- page 57

STRATEGIC R & D
57
SEP 2016 FOOD FOCUSTHAILAND
plantcanalsobe found in rubber treeplantation in thesouthof
Thailand.Thebiological functionofcurculinmaybeattracting
fruit eaters and help to disseminate the seeds. Curculin can
be found inwhole fruit with thehighest intensity at thebasal
portion [2]. The content of curculin is increasedgraduallyand
reaches the highest production at 10weeks after flowering,
then theprotein remainsatconstant level foranother4weeks
before degrading [3]. The concentration of curculin can be
detected as high as 1-3mg from thewhole fruit or 1.3mg/g
of pulp, suggesting that thisprotein isamajority in the fruit [2].
Afterconsumptionof the fruit, thesweet tastewoulddisappear
aftera fewminutes.After that thesweet tastecanbe induced
again by water or acidic foods. Purified curculin is 35,000
and 430 times sweeter than sucrose based on molar and
weight basis, respectively [4]. The sweet taste of curculin is
concentration-dependentand issaturatedat theconcentration
of 10µM, which is equivalent to0.35M sucrose[4].
Similarly, the sweet-inducing activity of curculin is also
concentration-dependence, inwhich the sweetness induced
by 0.02 M citric acid or water is equivalent to 0.35 M sucrose [4].
The sweetness induced by acid is more intense and last
longer than the one induced by water. Other acids such as
ascorbic acid, acetic acid, sulphuric acid, phosphoric acid
and hydrochloric acid can also induce sweet taste from curculin [4].
Interestingly, some acids can induce sweetness higher than
theothersunder the samepH condition, suggesting that not
only pHbut acid strengthand ionizationalsoplay significant
roles in the sweet-inducing property[4]. The sweet-inducing
activity of curculin is a reversible process such that the
switching between the sweet taste under acidic condition
and non-sweetness under neutral pH can occur. Not only
water and acids can induced sweetness of curculin, other
chemicals includingammonium chloride (100mMat pH6.3)
andcertainaminoacid (Ser,ThrandCys)canbringout intense
sweetness of curculin [5]. Undissociated weak acid such as
ammonium acetate at concentration higher than 60 mM
can also function as a proton donor that induces sweetness
of curculin [5]. Interestingly, the presence of divalent metal
completelysuppressed thesweet-inducingactivityofcurculin
by water, while the one induced by acid remains its sweetness [4].
This sweet-quenching reaction by metal is ionic strength-
dependent such that the decrease in sweetness induced by
CaCl2 is stronger than that by NaCl, which has no effect on
water-inductedsweetness.Overall, theseexternal factors that
affect sweetness level shouldbe taken intoconsideration for
