ミラクルフルーツ
西アフリカ(ガーナなどの熱帯地域)が原産の常緑低木です。赤い小さな実をつけ、現地では古くから「魔法の果物」として知られていました。
果実の果肉を少し口に含んだあとですっぱいものを食べると、甘く感じるという驚くべき性質があります。効果は約30分〜1時間続きます。
タンパク質に糖が結合した大きな分子です。重さ(分子量)は約25,000で、砂糖の約70倍もある大きな分子です。
舌の「甘味受容体」(T1R2-T1R3タンパク質)に、ミラクリンがくっつきます。
普通の状態(中性 pH 7 前後)では、ミラクリンは受容体にくっついているだけで、甘さのスイッチは入りません。
すっぱいものを食べると、口の中が酸性(pH が低く)になります。
酸性の環境でミラクリンの形が少し変わり、甘味受容体のスイッチをオンにします。脳に「甘い!」というシグナルが伝わります。
口の中が中性に戻ると甘さは消えますが、ミラクリンはしばらく受容体にくっついたまま。またすっぱいものを食べると甘く感じます(30分〜1時間ほど)。
舌には「あまさセンサー」があって、ボタンがおされると「甘い!」と感じます。ミラクリンはボタンの上にすわっている小さな助っ人。ふだんは何もしないけれど、すっぱいもの(酸)が来るとボタンをおしてしまう!
ギムネマ
インド・中国南部・アフリカ・オーストラリアの熱帯〜亜熱帯地域に自生するつる植物です。インドの伝統医学(アーユルヴェーダ)では、糖尿病の治療に長く使われてきました。
葉を口にかむと、甘いものを食べても甘さを感じなくなります。効果は約15〜30分続きます。
ギムネマゲニンという骨格(トリテルペン)に、グルクロン酸という糖がつながった構造をしています。ギムネマ酸I、II、III…と、よく似た仲間がたくさんあります。
ギムネマ酸は舌の甘味受容体(T1R2-T1R3)のうち、T1R3の細胞膜に埋まった部分に結合します。
砂糖がくっつく場所とは別の場所ですが、ギムネマ酸が結合すると受容体がはたらけなくなります。
砂糖(スクロース)やブドウ糖(グルコース)が来ても、受容体のスイッチが入りません。
脳に「甘い」というシグナルが届かないので、甘さを感じません。
時間がたってギムネマ酸が受容体から離れると、甘さを感じるように戻ります。
ギムネマ酸は「あまさセンサー」のボタンにカバーをかぶせてしまう。砂糖が来てもボタンがおせないので、「甘い!」と感じない!
ナツメ
中国が原産の落葉小高木で、アジア各地で古くから栽培されています。赤い楕円形の果実はそのまま食べたり、乾燥させてお茶やお菓子にも使われます。
漢方薬(生薬名:大棗/タイソウ)としても有名で、胃腸を整えたり、神経を落ち着ける効果があるとされています。
ギムネマ酸と同じく、トリテルペンという骨格に糖がつながった「配糖体」です。骨格の形はギムネマ酸とは少し違いますが、同じように甘さを感じにくくします。
ジジフィンもギムネマ酸も、トリテルペン配糖体というよく似たグループの化合物で、どちらも人の甘味を抑えます。遠く離れた地域の別々の植物が、似た形の成分で同じようなはたらきを持っているのです。
インドのつる植物(ギムネマ)と中国の木(ナツメ)が、よく似たタイプの成分で甘さを抑える! 自然界は不思議に満ちています。
3つの植物 まとめて比較
| 植物 | 効果 | 成分 | 種類 | 作用場所 |
|---|---|---|---|---|
| ミラクルフルーツ | すっぱい→甘く | ミラクリン | 糖タンパク質 | 甘味受容体をON(酸性時) |
| ギムネマ | 甘いのに→甘くない | ギムネマ酸 | トリテルペノイドサポニン | 甘味受容体(T1R3)をブロック |
| ナツメ(葉) | 甘さが→感じにくい | ジジフィン | トリテルペン配糖体 | 甘味を抑える(くわしい仕組みは研究中) |
3つの植物はどれも異なる地域・異なる成分を持ちますが、どれも「甘さ」の感じ方を変える点で共通しています。ミラクリンとギムネマ酸は、舌の「甘味受容体(T1R2-T1R3)」に作用することがわかっています。
① ミラクルフルーツを食べた後、しょっぱいものの味は変わる? 変わらない? なぜ?
② ギムネマを食べた後、甘い飲み物を飲んだら… カロリーはある?
③ これらの成分を使って、どんな役に立つものが作れそう?
参考にした文献
科学では「どうしてそう言えるの?」という証拠を示すことが大切です。研究者は、分かったことを論文に書いて発表し、ほかの研究者が読んで確かめられるようにしています。論文の多くは英語で書かれていて、世界中の研究者が読んでいます。ほかの人の研究を使うときは、どの論文に書いてあったかをきちんと書きます。これを「引用」といいます。
このページの説明も、次の研究論文をもとにしています(おうちの方・先生方へ)。
- ミラクルフルーツから、味を変えるタンパク質を見つけた研究(1968年)
Kurihara K, Beidler LM. Taste-modifying protein from miracle fruit. Science 161, 1241 (1968). doi:10.1126/science.161.3847.1241 - ミラクリンのアミノ酸の数(191個)と重さ(分子量 約24,600)
Theerasilp S, Hitotsuya H, Nakajo S, Nakaya K, Nakamura Y, Kurihara Y. Complete amino acid sequence and structure characterization of the taste-modifying protein, miraculin. J. Biol. Chem. 264, 6655 (1989). doi:10.1016/S0021-9258(18)83477-9 - ミラクリンが甘味受容体(T1R2-T1R3)にはたらく仕組み
Koizumi A, et al. Human sweet taste receptor mediates acid-induced sweetness of miraculin. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 16819 (2011). doi:10.1073/pnas.1016644108 - ギムネマ酸の構造
Liu HM, Kiuchi F, Tsuda Y. Isolation and structure elucidation of gymnemic acids, antisweet principles of Gymnema sylvestre. Chem. Pharm. Bull. 40, 1366 (1992). doi:10.1248/cpb.40.1366 - ギムネマ酸のアシル基と、甘さをおさえるはたらき(総説)
Izawa K, Amino Y, Kohmura M, Ueda Y, Kuroda M. Human–environment interactions – taste. In: Comprehensive Natural Products II, Vol. 4, Chapter 4.16 (Elsevier, 2010). doi:10.1016/B978-008045382-8.00108-8 - ギムネマ酸が甘味受容体(T1R3)にはたらく仕組み
Sanematsu K, et al. Molecular mechanisms for sweet-suppressing effect of gymnemic acids. J. Biol. Chem. 289, 25711 (2014). doi:10.1074/jbc.M114.560409 - ナツメの葉の成分ジジフィン
Kurihara Y, Ookubo K, Tasaki H, Kodama H, Akiyama Y, Yagi A, Halpern B. Studies on the taste modifiers. I. Purification and structure determination of sweetness inhibiting substance in leaves of Ziziphus jujuba. Tetrahedron 44 (1988). doi:10.1016/S0040-4020(01)85093-6