Cơ chế cảm nhận vị ngọt

Bài tập mơn: Phân tích cảm quan thực phẩm _ Lớp:
Họ tên: Phạm Lưu
MSSV: 6510042
Cơ chế cảm nhận vị ngọt
Vị ngọt được gây ra chủ yếu do các hợp chất alcohol, glycol, và các dẫn xuất của đường. Đường
các loại có nhóm hydroxyl, có khả năng tạo phức với chất tiếp nhận vị trên lưỡi (bản chất là
protein) theo liên kết hydro. Khả năng hình thành phức giữa chất ngọt và chất tiếp nhận càng
mạnh khả năng cảm nhận vị ngọt càng cao, do đó có sự khác nhau trong khả năng gây ngọt của
từng loại đường.

Hình 1.5. Tương tác giữa các nhóm hydroxyl lân cận trong phân tử đường với nhóm đối xứng
hình học AH-B của trung tâm cảm nhận vị.
Tuy nhiên một số chất khơng có nhóm hydroxyl vẫn cho vị ngọt cao như saccharin. Tính ngọt
của đường có liên quan độ hịa tan của chúng. Khi tăng nhiệt độ thường làm tăng độ ngọt Độ
acid ít ảnh hưởng trên sự thay đổi của vị ngọt.
* Tốc độ phản ứng của vị giác là khoảng thời gian từ sự kích thích ban đầu lên bề mặt tiếp nhận
đến khi hoàn thành phản ứng và não nhận biết được. Tốc độ phản ứng của vị giác chậm hơn so
với tốc độ các cảm giác khác, và trong từng loại vị giác tốc độ này cũng khác nhau. Tốc độ cảm
nhận trung bình của: Vị mặn là 0,307 s, Vị ngọt là 0,446 s, Vị chua là 0,536 s, Vị đắng là 1,082 s.
Vị ngọt, thường được coi như là một cảm giác tích cực, cảm nhận được từ các loại đường, một
số protein và một số hợp chất khác. Vị ngọt thường liên quan tới andehit và xeton, có chứa một
nhóm cacbonyl. Vị ngọt được phát hiện bởi một loạt các protein G kết thụ cùng với gustducin
protein G được tìm thấy trên các chồi vị giác. Ít nhất hai biến thể khác nhau của "thụ thể vị
ngọt" cần phải được kích hoạt cho não bộ để "đăng ký" vị ngọt.

Ngưỡng phát hiện đối với các chất ngọt được đánh giá tương đối so với saccaroza.[14][15]
Ngưỡng phát hiện trung bình của con người đối với saccaroza là 10 millimol/lít. Đối với lactoza
ngưỡng phát hiện là 30 millimol/lít, và chỉ số vị ngọt là 0,3[14] và 5-Nitro-2-propoxyanilin là
0,002 millimol/lít.

Sự cảm nhận vị bằng vị giác là một quá trình tiếp nhận theo cơ chế hóa học. Để kích thích sự
tiếp nhận vị chất có vị phải được hịa tan trong nước bọt.
Việc phát hiện ra protein thụ thể vị giác (taste receptor protein) đã đánh dấu cột mốc quan
trọng trong nghiên cứu về vị. Có 5 vị cơ bản là: ngọt, chua, mặn, đắng và umami. Sở dĩ chúng
được gọi là 5 vị cơ bản vì hai nguyên nhân: Các vị đó có receptor cảm nhận với cấu tạo chuyên
biệt; và có cơ chế cảm nhận vị đặc thù. Trong bài này, chúng ta chủ yếu phân tích cơ chế cảm
nhận vị ngọt.
Lưỡi là một cơ quan phức tạp có cấu tạo gồm hàng nghìn nụ vị giác (hay còn gọi là chồi vị giác –
taste bud) – chủ yếu nằm trên các nốt gai nhú nhỏ (papillae) ở mặt trên lưỡi và trên vòm miệng.
Tùy thuộc vào hình dạng của chúng, nhú gai được phân thành bốn nhóm: dạng trịn, dạng nấm,
dạng lá và dạng sợi. Mỗi nụ vị giác là tập hợp từ 50 đến 100 tế bào chuyên biệt được gọi là các
tế bào thụ cảm vị giác kéo dài (elongated taste receptor cell) có chứa các thụ thể vị giác cảm
nhận các vị giác khác nhau. Khi phát hiện một chất, các tế bào thụ cảm vị giác sẽ truyền thông
tin đến các dây thần kinh cảm giác tiếp xúc với mô, tiếp tục truyền thông tin đến hệ thống thần
kinh trung ương, cuối cùng đến não.
Các nhà khoa học đã phân loại các tế bào này thành bốn loại từ I đến IV. Tế bào loại I, tế bào vị
giác phong phú nhất trong chồi vị giác, hoạt động như các tế bào hỗ trợ trung gian các quá trình
sinh học sau khi kích thích vị giác; chúng cũng có liên quan đến việc phát hiện vị mặn. Tế bào
loại II, có các protein thụ thể chuyên biệt trên bề mặt cho phép cảm nhận vị ngọt, vị đắng hoặc
vị umami. Tế bào loại III chịu trách nhiệm phát hiện vị chua trong khi chức năng của tế bào loại
IV vẫn chưa được hiểu rõ. Thụ thể vị giác bị kích thích sẽ kích hoạt một chuỗi tín hiệu dẫn đến
việc giải phóng các chất hóa học được gọi là chất dẫn truyền thần kinh giúp kích hoạt các vùng
cụ thể của não, nơi vị giác được cảm nhận và xử lý. Các tế bào loại II khơng hình thành synapses
như các sợi thần kinh hướng tâm. Thay vào đó, các tế bào này giải phóng ATP thơng qua các
kênh (hemichannel), kích thích các thụ thể purinergic (P2N2 và P2X3) trên các sợi thần kinh sọ
não bên trong mỗi nụ vị giác.
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các quần thể riêng biệt của tế bào vị giác loại II có chứa
các thụ thể phân biệt giữa chất ngọt và chất đắng. Các thụ thể này - cụ thể là T1R2, T1R3 và T2R
- thuộc về một họ protein được gọi là các thụ thể liên kết với G-protein (G-protein coupled
receptors). Các thụ thể liên kết G-protein là các protein nằm trên bề mặt tế bào, nơi chúng cảm

