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Characterisation of selected caloric and non-caloric sweeteners and their interaction with oral and extraoral sweet taste receptors
Corinna Miriam Deck
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doktoratsstudium NAWI aus dem Bereich Naturwissenschaften (DissG: Chemie)
Betreuer*in
Barbara Lieder
DOI
10.25365/thesis.72784
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-22768.63813.766829-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Der Mensch hat eine angeborene Vorliebe für den süßen Geschmack, da dieser auf einen hohen Energiegehalt der Nahrung hinweist. Obwohl bekannt ist, dass der süße Geschmack durch den G-Protein-gekoppelten Rezeptor TAS1R2/R3 vermittelt wird, bleiben viele Aspekte unklar. Es gibt eine Vielzahl von süß schmeckenden Verbindungen, die jedoch große Unterschiede im sensorischen Profil aufweisen, insbesondere hinsichtlich des zeitlichen Profils und der Nebengeschmäcker, wobei der molekulare Ursprung dieser Unterschiede derzeit nicht gut verstanden ist. Außerdem können ihre Auswirkungen auf den Glukosestoffwechsel sehr unterschiedlich sein. In der vorliegenden Arbeit wurde die Wechselwirkung zwischen den strukturellen Eigenschaften und dem zeitlichen sensorischen Profil von süß schmeckenden Verbindungen und deren Folgen für das Mundgefühl und die metabolischen Auswirkungen untersucht. Der Hauptteil dieser Arbeit konzentrierte sich auf Unterschiede im zeitlichen Geschmacksprofil verschiedener süßer Verbindungen in Abhängigkeit von ihren Strukturen und Bindungsstellen. Darüber hinaus wurden die Flussrate und die Viskoelastizität des Speichels als Teil des gesamten Mundgefühls beim Verzehr ausgewählter süßer Verbindungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Anzahl der Ketone, der aromatischen Ringe, der Doppelbindungen und des MLogP eine wesentliche Rolle für das zeitliche Profil der untersuchten Verbindungen spielten. Bei näherer Betrachtung der zeitlichen Parameter ausgewählter Süßstoffe wurde keine Beziehung zu ihrer entsprechenden Bindungsstelle gefunden, die durch kompetitive oder allosterische Hemmung durch Lactisol untersucht wurde. Die Sekretionssrate und die Viskoelastizität des Speichels, die zum gesamten Mundgefühl beitragen, zeigten, dass die individuellen Süßwahrnehmung für die erhöhte Speichelsekretion relevanter waren als die Unterschiede zwischen den Testsubstanzen, während die Viskoelastizität mit dem MUC5B-Gehalt des Speichels zusammenhing. Der süße Geschmack ist also individuell von der Struktur einer Verbindung abhängig, während die Speicheleigenschaften hauptsächlich von der kognitiv wahrgenommenen Süße beeinflusst werden. Der zweite Teil dieser Arbeit gibt erste Einblicke in den Beitrag von Unterschieden im wahrgenommenen Süßgeschmack von zwei Kohlenhydraten zum Blutzuckerstoffwechsel. Die Anpassung der Süße von Saccharose mit Lactisol an den Süßegrad von Glukose hatte keine Auswirkungen auf den Plasmaglukose- und Insulinspiegel. Der Blutzuckerstoffwechsel wird eher durch die Art des Kohlenhydrats als durch die wahrgenommene Süße reguliert. Insgesamt deuten die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit darauf hin, dass komplexere Strukturen tendenziell ein längeres Lingering und einen erhöhten Speichelfluss induzieren, unabhängig von der Bindungsstelle an den Süßgeschmacksrezeptor. Die individuelle Struktur einer süßen Verbindung sollte in weiteren Forschungs- und Anwendungsfeldern die dominierende Rolle spielen, insbesondere für das temporale sensorische Profil und deren metabolischen Konsequenzen.
Abstract
(Englisch)
Humans have an innate preference for sweet taste because it indicates a high energy content in food. Although the sweet taste is known to be mediated by the G-protein coupled receptor TAS1R2/R3, many aspects remain unclear. There is a wide variety of sweet-tasting compounds, but they show great differences in the sensory profile, especially regarding the temporal profile and side tastes, but knowledge regarding the molecular origin of these differences is scarce. Furthermore, their effects on glucose metabolism can be very diverse. This thesis investigated the interaction of the structural properties and the temporal sensory profile of sweet tasting compounds and its consequences for mouthfeel and metabolic effects. The main part of this thesis focused on the differences in the temporal taste profile of diverse sweet compounds in relation to their structures and binding-sites. Additionally of interest were the flow rate and viscoelasticity of saliva as part of overall mouthfeel while consuming selected diverse sweet compounds. The results show that the number of ketones, aromatic rings, double bonds and the MLogP had an essential role on the temporal profile of sweet tasting compounds. Looking more closely at the temporal parameters of selected sweeteners, no relationship was found to their corresponding binding-site studied by competitive or allosteric inhibition due to lactisole. The flow rate and viscoelasticity of saliva, which contribute to the overall mouthfeel, indicated that individual sweet taste perception by the test persons was more relevant for salivary flow than differences between compounds, while viscoelasticity was related to the MUC5B content of saliva. Hence, the sweet taste is individually dependent on structure of a compound, while salivary attributes are mainly influenced by cognitively perceived sweetness. The secondary part of this thesis gives first insights into the contribution of differences in the perceived sweetness level of two carbohydrates to blood glucose metabolism. The adjustment of the sweetness of sucrose with lactisole to the sweetness level of glucose had no effect on plasma glucose and insulin levels. Blood glucose metabolism is rather regulated by the type of carbohydrate then by the perceived sweetness. Taken together, the results of the present thesis suggest that more complex structures tend to have a longer lasting lingering and induce an increased salivary flow, independent of the binding site to the sweet taste receptor. The individual structure of a compound should play the dominant role in further research and application fields, especially for the temporal characteristics of sweet tasting compounds and metabolic consequences.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Süß-Geschmack beeinflussende Verbindungen TAS1R2 TAS1R3 Bindungsstelle sensorisches und zeitliches Profil Speichel-Merkmale Blutzuckerstoffwechsel
Schlagwörter
(Englisch)
Sweet taste affecting compounds TAS1R2 TAS1R3 binding-site sensory and temporal profile salivary characteristics blood sugar metabolism
Autor*innen
Corinna Miriam Deck
Haupttitel (Englisch)
Characterisation of selected caloric and non-caloric sweeteners and their interaction with oral and extraoral sweet taste receptors
Paralleltitel (Deutsch)
Charakterisierung ausgewählter kalorischer und nicht kalorischer Süßstoffe und ihre Interaktion mit oralen und extraoralen Süßgeschmacksrezeptoren
Publikationsjahr
2022
Umfangsangabe
122 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Barbara Siegmund ,
Corinna Dawid
AC Nummer
AC16708083
Utheses ID
64779
Studienkennzahl
UA | 796 | 605 | 419 |