Taumatina
| Taumatina | ||
 Imagen de la proteína Taumatina-I | ||
| Principales características | ||
|---|---|---|
| Localización | Selva africana | |
La taumatina o más bien las taumatinas , se refiere a una familia de proteínas para degustar esta dulce fruta en el katemfe , un árbol originario de la selva africana. Se utiliza en todo el mundo en alimentación humana y farmacología como edulcorante , potenciador del sabor o máscara de amargor. Es el edulcorante natural con mayor poder edulcorante : se estima entre 2.000 y 3.000 veces más dulce que la sacarosa (azúcar de mesa) a igual peso.
Fuente
La taumatina se refiere a la mezcla de dos proteínas extraídas de las semillas del fruto de Thaumatococcus danielli (Benth), conocido como Katemfe . Katemfe es originaria de la selva tropical africana y crece en una gran área que abarca varios países como Ghana , Costa de Marfil , Togo , Sierra Leona y Nigeria . La taumatina está contenida en el arilo de las semillas de la fruta madura.
Se han encontrado proteínas de estructura similar a la taumatina en varias especies diversas, como el arroz ( Oryza sativa ) y Caenorhabditis elegans (un metazoo ).
Papel biológico
La producción de taumatina parece ser una respuesta biológica al ataque de un patógeno viroide porque varios homólogos de la taumatina han mostrado inhibiciones significativas in vitro de varios hongos .
Historia
La evidencia más temprana del uso de la fruta Katemfe proviene de un cirujano del ejército británico, WF Danielli, estacionado en África Occidental durante la década de 1840. Informó que los nativos usaban la fruta para mejorar la calidad del sabor de las frutas ácidas y el vino de palma. El nombre en latín del árbol fue dado posteriormente por el naturólogo George Bentham después del nombre del cirujano: Thaumatococcus danielli .
La gente en Ghana, Costa de Marfil, Togo, Sierra Leona y Nigeria han estado cultivando la fruta y usando sus semillas durante décadas para endulzar alimentos y bebidas.
En la década de 1970, la empresa Talin Food comenzó a extraer la parte dulce de la fruta y la comercializó con el nombre de Talin como edulcorante intenso. Los frutos utilizados proceden de árboles de Côte d'Ivoire.
En 1972, los investigadores de Unilever aislaron e identificaron las dos proteínas responsables del sabor dulce que llamaron taumatina I y taumatina II.
Posteriormente, en 1984, se identificaron otras cuatro proteínas naturales homólogas a la taumatina y se denominaron tauminas III, a, by c. Sin embargo, el nombre genérico de taumatina se refiere a la mezcla de homólogos I y II, que son los compuestos más abundantes en la semilla.
En 1985, el Comité Mixto FAO / OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios ( JECFA ) estableció la seguridad de la taumatina.
Hoy en día, habiendo comprado la empresa Naturex Overseal, es la que comercializa Talin, siempre a partir de extractos de la fruta.
Estructura
Las tauminas I y II, predominantes en las semillas, tienen un peso molecular de 22 kDa , que es dos veces mayor que las proteínas edulcorantes mabinlines (12 kDa). La taumatina como compuesto químico tiene el número CAS .
Primario
Las tauminas I y II, que constan de una cadena de 207 aminoácidos, son muy similares y difieren solo en 5 aminoácidos: en la posición 46 (N en lugar de K), 63 (S en lugar de R), 67 (K en lugar de R) , 76 (R en lugar de Q) y 113 (N en lugar de D).
