Il legame che determina la dolcezza dello zucchero

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Il legame che determina la dolcezza dello zucchero
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Lo zucchero è dolce per il nostro palato grazie alla sua particolare struttura chimica ad anello, composta solo da tre tipi di atomi, carbonio, ossigeno e idrogeno. Ma se assaggiamo un cucchiaino di miele, ricco dello zucchero glucosio, percepiamo una dolcezza diversa da quella della frutta, ricca a sua volta dello zucchero fruttosio. 

Come mai questi due zuccheri hanno un gusto diverso, ed in particolare, come mai il fruttosio è percepito più dolce del glucosio, nonostante la loro identica composizione atomica e pressoché identica struttura chimica? Ad oggi non c’e risposta a questa domanda, ed il motivo per il quale due molecole identiche siano in grado di stimolare in maniera diversa i recettori del gusto è ancora misterioso.

Un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Scienze dell’Università di Roma Tre, insieme a colleghe del Department of Biochemistry dell’Università di Oxford e di ISIS Neutron and Muon source (UK), hanno cercato di risolvere il mistero, ed i risultati sono stati recentemente pubblicati dalla rivista Journal of Physical Chemistry Letters (Bruni, F. et al. J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9, 3667–3672, Link identifier #identifier__170628-1https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.8b01280).

Il gruppo di ricerca ha usato tecniche di diffrazione neutronica combinate con simulazioni al computer per ottenere informazioni riguardo la struttura microscopica di soluzioni acquose di diversi zuccheri, con lo scopo di studiare la disposizione spaziale, il numero, e la lunghezza dei legami formati da questi zuccheri con l’acqua. Tramite questi stessi legami chimici, chiamati legami idrogeno, gli zuccheri interagiscono con i recettori del gusto in ambiente acquoso (saliva).

L’idea è che la chiave del perché uno zucchero viene percepito più dolce di un altro sia da cercare nel modo in cui un dato zucchero interagisce con l’acqua.

In breve, si è mostrato che la percezione della dolcezza dipende dalla lunghezza dei legami idrogeno formati tra atomi di ossigeno del recettore (o dell’acqua) e atomi di idrogeno dello zucchero: più sono corti questi legami, più lo zucchero è percepito come dolce.

Questo risultato di interesse per la comunità scientifica, come testimoniato dal fatto che la prestigiosa rivista Nature lo ha inserito tra i research highlights (Link identifier #identifier__160254-2https://www.nature.com/articles/d41586-018-05593-0) e l’American Chemical Society ha rilasciato un comunicato stampa il 18 luglio (Link identifier #identifier__61612-3https://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/presspacs/2018.html), potrebbe avere rilevanza in ambito biomedico e per l’industria alimentare per la sintesi, ad esempio, di nuovi e meno dannosi dolcificanti artificiali.

Il Dipartimento di Scienze dell’Università degli Studi Roma Tre è stato recentemente premiato come Dipartimento di Eccellenza dal Ministero dell’Istruzione, Università e Ricerca (Articolo 1, Commi 314 – 337 Legge 232/2016, Link identifier #identifier__111881-4http://www.miur.gov.it/dipartimenti-di-eccellenza).

Per informazioni:
Prof.ssa Maria Antonietta Ricci
Link identifier #identifier__64837-5mariaantonietta.ricci@uniroma3.it