Тауматин

Тауматин (пищевая добавка Е957) — относится к подсластителям, усилителям вкуса и аромата натурального происхождения, используется в технологических целях в процессе производства пищевых продуктов. Тауматин — низкокалорийный подсластитель и корректор вкуса белковой природы. Этот белок обычно используется именно для коррекции вкуса, а не как заменитель сахара. Представляет собой полипептид из 207 остатков аминокислот. Внешне выглядит как кремовый порошок без запаха с сильным сладким вкусом (в несколько сот раз слаще сахарозы), который проявляется не сразу, но сохраняется очень долго. Присутствует лакричный привкус. Хорошо растворим в воде; нерастворим в жирных растворителях.

Тауматины были впервые открыты как смесь белков, выделенных из растения Thaumatococcus daniellii, которое растёт в Западной Африке. Некоторые белки в семействе тауматинов примерно в 2 000 раз более сладкие, чем сахар. Несмотря на то, что они обладают очень сладким вкусом, последний значительно отличается от вкуса сахара. Ощущение сладкого вкуса наступает очень медленно. Ощущения длятся долго, оставляя похожее на вкус лакрицы послевкусие. Белок тауматин хорошо растворим в воде, стабилен при нагревании, а также в кислой среде.

Получают экстрагированием водой плодов катемфе. Примеси: другие вещества, экстрагируемые из плодов.

Метаболизм и токсичность

Расщепляется, как белок, побочного действия не обнаружено.

Биологическое значение

Выработка тауматина в Thaumatococcus daniellii происходит в качестве защитной реакции растения в ответ на атаки вирусными патогенами. Некоторые представители семейства белков тауматинов демонстрируют значительное подавление роста гифов и образования спор различных грибов in vitro. Белок тауматин считается прототипом для белков, отвечающих за патогенный ответ. Эта область тауматина была найдена в различных видах, таких как рис или Caenorhabditis elegans.

Тауматины — белки, ответственные за патогенез, которые индуцируются различными агентами. Они также различаются по структуре и широко распространены в растениях: Они включают в себя тауматин, осмотин, большие и малые PR белки табака, ингибитор альфа-амилазы/трипсина и P21 и PWIR2 белки сои и листьев пшеницы. Белки вовлечены в систематически приобретенный стрессовый ответ в растениях, хотя их точная роль до сих пор не изучена. Тауматин очень сладкий на вкус белок (в молярном соотношении в более, чем в 100 000 раз более сладкий, чем сахароза), извлекаемый из западно-африканского растения Thaumatococcus daniellii: его концентрация унижается при поражении растения вирусами, которые содержат одноцепочечную некапсулированную молекулу РНК, которая не кодирует для белка. Белок тауматин Ⅰ содержит единственную полипептидную цепочку, состоящую из 207 аминокислотных остатков.

Считается, что как другие PR-белки, тауматин имеет преимущественно бета-структуру, которая имеет множество бета-изгибов, и мало спиралей. Клетки табака, подвергаемые увеличению концентрации соли по градиенту, вырабатывают сильно увеличивающуюся устойчивость к соли, посредством экспрессии осмотина, который входит в семейство PR-белков. Пшеница, поражённая мучнистой росой ячменя (возбудитель: гриб Erysiphe graminis hordei), экспрессирует PR-белок PWIR2, который обеспечивает устойчивость против этой инфекции. Схожесть между этим PR-белком и другими PR-белками у ингибитора альфа-амилазы/трипсина кукурузы, позволило предположить, что PR-белки могут действовать, как своего рода ингибиторы.

Белки, похожие на тауматин, выделенные из плодов киви или яблок, оказывается минимально снижают свои аллергенные свойства при процессе пищеварения, но не при нагревании.

Производство

В Западной Африке плоды катемфе выращивают и используют для улучшения вкуса еды и напитков в течение долгого времени. Семена из плодов растения заключены в мембранный мешок, или ариллус, который и является в данном случае источником тауматина. В 1970-х фирма "Tate and Lyle" начала извлекать тауматин из плодов. В 1990 году исследователи компании "Unilever" сообщили об извлечении и расшифровке генетической последовательности двух главных белков, найденных в тауматине, которые они назвали тауматин Ⅰ и тауматин Ⅱ. Эти исследования также показали экспрессию тауматина в генетически изменённой бактерии.

Тауматин был одобрен как подсластитель в Европейском Союзе (E957), Израиле и Японии. В США он одобрен как безопасное вещество и корректор вкуса (FEMA GRAS 3732), но не как подсластитель.

Кристаллизация тауматина

Так как тауматин кристаллизируется быстро и легко в присутствии тартрат-ионов, тауматин-тартратные смеси часто используются как системная модель для изучения кристаллизации белков. Примечательно, что растворимость тауматина, кристаллическая форма и механизм формирования кристалла зависят от хиральности используемого преципитанта (осаждающего реактива). При кристаллизации с L-тартратом, тауматин формирует бипирамидальные кристаллы и его растворимость увеличивается при нагревании; в то время как с D- и мезо-тартратами он формирует маленькие и призматические кристаллы и его растворимость уменьшается при нагревании. Это даёт основания предположить, что изменение хиральности осадительного реактива может играть важную роль в общей теории кристаллизации белков.

Применение

Обычно тауматин применяется в качестве подсластителя для специальных сортов жевательной резинки. Сладость может теряться при денатурации белка. В очень низкой дозировке тауматин проявляет свойства усилителя вкуса и аромата, так что пороговые концентрации некоторых ароматов явно снижаются.

Товарные формы

Порошок или концентрированные растворы.

Пищевая добавка Е957 включена в перечень разрешённых к применению в пищевой промышленности в Российской Федерации, Евросоюзе.

Гигиенические нормы

ДСП не определено.

Опасности по ГН-98 отсутствуют.

Законодательные разрешения на применение в пищевых продуктах имеются в Австралии, Японии, Канаде, США.

ЕС: разрешён для подслащивания следующих продуктов: кондитерские изделия на основе какао или сухофруктов, сахарные изделия, мороженое, все низкокалорийные или без сахара продукты в количестве до 50 мг/кг; сахаросодержащая жевательная резинка до 10 мг/кг; биологически активные и другие добавки к пище до 400 мг/кг; столовые подсластители QS.

В Российской Федерации разрешён в качестве добавки, усиливающей и модифицирующей вкус и аромат пищевого продукта, в жевательную резинку с сахаром в количестве до 10 мг/кг; в десерты в количестве до 5 мг/кг; в безалкогольные напитки на ароматизаторах в количестве до 0,5 мг/л (п. 3.14.10 СанПиН 2.3.2.1293-03); в случае комбинирования с ацесульфамом калия, аспартамом и тауматином при изготовлении жевательной резинки максимальный уровень каждого должен быть пропорционально уменьшен, то есть общая масса должна составлять не более 100 %; в качестве подсластителя в кондитерские изделия со сниженной калорийностью или без добавления сахара в том числе на основе крахмала, какао, сухофруктов; в жевательную резинку без добавления сахара; в мороженое (кроме молочного и сливочного), фруктовый лёд со сниженной калорийностью или без добавления сахара в количестве до 50 мг/кг; в биологически активные добавки к пище: витамины и минеральные вещества в форме сиропов и жевательных таблеток в количестве до 400 мг/кг (п. 3.15.8 СанПиН 2.3.2.1293-03); для розничной продажи (п. 2.22 СанПиН 2.3.2.1293-03).