| Aminoácidos | Monto |
|---|---|
| Ácido aspártico | 22 |
| Treonina | 20 |
| Serina | 14 |
| Ácido glutamico | 10 |
| Prolina | 12 |
| Glicina | 24 |
| Alanina | dieciséis |
| Cisteína | dieciséis |
| Valina | 10 |
| Metionina | 1 |
| Isoleucina | 8 |
| Leucina | 9 |
| Tirosina | 8 |
| Fenilalanina | 1 |
| Lisina | 11 |
| Arginina | 12 |
| Triptófano | 3 |
| Total | 207 |
| UniProtKB / Swiss-Prot | ||
|---|---|---|
|
TI 1 ATFEIVNRCS YTVWAAASKG DAALDAGGRQ LNSGESWTIN VEPGTNGGKI TI 51 WARTDCYFDD SGSGICKTGD CGGLLRCKRF GRPPTTLAEF SLNQYGKDYI TI 101 DISNIKGFNV PMNFSPTTRG CRGVRCAADI VGQCPAKLKA PGGGCNDACT TI 151 VFQTSEYCCT TGKCGPTEYS RFFKRLCPDA FSYVLDKPTT VTCPGSSNYR TI 201 VTFCPTA | ||
| Secuencias de aminoácidos de las proteínas edulcorantes Taumatina I (TI) y Taumatina II (TII). | ||
Secundario
Las tauminas I y II tienen 4 hélices alfa y 11 hebras beta.
La cadena de péptidos contiene 8 puentes disulfuro internos, responsables de su notable estabilidad térmica.
| Número de cubierta | Posición inicial | Posición de llegada |
|---|---|---|
| 1 | 9 | 204 |
| 2 | 56 | 66 |
| 3 | 71 | 77 |
| 4 | 121 | 193 |
| 5 | 126 | 177 |
| 6 | 134 | 145 |
| 7 | 149 | 158 |
| 8 | 159 | 164 |
Terciario
La estructura terciaria de la taumatina consta de tres dominios distintos:
- 11 hebras beta en la hoja beta (1-53, 85-127 y 178-207, dominio I)
- una región más importante, rica en puentes distorsionados (128-177, dominio II).
- una región rica en puentes perturbados (54-84, dominio III).
Propiedades
Sabor dulce
La taumatina tiene un sabor muy dulce, una propiedad inusual en las proteínas, pero conocida. De hecho, se han identificado otras proteínas (ver tabla a continuación) con capacidad edulcorante; la taumatina, sin embargo, es la más dulce.
| Proteína | Taumatina | Monelline | Mabinline | Pentadina | Brazzéine | Curculina | Miraculina |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Poder edulcorante a | 1,600-3,000 | 3000 | 100-400 | 500 | 500-2000 | 550 | 0 b |
|
a : dulzor en comparación con el azúcar (azúcar = 1) en el mismo peso. b : No es dulce en agua, solo en presencia de ácido . | |||||||
Se estima que su poder edulcorante es entre 1.600 y 3.000 más intenso que la sacarosa (azúcar de mesa) a igual peso.
| Concentración de azúcar |
Poder edulcorante a igual peso. |
|---|---|
| 0,6% | 5.500 |
| 5% | 3500 |
| 6% | 3000 |
| 7% | 1.600 |
| 7% | 3000 |
| 8% | 2500 |
| 10% | 2.000 |
| 15% | 1.800 |
Si, por convención, se reconoce que la taumatina es 3.000 veces más dulce que el azúcar, debe tenerse en cuenta que este valor cambia en función del porcentaje. Como se muestra en la siguiente tabla, cuanto mayor es la concentración de azúcar (peso / volumen), más disminuye el poder edulcorante de la taumatina.
La percepción de dulzura aumenta linealmente al aumentar la concentración. La percepción del dulzor es tardía y dura más que la del azúcar. Tiene un perfil similar a la monelina, sin embargo, los consumidores podrían considerar inaceptable el dulzor persistente en la boca.
Mezclado con otros edulcorantes como sacarina , acesulfamo de potasio , esteviósidos o xilitol , la taumatina demuestra propiedades sinérgicas y una reducción de su sabor persistente.
Utilizada en concentraciones bajas (0,5 a 4 ppm), la taumatina es una máscara perfecta para potenciar el sabor y el amargor.
Propiedad fisica
El punto isoeléctrico de la taumatina es 12.
