Je leest:

Zoeter dan zoet

Zoeter dan zoet

Auteur: | 1 oktober 2001

Bij veel voedingsmiddelenbedrijven is suikervervanging een belangrijk onderwerp. Aan het eind van de zestiger jaren heeft Unilever serieus gekeken naar mogelijkheden om suiker in producten te vervangen. Daarbij werd ontdekt dat de vrucht van het tropische gewas Thaumatococcus danielli intens zoet was en door de lokale bevolking gebruikt werd om de zure smaak van lokaal gebrouwen dranken te verzachten.

Verrassend was dat de zoete verbinding een eiwit van ruim 200 aminozuren was. De onderzoekers zuiverden het en vonden dat het eiwit op molecuulbasis ongeveer 100.000 maal zoeter was dan suiker. Het eiwit, thaumatine gedoopt, heeft vele ongebruikelijke eigenschappen. Zelfs toen de volgorde was opgelost, bleef het een mysterie waarom het zo zoet was (op gewichtsbasis ongeveer 3000 maal zoeter dan suiker).

Een andere opmerkelijke eigenschap was dat het chemotaxis opwekte (beweging van bacteriën in de richting van voedingsstoffen) bij de colibacterie. Dit leidde tot de hypothese dat bacteriën een rudimentaire receptor zou hebben voor de zoete smaak. Echter, pogingen om die te isoleren, liepen op niets uit.

Figuur 1. Drie zoete moleculen: glucose (monosaccharide); aspartaam (dipeptide) en thaumatine (eiwit, polypeptide). Opmerkelijk is dat in thaumatine dicht bij elkaar dezelfde aminozuren (asparaginezuur en fenylalanine) zitten als in aspartaam. Bron: Unilever.

Zoete vruchten

Continue levering van de vruchten uit Afrika was problematisch, wat verhinderde dat thaumatine commercieel kon worden toegepast. Het zoete verhaaltje leek bijna voorbij. Echter, rond die tijd was de recombinant-DNA-technologie in opmars. Prof. Dr. J. Boldingh en de auteur besloten deze technologie bij Unilever Research binnen te halen en thaumatine als model-eiwit te gebruiken. Het werd een verbazingwekkende geschiedenis. Speciale mensen werden ingehuurd om de vruchten te plukken en de auteur kan zich nog herinneren, dat na het opwerken van de vruchten onze handen wekenlang zoet smaakten. In 1980 slaagden we erin de genetische informatie, die codeert voor thaumatine te kloneren. Op een haar na misten we de wereldpremière van het kloneren en tot expressie brengen van een plantengen in micro-organismen, want eerst moesten octrooien ingediend worden.

Figuur 2. Thaumatine (‘de natuurlijke zoetstof gemaakt van fruitextracten’) wordt toegepast in het zoetje Natrena gourmet.

Het zoetste molecuul

Met behulp van o.a. de gegevens van de driedimensionale structuur werd toen een poging gedaan vast te stellen wat de zoete zijde van thaumatine was. De aminozuren asparaginezuur en fenylalanine, die in twee verschillende lussen van het thaumatine zitten, leken de meest waarschijnlijke kandidaten. Opmerkelijk is dat de bekende kunstmatige zoetstof aspartaam een dipeptide is van asparaginezuur en fenylalanine (fig. 1).

Hoewel thaumatine in micro-organismen geproduceerd kon worden, was de opbrengst te laag. Bovendien leek de consument niet overtuigd van de voordelen van voedingsmiddelen gemaakt via recombinant DNA-technologie. Dit alles weerhield Unilever ervan het product op de markt te brengen.

Figuur 3. Vruchten van de plant Thaumatococcos Danielli Bent. Het eiwit wordt geïsoleerd uit de vruchten.

Echter nu, twintig jaar later, levert kennis van genomen (de verzameling genen van een soort, ook wel genomics genoemd) nieuwe inzichten. Intussen is thaumatine op bescheiden schaal op de markt gebracht (Natrena) en zijn de receptoren geïdentificeerd.

Wellicht dus zal de consument bij de afweging van het (theoretische) risico van recombinant thaumatine ten opzichte van het echte en grote risico van overgewicht en daardoor een hogere kans op diabetes type II, ooit toch kiezen voor het zoetste molecuul dat in de natuur aanwezig is.

Zie ook:

Literatuur: S.W. Mintz, Sweetness and Power. The Place of Sugar in Modern History, Penguin, Londen (1985) B. Selinger, Chemistry in the Marketplace, Harcourt Brace Jovanovich, Sydney (4th Ed. 1989), pp. 424-428

Dijken
KNAW

Dit artikel is afkomstig uit het boek Chemie achter de dijken, een gezamenlijke uitgave van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW) en de Koninklijke Nederlandse Chemische Vereniging (KNCV). Het werd in 2001 uitgegeven ter herdenking van het feit dat de Nederlander Jacobus Henricus Van ‘t Hoff honderd jaar eerder in 1901 de allereerste Nobelprijs voor de scheikunde won. Chemie achter de dijken belicht Nederlandse uitvindingen en ontdekkingen op chemisch gebied sinds 1901. In zo’n zeventig bijdragen (voor het overgrote deel opgenomen in Kennislink) wordt de betekenis van de Nederlandse chemie duidelijk voor ontwikkelingen op het gebied van de gezondheidszorg (bijvoorbeeld de kunstnier), de voedingsmiddelenindustrie (onder andere zoetstoffen), de kledingindustrie (bijvoorbeeld ademende regenkleding) of de elektronica (zoals herschrijfbare CD’s).

Dit artikel is een publicatie van KNAW/KNCV.
© KNAW/KNCV, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 oktober 2001

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.