Neue hochwirksame Bitterstoffverbindung identifiziert
Pilzstudie erweitert das Wissen über natürliche Bitterstoffe
Eine gemeinsame Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München und des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie
Dr. Maik Behrens in seinem Büro
G. Olias / Leibniz-LSB@TUM
Freising, 7. April 2025 - Die molekulare Welt der Bitterstoffe ist bisher nur teilweise erforscht. Forscher des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München in Freising und des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie in Halle (Saale) haben nun drei neue Bitterstoffe aus dem Pilz Amaropostia stiptica isoliert und ihre Wirkung auf menschliche Bitterrezeptoren untersucht. Dabei entdeckten sie eine der potenziell bittersten bisher bekannten Substanzen. Die Studienergebnisse erweitern unser Wissen über natürliche Bitterstoffe und ihre Rezeptoren und leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Lebensmittel- und Gesundheitsforschung.
Die Datenbank BitterDB enthält derzeit über 2.400 Bittermoleküle. Für etwa 800 dieser chemisch sehr unterschiedlichen Substanzen ist mindestens ein Bittergeschmacksrezeptor angegeben. Die erfassten Bitterstoffe stammen jedoch hauptsächlich aus Blütenpflanzen oder synthetischen Quellen. Bitterstoffe tierischen, bakteriellen oder pilzlichen Ursprungs sind dagegen noch selten in der Datenbank vertreten.
Die Forscher gehen davon aus, dass sich Bitterrezeptoren entwickelt haben, um vor dem Verzehr potenziell schädlicher Substanzen zu warnen. Doch nicht alle Bitterstoffe sind giftig oder schädlich, und nicht jedes Toxin schmeckt bitter, wie das Beispiel des Totenkopfpilz-Toxins zeigt. Aber warum ist das so? Studien haben auch gezeigt, dass sich die Sensoren für Bitterstoffe nicht nur im Mund, sondern auch in Organen wie Magen, Darm, Herz und Lunge sowie auf bestimmten Blutzellen befinden. Da wir mit diesen Organen und Zellen nicht "schmecken", stellt sich die Frage nach der physiologischen Bedeutung der dortigen Rezeptoren.
Umfassende Datensammlungen als Forschungsgrundlage
"Umfassende Datensammlungen zu Bitterstoffen und ihren Rezeptoren könnten uns helfen, Antworten auf diese offenen Fragen zu finden", sagt Maik Behrens, der eine Forschungsgruppe am Leibniz-Institut in Freising leitet. "Je mehr fundierte Daten wir über die verschiedenen Bitterstoffklassen, Geschmacksrezeptortypen und -varianten haben, desto besser können wir mit systembiologischen Methoden Vorhersagemodelle entwickeln, um neue Bitterstoffe zu identifizieren und Bittergeschmacksrezeptor-vermittelte Wirkungen vorherzusagen. Dies gilt sowohl für Nahrungsmittelbestandteile als auch für körpereigene Substanzen, die extraorale Bittergeschmacksrezeptoren aktivieren".
Das Team um Maik Behrens und Norbert Arnold vom Institut in Halle (Saale) hat deshalb im Rahmen eines von der Leibniz-Forschungsallianz "Bioaktive Stoffe und Biotechnologie" geförderten Verbundprojekts die Bittere Klammer(Amaropostia stiptica) untersucht. Der Pilz ist ungiftig, schmeckt aber extrem bitter.
Hochwirksamer Bitterstoff identifiziert
Mit Hilfe moderner Analysemethoden ist es der Forschergruppe um Norbert Arnold gelungen, drei bisher unbekannte Verbindungen zu isolieren und ihre Strukturen aufzuklären. Mit einem zellulären Testsystem zeigten die Freisinger Forscher dann, dass die Verbindungen mindestens einen der rund 25 menschlichen Bittergeschmacksrezeptortypen aktivieren. Besonders bemerkenswert ist die neu entdeckte Bitterstoffverbindung Oligoporin D, die bereits in geringsten Konzentrationen (ca. 63 Millionstel Gramm/Liter) den Bittergeschmacksrezeptortyp TAS2R46 stimuliert. Zur Veranschaulichung: Die Konzentration entspricht einem Gramm Oligoporin D, das in etwa 106 Badewannen Wasser gelöst ist, wobei ein Gramm ungefähr dem Gewicht einer Messerspitze Backpulver entspricht.
"Unsere Ergebnisse tragen dazu bei, unser Wissen über die molekulare Vielfalt und Wirkungsweise natürlicher Bitterstoffe zu erweitern", erklärt Maik Behrens und ergänzt: "Langfristig könnten die Erkenntnisse auf diesem Gebiet neue Anwendungen in der Lebensmittel- und Gesundheitsforschung ermöglichen, zum Beispiel bei der Entwicklung sensorisch ansprechender Lebensmittel, die die Verdauung und das Sättigungsgefühl positiv beeinflussen."
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Originalveröffentlichung
Lea M. Schmitz, Tatjana Lang, Alexandra Steuer, Luisa Koppelmann, Antonella Di Pizio, Norbert Arnold, Maik Behrens; "Taste-Guided Isolation of Bitter Compounds from the Mushroom Amaropostia stiptica Activates a Subset of Human Bitter Taste Receptors"; Journal of Agricultural and Food Chemistry, Volume 73, 2025-2-13
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