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# Biologie# Pharmakologie und Toxikologie

Die Wissenschaft von Chili-Wärme und Geschmack

Ein Blick auf die Chemie von Chilis und ihren Einfluss auf die Schärfe beim Kochen.

Joshua David Smith, Vendula Tvrdoňová Stillerová, Martin Dračinský, Hannah Lovinda Angermeier Gaustad, Quentin Lorenzi, Helena Smrčková, Jakob K. Reinhardt, Marjorie Anne Liénard, Lucie Bednárová, Pavel Šácha, Tomáš Pluskal

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Chili-Chemie EnthülltChili-Chemie EnthülltSchärfe und dem Geschmack von Chili.Entdecke die Geheimnisse hinter der
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Chilis sind mehr als nur eine feurige Ergänzung zu deinem Lieblingsgericht; sie gehören zu einer ganzen Familie von Früchten, die ordentlich Würze bringen. Sie gehören zur Familie der Capsicum und es gibt rund 26 verschiedene Chili-Arten. Aber nur fünf davon wurden von Menschen gezähmt und werden häufig in der Küche verwendet. Diese feurigen Wunder sind der berühmte C. annuum, C. chinense, C. frutescens, C. baccatum und C. pubescens.

Die Schärfegrade der Chilis

Wenn wir über die Schärfe von Chilis sprechen, beziehen wir uns oft auf die Scoville-Skala. Diese Skala misst, wie scharf eine Chili ist, basierend auf der Menge Capsaicin, die sie enthält. Capsaicin ist die Verbindung, die für die Schärfe verantwortlich ist, und je mehr davon da ist, desto schärfer die Chili. Einige der schärfsten Chilis der Welt, wie die Carolina Reaper, hatten einmal den Titel der schärfsten, wurden aber von Neuankömmlingen wie Pepper X entthront. Wenn du scharfes Essen liebst, hast du wahrscheinlich schon ein oder zwei Habaneros probiert, aber sei vorsichtig - die können echt ordentlich rein hauen!

Capsaicinoide: Die Übeltäter hinter der Schärfe

Chilis haben nicht nur einen Typ von schärfeinduzierenden Verbindungen; sie haben eine Gruppe namens Capsaicinoide. Die beiden häufigsten, die du in Chilis finden wirst, sind Capsaicin und Dihydrocapsaicin. Diese Verbindungen geben Chilis ihren charakteristischen Kick, aber nicht alle Chilis haben die gleichen Mengen. Wissenschaftler haben bisher etwa 25 verschiedene Capsaicinoide identifiziert, jedes mit einer leicht anderen Struktur.

Die Verwendung von Capsaicinoiden

Capsaicinoide sind nicht nur dafür da, dein Essen scharf zu machen; sie finden sich auch in verschiedenen Produkten wie Schmerzcremes und Nahrungsergänzungsmitteln. Während Capsaicin und Dihydrocapsaicin im Mittelpunkt stehen, wollen Forscher verstehen, wie alle Capsaicinoide zusammenarbeiten. Es ist, als würde man versuchen, alle Mitglieder einer Rockband kennenzulernen, anstatt nur den Leadsänger.

Wie Capsaicin in unserem Körper funktioniert

Capsaicin ist ein kleiner Schelm, der mit bestimmten Rezeptoren in unserem Körper interagiert, die TRPV1 genannt werden. Wenn Capsaicin an diese Rezeptoren bindet, sendet es Signale an unser Gehirn, dass wir Wärme oder Schmerz empfinden. Deshalb kann es sich anfühlen, als würde man super scharfes Essen essen, als wäre es eine verbrühende Erfahrung! Dein Körper reagiert einfach auf diese scharfe Köstlichkeit.

Das Geheimnis der Chili-Sorten

Im Allgemeinen haben Wissenschaftler noch viel zu lernen darüber, wie verschiedene Chili-Arten die TRPV1-Aktivität beeinflussen. Viele Capsaicinoide wurden bisher nicht einzeln auf ihre Wirkungen getestet. Es ist, als hätte man ein riesiges Team von Athleten, aber wüsste nur, wie der Starspieler abschneidet. Diese Studie hatte das Ziel herauszufinden, wie verschiedene Chilis und ihre Capsaicinoidprofile mit dem TRPV1-Rezeptor interagieren.

Die Suche nach neuen Capsaicinoiden

Die Forscher haben sich entschieden, 40 verschiedene Chili-Sorten zu untersuchen, um zu sehen, was sie finden können. Diese Untersuchung war nicht nur zum Spass; sie wollten neue Capsaicinoide entdecken, die vielleicht noch mehr Kick haben als die bekannten. Sie stellten sich eine Art „Chili-Schatzsuche“ vor, bei der sie nach einzigartigen chemischen Verbindungen suchten, die spannende neue Geschmäcker und Schärfegrade bringen könnten.

Ergebnisse: Die guten Sachen

Die Forscher fanden heraus, dass es zwar viel Wissen über Capsaicinoide gibt, viele Chili-Studien sich jedoch nur mit den üblichen Verdächtigen beschäftigen. Sie wollten bisschen frischen Wind reinbringen, indem sie eine schicke Technik namens untargeted Metabolomics verwendeten. Denk daran, wie ein Fischernetz in den Ozean zu werfen; du weisst nie, was du fangen wirst! Sie fanden heraus, dass eine gute Anzahl von Capsaicinoiden tatsächlich in verschiedenen Chili-Extrakten vorhanden ist, aber einige weniger scharf oder sogar nicht scharf waren.