future food product development from curculin.
มิราคูลิน (Miraculin) ในแง่ของการเป็นทางเลือกแทนสารให้ความหวานสังเคราะห์ โปรตี น
เหล่านี้ ให้ความหวานมากกว่าน�้ ำตาลทรายหรือน�้ำตาลซูโครส (Sucrose) มากถึง 100-3,000
เท่า เมื่ อเทียบน�้ำหนักที่เท่ากัน การใช้โปรตีนที่มี รสหวานมีข้อดีกว่าการใช้สารให้ความหวาน
สังเคราะห์หลายประการ เนื่องจากเป็นผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ ไม่ ก่อมะเร็ ง และแสดง
ความหวานได้อย่างมี ประสิทธิภาพทั้งที่ใช้ปริมาณน้อย (Effective low dose) จึ งให้พลังงาน
ต�่ำ โปรตีนหวานเหล่ านี้ ได้แก่ ทอมาติน โมเนลลิน บลาซซี น เพนตาดิน มาบินลิ น และ
ไลโซไซม์จากไข่ ส่ วนโปรตีนปรับเปลี่ยนความหวาน (Sweet-modifying protein) ได้แก่
มิราคูลินและน่าสนใจเป็นอย่างยิ่งว่า เคอร์คู ลินสามารถแสดงสมบัติเป็นทั้งโปรตีนหวานและ
โปรตีนปรับเปลี่ยนความหวาน กล่ าวคือ โปรตีนชนิดนี้ มีความหวานในตัวเองและยั งสามารถ
เปลี่ยนรสเปรี้ ยวให้เป็นรสหวานได้อีกด้วยตัวอย่างเช่นถ้ากินผลต้นมหัศจรรย์ (Miracle fruit)
ซึ่งมีมิ ราคูลินแล้ วตามด้วยอาหารที่มีรสเปรี้ยว เช่ น เลมอนจะรู้สึกว่ามะนาวมีรสหวาน
เคอร์คูลินมีสมบัติเป็นทั้งโปรตีนหวานและโปรตีนที่ เหนี่ยวน� ำให้เกิดรสหวาน สามารถแยก
ได้จากผลของต้นพร้าวนกคุ่ม (Curculigo latifolia) ซึ่งเป็นพื ชเขตร้อนมี ถิ่นก�ำเนิดอยู่ทางตะวันตก
ของประเทศมาเลเซีย [1] พืชชนิ ดนี้ยังสามารถพบได้ทั่วไปในสวนยางพาราบริเวณภาคใต้ ของ
ประเทศไทยในทางชีวภาพ เคอร์คูลินอาจท�ำหน้าที่ดึงดูดสัตว์ให้กินผลไม้และช่วยในการแพร่
กระจายของเมล็ด โปรตีนเคอร์คูลินมีอยู่ในส่วนผลของต้นพร้าวนกคุ่ม โดยจะพบมากที่ สุด
บริเวณฐานหรือขั้ วผล [2] ปริ มาณเคอร์คู ลินจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจนมีปริมาณสู งสุดในระยะ 10
สัปดาห์หลั งจากที่พืชออกดอกและจะคงที่เป็นเวลา4สั ปดาห์ หลั งจากนั้นปริ มาณเคอร์คูลิน
จะค่อยๆลดลง [3] ผลพร้าวนกคุ่มมีเคอร์คูลินประมาณ1-3มิลลิกรั มหรือ1.3มิ ลลิกรั มต่อกรัม
ของเนื้อผลไม้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเคอร์คูลินเป็ นโปรตีนหลักในผลไม้ชนิดนี้ หลังรับประทาน
ผลพร้าวนกคุ่ ม รสหวานจะหายไปอย่างรวดเร็ วในเวลาไม่ กี่นาที แต่รสหวานจะสามารถ
ถูกกระตุ้นได้ อีกครั้ งด้วยการกิ นน�้ำหรืออาหารที่ มีฤทธิ ์เป็นกรด (อาหารที่ มี รสเปรี้ยว)
การเปลี่ยนแปลงนี้ เรียกว่า การเหนี่ยวน�ำให้เกิ ดรสหวานของเคอร์คูลิน โดยเคอร์คูลินบริสุทธิ์
ให้ความหวานมากกว่าน�้ ำตาลซูโครส 35,000 เท่าโดยความเข้มข้นเป็นโมลาร์ และ 430 เท่ า
โดยน�้ำหนัก [4] ความหวานของเคอร์คูลินแปรผั นตามความเข้มข้น และสารละลายเคอร์คู ลิน
จะอิ่มตั วที่ความเข้มข้น10 ไมโครโมลาร์ ซึ่งเทียบเท่ากับซูโครส0.35 โมลาร์ [4]
การเหนี่ยวน�ำหรือท�ำให้เกิ ดรสหวานของเคอร์คูลินจะแปรผันตามความเข้มข้น เช่น ระดับ
ความหวานของเคอร์คูลินที่ถูกกระตุ ้ นโดยกรดซิตริก0.02โมลาร์ หรือน�้ำจะเทียบเท่ากับความ-
หวานของสารละลายซูโครส0.35โมลาร์[4] การเหนี่ยวน� ำด้วยกรดจะท�ำให้เกิดความรู้สึกหวาน
ที่ รุนแรงมากกว่ าและยาวนานกว่าการเหนี่ยวน�ำด้ วยน�้ำ นอกจากนี้ กรดชนิ ดอื่นๆ เช่น กรด-
