수 있다.실제로, 수크로스(단맛을 위해), 염산(신맛을 위해), 퀴닌(쓴맛을 위해), 염화나트륨(소금을 위해)과 같은 기준 물질에 할당된 1의 미각 지수는 실질적인 목적을 [18]위해 임의적이다.맥아당이나 포도당과 같은 일부 값은 거의 차이가 없습니다.아스파탐과 사카린 나트륨과 같은 다른 것들은 훨씬 더 큰 변이를 가지고 있다.

염화 베릴륨과 납을 포함한 일부 무기 화합물도 달다.II) 아세테이트후자는 고대 로마 귀족들 사이에서 납 중독의 원인이 되었을지도 모른다: 로마의 별미 사파는 시큼한 와인 (초산을 함유한)을 납 [21]냄비에 끓여 준비되었다.

수백 가지의 합성 유기 화합물이 단 것으로 알려져 있지만, 이 중 몇 가지만이 식품 첨가물로 법적으로[where?] 허용된다.예를 들어 클로로포름, 니트로벤젠, 에틸렌글리콜은 단맛이지만 독성이 있다.사카린, 시클라메이트, 아스파탐, 아세설팜칼륨, 수크랄로스, 알리탐 및 네오탐이 일반적으로 사용된다.[citation needed]

단맛 수식어

소년 도둑질 당밀 – 1853년 조지 헨리 홀의 뉴올리언스 부두에서 그림

몇 가지 물질이 단맛의 인식 방식을 변화시킨다.이들 중 하나는 설탕이든 강력한 감미료든 단맛의 인식을 억제한다.상업적으로 이들 중 가장 중요한 것은 도미노 슈가(Domino Sugar)가 생산하는 화합물인 락티솔이다.[22]그것은 젤리와 다른 과일 보존에 사용되며, 다른 강한 단맛을 억제함으로써 과일 맛을 끌어내기 위해 사용된다.

인도 덩굴 식물인 나체마 실베스트레의 잎에서 추출한 나체미산과 중국 대추 [23]잎에서 추출한 지핀의 두 가지 천연물이 비슷한 단맛 억제 특성을 가지고 있는 것으로 기록되었다.체질산은 당질 욕구와 당뇨병의 치료제로 한약재 내에서 널리 홍보되어 왔다.

반면에, 두 가지[24] 식물 단백질인 미라쿨린과 [25]쿠르쿨린은 신 음식을 단맛으로 만든다.일단 혀가 이 단백질 중 하나에 노출되면, 신맛은 이후 한 시간 동안 단맛으로 인식된다.쿠르쿨린은 고유의 단맛을 가지고 있지만, 미라쿨린은 그 자체로 맛이 없다.

단맛 수용체

단맛은 미뢰에 의해 인식된다.

단 것으로 알려진 매우 다양한 화학 물질과 단맛을 인지하는 능력이 혀의 미뢰에 있어야 한다는 지식에도 불구하고, 단맛의 생체 분자 메커니즘은 1990년대까지만 해도 "단맛 수용체"가 실제로 존재하는지 의심스러울 정도로 충분히 이해하기 어려웠다.

단맛에 대한 현재의 이해를 위한 돌파구는 2001년, 실험용 쥐를 대상으로 한 실험에서 다른 유전자 T1R3를 가진 쥐들이 다른 범위보다 단 음식을 선호한다는 것을 보여주었을 때 일어났다.후속 연구는 T1R3 단백질이 포유류의 [26]단맛 수용체인 G-단백질 결합 수용체를 형성하기 위해 T1R2라고 불리는 관련 단백질과 복합체를 형성한다는 것을 보여주었다.

인간의 연구는 단맛 수용체가 혀뿐만 아니라 비강 상피, 췌장 세포, 정자, [27]고환뿐만 아니라 위장관의 내벽에서도 발견된다는 것을 보여주었다.GI 기관에 있는 단맛 수용체의 존재가 배고픔과 포만감을 조절하는 것으로 제안되었다.

또 다른 연구는 단맛 지각의 역치가 하루 중 시간과 직접적인 상관관계가 있다는 것을 보여주었다.이것은 음식의 전반적인 단맛에 영향을 미칠 수 있는 혈액의 렙틴 수치가 진동하는 결과로 여겨진다.과학자들은 이것이 [28]인간과 같은 주행성 동물의 진화적 유물이라고 가설을 세운다.

단맛 인식은 종마다 크게 다를 수 있습니다.예를 들어, 영장류들 사이에서도 달콤함은 꽤 다양합니다.신세계 원숭이들은 아스파탐을 달게 생각하지 않는 반면, 구세계 원숭이들과 유인원들은 모두 [29]달게 생각한다.길들여진 고양이와 같은 펠리드는 달콤함을 [30]전혀 느끼지 못한다.단맛을 느낄 수 있는 능력은 병코돌고래, 바다사자, 얼룩덜룩한 하이에나, 포사 등 과일과 같은 달콤한 음식을 먹지 않는 육식동물 종에서 유전적으로 위축되는 경우가 많다.