Von der Extraktion zur Isolation

Von der Theorie zur Praxis: Das Forschungsteam hat Verbindungen aus den Chilis extrahiert. Nach verschiedenen Labortechniken isolierten sie eine Handvoll neu entdeckter Capsaicinoide. Stell dir vor, ein Koch zieht seltene Gewürze aus einem Vorratsschrank voller Zutaten – das war eine Sammlung aufregender neuer Aromen, die für zukünftige Essensversuche verwendet werden könnten.

Chili-Extrakte und ihre Wirkungen

Nachdem sie die neuen Capsaicinoide gesammelt hatten, wollte das Team sehen, wie sich diese Verbindungen auf die TRPV1-Aktivierung auswirken würden. Sie fanden heraus, dass der gesamte Chili-Extrakt, der alle Capsaicinoide beinhaltete, die TRPV1-Aktivität stark beeinflusste. Es war eine Teamarbeit, die zeigte, dass alle verschiedenen Verbindungen wie ein gut geöltes Maschinchen zusammenarbeiteten.

Nicht alle Capsaicinoide sind gleich erschaffen

Einige der isolierten Verbindungen stellten sich als weniger potent als Capsaicin heraus, aber sie hatten ihren eigenen Charme. Sie fungierten als positive Modulatoren, was bedeutet, dass sie den Effekt von Capsaicin bei Kombination verstärkten. Es ist wie ein bisschen Salz zu einem Gericht hinzuzufügen; es kann die Aromen herausbringen, ohne die Hauptzutat zu sein.

Die Bedeutung von Capsaicinoid-Sorten

Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass es wichtig ist, die Mischung von Capsaicinoiden in Chilis zu berücksichtigen. Nur weil ein Gericht scharfe Elemente enthält, heisst das nicht, dass nur das Capsaicin die Arbeit macht. Die Komplexität dieser natürlichen Mischungen kann eine wichtige Rolle dabei spielen, wie scharf oder geschmackvoll ein Gericht am Ende wird.

Ausblick: Der Weg zu mehr Forschung

Während die Studie Licht auf die Welt der Capsaicinoide warf, hob sie auch die Lücken im Verständnis hervor. Zukünftige Forschungen sollten eine breitere Vielfalt von Chilis und ihren weniger scharfen Verwandten einbeziehen, um zu sehen, wie sie zur TRPV1-Aktivierung beitragen. Es ist ein spannendes Feld mit vielen potenziellen Entdeckungen, die nur darauf warten, gemacht zu werden.

Fazit: Würze es auf!

Chilis bieten eine erstaunliche Palette an Aromen und Schärfe, was sie zu einer beliebten Zutat in vielen Küchen macht. Während die Forscher mehr über die komplexe Chemie hinter Chilis und ihren Capsaicinoiden lernen, gibt es die Chance für einige echte Geschmack-Innovationen in der Lebensmittel- und Gesundheitsbranche. Also, das nächste Mal, wenn du zur scharfen Sosse greifst oder Chili-Flocken über dein Essen streust, denk dran, dass hinter den Kulissen in der Welt der Chilis eine Menge los ist!

Originalquelle

Titel: Discovery and isolation of novel capsaicinoids and their TRPV1-related activity

Zusammenfassung: Chilis contain capsaicin, an acclaimed molecule in both science and culinary ventures. Capsaicins target protein, the transient receptor potential cation channel subfamily V member 1 (TRPV1), has been linked to many post-activation effects, including changes in metabolism and pain sensation. Beneficial effects of TRPV1 activation by capsaicin have been explored through clinical trials. Capsaicinoids other than capsaicin also bind to TRPV1, but current studies often disregard non-capsaicin interactions. To fill in these gaps, we screened 40 different chili varieties derived from four Capsicum species by means of untargeted metabolomics and a rat TRPV1 (rTRPV1) calcium influx activation assay. The resulting capsaicinoid profiles were specific to each variety but only partially corresponded with species delimitations. Based on rTRPV1 activation elicited by crude chili extracts, capsaicinoids act in a synergistic manner and a capsaicinoid profile can serve as a gauge of this activation. In addition, we isolated eighteen capsaicinoids, including five previously unreported ones, and confirmed their structure by NMR and MS/MS. We then tested rTRPV1 activation by 23 capsaicinoids and three related compounds. This testing revealed that even slight deviations from the structure of capsaicin reduce the ability to activate the target, with a mere single hydroxylation on the acyl tail reducing potency towards rTRPV1 by more than 100-fold. In addition, we tested how rTRPV1 activity changes in the presence of capsaicin together with non-activating capsaicin analogs and weakly activating capsaicinoids and found both classes of molecules to positively modulate the effects of capsaicin. This demonstrates that even such compounds have measurable pharmacological effects, making a case for the use and study of natural chili extracts.

Autoren: Joshua David Smith, Vendula Tvrdoňová Stillerová, Martin Dračinský, Hannah Lovinda Angermeier Gaustad, Quentin Lorenzi, Helena Smrčková, Jakob K. Reinhardt, Marjorie Anne Liénard, Lucie Bednárová, Pavel Šácha, Tomáš Pluskal

Letzte Aktualisierung: 2024-11-03 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.29.620944

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.29.620944.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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