แอสคอร์บิ ก (วิตามิ นซี)กรดอะซิติกกรดซัลฟู ริกกรดฟอสฟอรั สและกรดไฮโดรคลอริกสามารถ
เหนี่ยวน�ำให้ เกิดรสหวานจากเคอร์ คูลินได้ [4] อย่างไรก็ ตาม กรดบางชนิดสามารถท�ำให้เกิ ด
ความหวานมากกว่ากรดชนิดอื่นๆ เมื่ออยู่ภายใต้สภาพความเป็นกรดด่างเดียวกันซึ่ งแสดงให้
เห็นว่ า ไม่เพียงเฉพาะค่ า pH เท่านั้ น แต่ความแรงและระดับการแตกตั วเป็นไอออนของกรด
ก็มี บทบาทส�ำคัญในการกระตุ้ นสมบัติเหนี่ยวน� ำความหวานของเคอร์คูลิน [4] การท� ำให้เกิ ด
รสหวานของเคอร์คูลิ นเป็นกระบวนที่ย้ อนกลับได้ กระบวนการดั งกล่าวท� ำให้เกิดการ-
เปลี่ยนแปลงสลับกั นระหว่างการให้ รสหวานภายใต้สภาวะที่เป็ นกรดและไม่ให้ รสหวาน
ภายใต้สภาวะที่เป็ นกลาง สารเคมีอื่นที่สามารถชักน�ำให้ เกิดรสหวานของเคอร์คูลิน ได้แก่
แอมโมเนียมคลอไรด์ (NH4Cl, 100มิ ลลิโมลาร์, pH6.3) และกรดอะมิโนบางชนิด (Ser, Thr,
Cys) [5] นอกจากนี้ กรดอ่อนที่แตกตัวไม่สมบูรณ์ เช่น แอมโมเนี ยมอะซิเตต (NH 4OAc)
ที่ความเข้มข้ นสูงกว่า 60 มิลลิโมลาร์ ก็ สามารถท�ำหน้ าที่เป็นตั วจ่ ายโปรตอน ซึ่งจะไป
เหนี่ยวน�ำรสหวานของเคอร์ คูลิน [5] น่าสนใจเป็นอย่างยิ่งว่าโลหะไดวาเลนต์หรือโลหะที่มี ประจุ
2+ มีผลในการยับยั้ งรสหวานของเคอร์คูลินเมื่ อถูกชักน�ำด้วยน�้ำ ท�ำให้ เคอร์คูลินมีรสหวาน
น้อยหรือไม่ มีรสชาติ แต่มี ผลในการท�ำให้เคอร์คูลินยังคงความหวานเมื่อถูกชักน�ำด้ วยกรด [5]
ปฏิกิริยายับยั้งรสหวานนี้ขึ้นกับความแรงประจุ ของโลหะ เช่น เกลือแคลเซียมคลอไรด์ (CaCl2)
มีผลให้ความหวานของเคอร์คูลินลดลง ในขณะที่ เกลือโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ไม่มี ผลต่อ
ความหวานของเคอร์คูลินที่เกิดจากการชั กน� ำด้วยน�้ ำ [5] ในภาพรวมสามารถสรุปได้ ว่า
ปัจจัยภายนอกที่มี ผลต่อระดับความหวานควรที่จะถูกน�ำมาพิจารณาเพื่อเป็นข้อมูลส�ำหรับใช้
ในการพัฒนาผลิตภั ณฑ์อาหารจากเคอร์คูลินในอนาคต
เอกสารอ้างอิง/References
1.YamashitaH, TheerasilpS, Aiuchi T,NakayaK,NakamuraY, KuriharaY.
Purification and complete amino acid sequence of a new type of
sweet protein taste-modifying activity, curculin. J Biol Chem. 1990;
265(26): 15770-15775.
2.Okubo S, Asakura T, Okubo K, Abe K, Misaka T, Akita T, Abe K.
Neoculin, a taste-modifying sweet protein, accumulates in ripening fruits
of cultivated Curculigo latifolia. J Plant Physiol. 2008; 165(18): 1964-1969
3.Abe K, Yamashita H, Arai S, Kurihara Y. Molecular cloning of curculin, a
novel taste-modifying protein with a sweet taste. Biochim Biophys Acta.
1992; 1130(2): 232-234
4.Yamashita H, Akabane T, Kurihara Y. Activity and stability of a new sweet
protein with taste-modifying action, curculin. Chem Senses. 1995; 20(2):
239-243
5.Nakajima K, Koizumi A, Iizuka K, Ito K, Morita Y, Koizumi T, Asakura T,
Shimizu-IbukaA,MisakaT, AbeK.Non-acidiccompounds induce the intense
sweet tasteof neoculin, a taste-modifyingprotein. Biosci Biotechnol Biochem.
2011; 75(8): 1600-1602
Image courtesy of:https://commons.wikimedia.org/
http://www.bansuanporpeang.com/node/3277