달콤한 수용체 경로

세포를 탈분극시키고 궁극적으로 반응을 일으키기 위해, 몸은 각각 단맛, 신맛, 짠맛, 쓴맛 또는 감칠맛을 지각하는 수용체를 나타내는 미뢰에 다른 세포를 사용한다.미각 수용체의 하류에서, 단맛, 쓴맛, 우마미의 미각 세포는 동일한 세포 내 신호 전달 [31]경로를 공유합니다.들어오는 달콤한 분자는 그들의 수용체에 결합하고, 이것은 분자의 구조 변화를 일으킨다.이러한 변화는 G-단백질인 구스두신을 활성화하고, 구스두신은 포스포리파아제 C를 활성화하여 이노시톨 트리인산3(IP)을 생성하며, 이는 IP3 수용체를 열고 내소체 망막에서 칼슘 방출을 유도한다.세포 내 칼슘의 증가는 TRPM5 채널을 활성화시키고 세포 탈분극을 [32][33]유도한다.ATP 방출 채널 CALHM1은 탈분극에 의해 활성화되고 미뢰를 [34][35]자극하는 구심성 뉴런을 활성화하는 ATP 신경전달물질을 방출합니다.

인지

음식의 색은 단맛 지각에 영향을 줄 수 있다.음료에 붉은색을 더하면 음료의 단맛을 느낄 수 있다.연구에서 진한 색상의 용액은 수크로스 [36]농도가 1% 낮음에도 불구하고 밝은 색상의 용액보다 2-10% 높게 평가되었습니다.색의 효과는 인지적 기대 [37]때문인 것으로 알려져 있다.어떤 냄새는 달콤한 냄새가 나고 기억은 단맛을 맛봤는지 [38]냄새를 맡았는지 헷갈린다.

역사 이론

러그두나메는 알려진 것 중 가장 달콤한 화학물질이다.

19세기 유기화학의 발달은 많은 새로운 화합물과 그들의 분자 구조를 결정하는 수단을 도입했다.초기 유기 화학자들은 의도적으로 또는 우연히(실험실 위생 상태가 좋지 않아) 많은 제품을 맛보았다.분자의 구조와 그 맛 사이에 체계적인 상관관계를 도출하기 위한 첫 번째 시도 중 하나는 1914년 독일의 화학자 게오르그 콘에 의해 만들어졌다.그는 특정한 맛을 내기 위해, 분자는 그 맛을 내는 구조적인 모티브를 포함해야 한다고 가설을 세웠다.단맛과 관련하여, 그는 여러 개의 수산기를 포함하는 분자와 염소 원자를 포함하는 분자가 종종 단맛이며, 구조적으로 유사한 일련의 화합물 중 분자량이 작은 것이 종종 더 큰 화합물보다 단맛이라고 언급했다.

1919년, 오르틀리와 마이어스는 합성 염료에 대한 당시의 색채 이론에 기초한 보다 정교한 이론을 제안했다.그들은 단맛을 내기 위해서는 화합물이 글루코포어와 보조글루크라는 두 가지 구조 모티브 중 하나를 각각 포함해야 한다고 가설을 세웠다.당시 단 것으로 알려진 화합물을 바탕으로 6개의 후보 글루코포어와 9개의 보조글루크 목록을 제안했다.

20세기 초에 시작된 이러한 단맛 이론은 1963년 로버트 샬렌버거와 테리 아크리가 단맛의 AH-B 이론을 제안하기 전까지 학계의 관심을 거의 받지 못했다.간단히 말해서, 그들은 단맛을 내기 위해서는 화합물이 수소 결합 공여체(AH)와 약 0.3나노미터로 분리된 루이스 염기(B)를 포함해야 한다고 제안했다.이 이론에 따르면 감미료의 AH-B 단위는 생물학적 감미 수용체 상에서 대응하는 AH-B 단위와 결합해 감미감을 생성한다.

1972년 르몽 키어에 의해 제안된 B-X 이론.이전 연구자들이 몇몇 화합물 그룹들 사이에 소수성과 단맛 사이에 상관관계가 있는 것으로 보인다고 지적한 반면, 이 이론은 단맛을 내기 위해서는 화합물이 Lon을 통해 단맛 수용체에 소수성 부위와 상호작용할 수 있는 세 번째 결합 부위(X 라벨)를 가져야 한다고 제안함으로써 이러한 관찰을 공식화했다.돈 분산력이후 연구자들은 단맛 수용체에 있는 이러한 상호작용 부위 사이의 거리를 추정하기 위해 여러 종류의 단맛 물질 패밀리에서 추정된 AH, B, X 부위 사이의 거리를 통계적으로 분석했습니다.

MPA 이론

지금까지 가장 정교한 단맛 이론은 1991년 장 마리 틴티와 클로드 노프레가 제안한 다점 애착 이론이다.이 이론은 감미료와 감미료 수용체 사이의 총 8개의 상호작용 부위를 포함하지만, 모든 감미료가 8개의 [39]부위와 상호작용하는 것은 아니다.이 모델은 지금까지 알려진 감미료 중 가장 강력한 계열인 구아니딘 감미료를 포함한 매우 강력한 감미료를 찾는 것을 목표로 하는 노력을 성공적으로 이끌었다.이들 중 가장 강력한 성분인 러그두나메는 수크로스보다 약 225,000배 더 달다.

레퍼런스

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