Výzkumníci z Leibnizova institutu pro biologii potravinových systémů na Technické univerzitě v Mnichově poprvé zkoumali, jak proteinové struktury odvozené z bobu obecného ovlivňují buněčný modelový systém pro taktilní buňky v ústní dutině u lidí. Tyto kožní senzorické buňky reagují na mechanické podněty, jako je tlak, a hrají ústřední roli ve vnímání textury a pocitu v ústech jídla a nápojů. Nové poznatky mají přispět k lepšímu pochopení a v konečném důsledku optimalizaci senzorického přijímání rostlinných potravin s cílem podpořit udržitelnou a zdravou stravu.
Pro mnoho spotřebitelů jsou aspekty ekologické udržitelnosti, zdraví a/nebo dobrých životních podmínek zvířat důležitými důvody, proč se stále častěji rozhodují pro rostlinná strava Podle společnosti Statista dosáhl celosvětový prodej rostlinných potravin v roce 2020 již 29,4 miliardy dolarů. Očekává se, že toto číslo do roku 2030 vzroste na 161,9 miliardy dolarů.
„Není proto divu, že existuje vysoká poptávka po biomateriálech, které pomáhají zlepšit chuť rostlinných alternativ potravin,“ říká Sanjai Karanth, hlavní autor a výzkumný pracovník juniorské výzkumné skupiny Mechanoreceptors v Leibnizově institutu. Mezi takové biomateriály patří proteinové nanofibrily získané z bobu obecného.
Proteinové nanofibrily jsou specializované proteinové molekuly uspořádané do drobných struktur. Vykazují jedinečné fyzikálně-chemické vlastnosti, které mohou zásadně ovlivnit texturu a tím i pocit v ústech potravin.
O jejich produkci a fyzikálních vlastnostech v kapalných médiích je již známo mnoho. Nicméně, jen málo výzkumů bylo provedeno o tom, jak fibrily ovlivňují buňky za fyziologických podmínek. Chyběly například studie buněčných modelových systémů, které by umožnily budoucí závěry o vnímání textury proteinových nanofibril.
Právě zde přichází na řadu výzkum Leibnizova týmu vedeného vedoucí juniorské výzkumné skupiny Melanie Köhler, který se zaměřuje na pocit v ústech potravy. Juniorská výzkumná skupina poprvé s využitím nejmodernějších technologií zkoumala, jak se proteinové nanofibrily z bobu obecného vážou na buňky lidské buněčné linie zvané Mechanoreceptorové buňky jednat.
Ve studiích za fyziologických podmínek vědci nejprve pomocí mikroskopie atomárních sil zjistili, že nanofibrily zdrsňují povrchovou strukturu studovaných modelových buněk, ale bez změny jejich celkové elasticity. „Vzhledem k tomu, že biofyzikální efekt byl méně výrazný, jsme dále zkoumali, co se děje na molekulární úrovni,“ vysvětluje vedoucí studie Melanie Köhlerová.
Testy ukázaly, že přidání nanofibril do kultivačního média buněk změnilo aktivitu receptorových genů, které hrají roli ve vnímání textury potravin. Mezi ně patřily primárně mechanosenzitivní iontové kanály, jako jsou piezoreceptory, ale také receptory, které detekují mastné kyseliny. Další studie provedené na umělých buněčných membránách také ukázaly, že fibrily interagují s membránami prostřednictvím lipidů, což v tomto testovacím systému ovlivnilo elasticitu membrán.
„Náš výzkum je stále v rané fázi, ale naše biofyzikální a biochemické výsledky již naznačují, jak nanofibrily ovlivňují vnímání textury a tuku,“ říká vedoucí studie Melanie Köhlerová. „Proto chceme tyto nové poznatky dále prozkoumat v budoucích experimentech a senzorických studiích. V dlouhodobém horizontu se snažíme najít nové aplikace pro rostlinné nanofibrily k vývoji senzoricky lahodných potravin se zlepšenou texturou.“
Publikace: Karanth, S., Wiesenfarth, M., Benthin, J. a Koehler, M. (2024). Nanofibrily proteinů bobů fava modulují rozhraní buněčných membrán pro biomolekulární interakce, jak bylo odhaleno pomocí mikroskopie atomárních sil. Foods 13, 3411. 10.3390/foods13213411. https://www.mdpi.com/2304-8158/13/21/3411
původní publikace
Karanth, S., Wiesenfarth, M., Benthin, J. a Koehler, M. (2024). Nanofibrily proteinů bobů fava modulují rozhraní buněčných membrán pro biomolekulární interakce, jak bylo odhaleno pomocí mikroskopie atomárních sil. Foods 13, 3411. 10.3390/foods13213411. https://www.mdpi.com/2304-8158/13/21/3411
Přečtěte si také
Zdravá výživa pro všechny: Globální transformace je naléhavě nutná | Pugnalom
Mikroorganismy poskytují luštěninám životně důležité vitamíny | Pugnalom
