Ein langjähriges, ungelöstes Rätsel betrifft den Geschmack von schwerem Wasser. Normales Wasser hat keinen ausgeprägten Geschmack, aber Gerüchte besagen, dass schweres Wasser süß schmeckt. Warum ist das so, wenn schweres Wasser, D2O, praktisch identisch mit gewöhnlichem Wasser, H2O, ist?
Ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Masha Niv vom Institute of Biochemistry, Food Science and Nutrition der Hebrew University of Jerusalem und Pavel Jungwirth von der Tschechischen Akademie der Wissenschaften hat mit Hilfe von zellbasierten Experimenten, menschlichen Probanden, Mausmodellen und Molekulardynamiksimulationen Antworten auf diese Fragen gefunden.
Ihre Forschung wurde in der Zeitschrift Communications Biology veröffentlicht. Sie fanden heraus, dass schweres Wasser für Menschen süß schmeckt, aber nicht für Mäuse, und dass dieser Geschmack” durch den menschlichen Rezeptor für süßen Geschmack vermittelt wird.
Schweres Wasser unterscheidet sich leicht von normalem Wasser. Es wird “schwer” genannt, weil es im Vergleich zu Wasserstoff eine um 10% höhere Dichte hat. Außerdem gefriert und siedet es bei etwas höheren Temperaturen als normales Wasser. Wie tragen diese kleinen physikalisch-chemischen Unterschiede zu einem solchen Unterschied im Geschmack bei?
Um diese Frage zu beantworten, führte das Team Geschmackstests mit schwerem Wasser mit Menschen und mit Mäusen durch. Die Teilnehmer erhielten drei Wasserproben – zwei davon waren normales Wasser und die dritte war schweres Wasser. Sie wurden gebeten, an dem Wasser zu schnuppern, dann das Wasser zu kosten, während ihre Nasen mit Klammern verschlossen waren, und schließlich das Wasser ohne Nasenklammern zu schlürfen.
Das Ergebnis: Schweres Wasser konnte allein durch den Geschmack von normalem Wasser unterschieden werden. Außerdem schmeckte schweres Wasser für Menschen süßer als normales Wasser, nicht aber für Nager. Als die Forscher Lactisol, das den Süßgeschmacksrezeptor T1R2/T1R3 hemmt, zu der schweren Wasserprobe hinzufügten, verringerte es den Süßgeschmack für Menschen und blockierte die Aktivierung des Süßgeschmacksrezeptors auf Zellebene. Dies zeigte den Forschern, dass der Süßgeschmacksrezeptor T1R2/T1R3, der durch Zucker und künstliche Süßstoffe aktiviert wird, auch durch schweres Wasser aktiviert wird.
Auch wenn Sie in nächster Zeit keine Flasche mit schwerem Wasser in der Nähe von Zimt und Mandelmilch bei Starbucks finden werden, “könnte ein besseres Verständnis unserer Süßgeschmacksrezeptoren zu neuen Möglichkeiten führen, ein süßes Gefühl ohne den Zusatz von Zucker hervorzurufen”, so Niv.
Diese Erkenntnisse könnten in Zukunft auch im medizinischen Bereich von Bedeutung sein. Die Tatsache, dass schweres Wasser Reaktionen unserer Süßgeschmacksrezeptoren hervorruft, ist von Bedeutung, da sich diese Rezeptoren nicht nur auf unserer Zunge, sondern auch in anderen Geweben befinden. Außerdem, so fügte Niv hinzu, “gehört unser Süßgeschmacksrezeptor zu einer sehr wichtigen Rezeptorfamilie namens GPCRs. GPCRs sind wichtige Zielmoleküle für Medikamente, und tiefere Einblicke in ihre Aktivierungsmechanismen können unser Verständnis dieser nützlichen Proteinfamilie vertiefen”.
English
A long-standing, unresolved puzzle concerns the taste of heavy water. Regular water has no distinct taste but rumors indicate that heavy water tastes sweet. Why is this so if heavy water, D2O, is practically identical to ordinary water, H2O?
A team of scientists, led by Masha Niv at Hebrew University of Jerusalem’s Institute of Biochemistry, Food Science and Nutrition and Pavel Jungwirth at the Czech Academy of Sciences, found answers to these questions using cell-based experiments, human subjects, mouse models and molecular dynamics simulations. Their research was published in Communications Biology. They found that heavy water tastes sweet to humans but not to mice, and this “taste” is mediated by humans’ sweet taste receptor.
Heavy water differs slightly from normal water. It is called “heavy” because of the 10% additional density it has when compared to hydrogen. It also freezes and boils at slightly higher temperatures than does regular water. How do these minor physicochemical differences contribute to such a difference in taste?
To answer this question, the team conducted heavy water taste tests with people and with mice. Participants received 3 samples of water—two were ordinary water and the third was heavy water. They were asked to sniff the water, then to taste the water while their noses were closed with clips, and finally to sip the water without nose clips.
The findings: heavy water could be distinguished from regular water based on taste alone. Further, heavy water tasted sweeter than ordinary water to humans, but not to rodents. When the researchers added lactisole, which inhibits sweet taste receptor T1R2/T1R3, to the heavy water sample, it decreased the sweet taste for humans and blocked the activation of sweet taste receptor at the cell-level. This demonstrated to the researchers that the sweet taste receptor T1R2/T1R3, which is activated by sugars and artificial sweeteners, is also activated by heavy water.
While you won’t find a bottle of heavy water near the cinnamon and almond milk at your local Starbucks anytime soon, “a better understanding of our sweet taste receptors may lead to new ways of eliciting sweet sensation, without the added sugar,” shared Niv.
These findings may have future implications in the medical field, as well. The fact that heavy water elicits responses of our sweet taste receptors is significant since those receptors are not only located on our tongues but in other tissues, as well. Further, added Niv, “our sweet taste receptor belongs to a very important family of receptors called GPCRs. GPCRs are important drug targets and deeper insights into their activation mechanisms may deepen our understanding of this useful family of proteins”.
Sender/Pressrelease: Hebrew University (translated into german and selected by Glocalist)