nhận được một loạt các chất lân cận tế bào. Việc kích hoạt thụ thể liên kết G-protein bởi một
chất cụ thể sẽ kích hoạt một loạt các tín hiệu trong tế bào dẫn đến các phản ứng tế bào đa
dạng, như trong trường hợp nhận biết vị giác. Heterodimer (dimer protein) tạo bởi hai monome
T1R2 và T1R3 nhận ra một loạt các vị ngọt tạo bởi các cấu trúc hóa học khác nhau, bao gồm
đường, chất tạo ngọt tổng hợp và protein có vị ngọt. Các thụ thể cảm nhận vị ngọt có mặt ở
khắp nơi trong cơ thể, bao gồm cả trong đường tiêu hóa cũng như vùng dưới đồi
(hypothalamus). Mặt khác, các hợp chất đắng được nhận biết bởi các thụ thể T2R. Sự kích hoạt
các thụ thể vị ngọt T1R2 và T1R3 bởi chất ngọt gây ra sự hoạt hóa của các protein tín hiệu cư trú
trong tế bào, cụ thể là: α-gustducin, PLC-β2, IP3R và TRPM5. Việc loại bỏ bất kỳ thụ thể nào


trong số này dẫn đến giảm hoặc mất hoàn toàn độ nhạy đối với vị ngọt, điều này cho thấy thêm
rằng những cảm giác vị giác này sử dụng các con đường tín hiệu tương tự trong tế bào.
Tất cả các hợp chất tạo ra vị ngọt đều liên kết và kích hoạt thụ thể T1R2 + T1R3. Tuy nhiên, không phải tất
cả các chất tạo ngọt đều liên kết với các vị trí giống nhau trên thụ thể. Cơ quan thụ cảm vị ngọt chứa một
số vị trí liên kết với chất tạo ngọt và chất ức chế vị ngọt. Mỗi tiểu đơn vị T1R (thụ thể vị giác loại 1) bao
gồm 3 miền chính: miền ngoại bào venus-flytrap (extracellular venus-flytrap – VFT) ở đầu N, bảy miền
xuyên màng trải dài (seven transmembrane-spanning domain) tại đầu C, sự tham gia của trình tự liên kết
giàu cysteine (cysteine-rich linker). Đường tự nhiên và nhân tạo (ví dụ: sucrose, glucose và sucralose) liên
kết với vùng VFT của cả T1R2 và T1R3, trong khi dipeptide có vị ngọt (ví dụ, aspartame và neotame) chỉ
liên kết với vùng T1R2 VFT. Túi liên kết cyclamate (cyclamate binding pocket) nằm trong bảy miền trải dài
xuyên màng của T1R3 và chồng khít lên vị trí liên kết đối với chất ức chế vị ngọt lactisole. Các protein
ngọt như thaumatin và monellin tương tác trên một mặt liên kết lớn hơn, có thể bao gồm cả các tiểu
đơn vị và các vùng liên kết giàu cysteine.

T1R2 và T1R3 và các hợp chất có thể kích hoạt chúng. Màu sắc phông chữ chỉ ra các hợp chất ngọt liên
kết T1R2 (đỏ), T1R3 (xanh lam) hoặc cả hai đơn vị con (tím).