La taumatina es muy estable al calor en un medio ácido, pero no en un medio alcalino. De hecho, después de 4 horas a 80 ° C y pH 2, o a pH 4 durante 2 horas, la proteína sigue siendo dulce. Por otro lado, después de 15 minutos a pH 7, todavía a 80 ° C , la proteína ha perdido su sabor dulce.
Su notable estabilidad al calor y la presión, debido a la presencia de 8 puentes disulfuro, permite su uso en una variedad de procesos alimentarios (UHT, pasteurización , cocción y extrusión).
La proteína es muy soluble en una amplia variedad de líquidos y disolventes. Es muy soluble en agua, hasta un 20% ( porcentaje de masa ) a pH 3. Es soluble hasta un 5 % m en etanol al 60% y propilenglicol . La disolución en etanol más concentrado (hasta un 90%) también es posible cuando la proteína está prehidratada. La proteína también es soluble en glicerol y alcoholes de azúcar; sin embargo, es insoluble en acetona .
Como proteína, la taumatina se considera no cariogénica . Se metaboliza e ingiere tan rápidamente como la albúmina de huevo, una vez ingerida por el cuerpo en forma de aminoácidos.
Produce 4 kcal / g como cualquier otra proteína; sin embargo, la ingesta calórica es insignificante en vista de su muy bajo nivel de uso (0,5 a 10 ppm) en alimentos.
Uso alimentario
El material de las plantas tiene algunos problemas de calidad y especialmente de cantidad: los peligros climáticos no permiten una producción estable y no siempre satisfacen la demanda.
El Comité Mixto FAO / OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios ( JECFA ), que evaluó la toxicidad de la taumatina, estableció su seguridad en 1985, asignándole una ingesta diaria aceptable (IDA) no especificada. Esto significa que esta sustancia se puede utilizar de acuerdo con el concepto de Buenas Prácticas de Fabricación (BPF) .
La taumatina forma parte de la Lista III de la Norma General del Codex para Aditivos Alimentarios (GSFA), que autoriza su uso en todos los alimentos, con algunas excepciones, de acuerdo con las BPF.
EE.UU
La Asociación de Fabricantes de Sabor y Extractos (FEMA) ha asignado el estado GRAS ( Generalmente reconocido como seguro ) a la taumatina (número 3732) para su uso en más de 30 categorías de alimentos (por ejemplo, en bebidas alcohólicas, su uso está limitado a 25 ppm) . En estas aplicaciones, la taumatina aparece en la lista de ingredientes como "Sabor natural".
Europa
La taumatina está autorizada como aditivo alimentario en la Unión Europea (número E957 ). Principalmente como potenciador del sabor en chicles con azúcares añadidos (máximo 10 mg / kg ) y en postres lácteos y no lácteos (máximo 5 mg / kg) ( aroma natural). Y como edulcorante en bebidas aromatizadas a base de agua sin alcohol (máximo 0,5 mg / l).
El resto del mundo
El uso de taumatina está autorizado en la dieta como edulcorante en Israel , Canadá , Australia y Sudáfrica . El Ministerio de Salud de Japón permite el uso de taumatina como aditivo alimentario seguro y su dosis no está limitada.
Producción
En todo el mundo, hay varios productores de taumatina, siendo el más conocido Naturex en Europa que comercializa Talin (mezcla de taumatina I y II) y el productor japonés San-Ei Gen FFI comercializa Sunsweet T (mezcla de taumatina I y II).
Extracción
El extracto de taumatina se purifica mediante ultrafiltración selectiva; sin embargo, queda un residuo orgánico no proteico en el producto comercializado. El residuo está constituido principalmente por polisacáridos de arabino-galactanos y arabinoglucuronoxilanos , estos dos elementos son constituyentes presentes en las gomas y mucílagos de las plantas.
Purificación
La taumatina I puede purificarse a partir de un extracto de pulpa de fruta mediante cromatografía de intercambio iónico seguida de filtración por cromatografía en gel.
Notas y referencias
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Apéndices
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enlaces externos
- (en) THAUMATIN Compendio de especificaciones de aditivos alimentarios (Addendum 7) - Comité Mixto FAO / OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios 53a reunión