Il gusto è un senso eccezionale. Un vero e proprio rilevatore chimico affinato dall’evoluzione per guidarci verso alimenti utili alla sopravvivenza e a tenerci lontani da sostanze tossiche, velenose o non commestibili. Questa “suite” di sensori bio-chimici ha contribuito allo sviluppo e al successo di noi umani. Infatti, la soddisfazione che proviamo nel mangiare certi cibi non è semplice “gola” ma l’eredità genetica della nostra specie, che in un mondo in cui il cibo era scarso, ci ha portato a prediligere alimenti grassi, salati e ricchi di carboidrati.
Amiamo lo zucchero by-design. Il mondo moderno, tuttavia, è l’esatto opposto. Non dobbiamo cacciare e foraggiare per sopravvivere. Al massimo andiamo a caccia di offerte durante i giorni dei saldi. Nei paesi sviluppati l’accesso calorico è soddisfatto con minimo sforzo e anzi, ci troviamo in una situazione in cui consumare cibi molto calorici e processati, quindi ricchi di zuccheri, grassi e sale è spesso la soluzione più economica.
Qui la chimica entra in gioco con un’idea semplice ma efficace per aiutarci a ridurre gli zuccheri che consumiamo: una volta compreso come i sensori biochimici sulla nostra lingua interagiscono con lo zucchero è possibile trovare delle molecole più efficaci nel produrre un segnale del dolce, riducendo o eliminando l’apporto calorico. Andiamo a scoprire la chimica che si cela dietro la percezione della dolcezza e la scala delle sostanze più dolci e assurde sintetizzate dall’uomo.
La percezione del dolce
All’interno della bocca – non solo sulla lingua – ci sono moltissime cellule sensoriali gustative specializzate nella percezione del dolce. Queste cellule sono dotate di ricettori che sfruttano delle particolari proteine per capire quando entrano in contatto con gli zuccheri. Nello specifico, sono attivati dai gruppi funzionali che troviamo nelle molecole degli zuccheri. Appena il ricettore rileva la giusta interazione chimica manda un segnale nervoso direttamente al cervello che recepisce un messaggio preciso: dolce!
La teoria che spiega questo fenomeno è la Multipoint Attachment Theory (MPA). In pratica sostiene che esistono 8 siti di riconoscimento del dolce. Più siti vengono attivati contemporaneamente da una molecola, più questa risulterà dolce. Lo zucchero da tavola si chiama saccarosio e viene preso come punto di riferimento. Sulla scala del dolce ha un’intensità pari a 1. Tuttavia, il saccarosio interagisce solo con alcuni di questi 8 siti, quindi c’è spazio per sostanze che risultano al palato molto più dolci. Per favorire la lettura indicherò – dove non esplicitato – l’intensità media della dolcezza rispetto allo zucchero tra parentesi. La percezione del dolce ha una forte componente genetica che può aumentare o diminuire fino al 30% la sensazione di quanto sia dolce una specifica molecola. Informazione utile per chi tra voi vorrà sperimentare di persona.
I dolcificanti naturali
Iniziamo dal lattosio, lo zucchero del latte. Non è molto dolce, infatti ha un’intensità di 0,16, quindi 6 volte meno del saccarosio. Poco sopra troviamo il maltosio (che ha un’intensità di 0,40), un disaccaride che si ottiene dall’idrolisi dell’amido e che prende parte al processo di fermentazione della birra producendo l’alcool. Il glucosio (con intensità di 0,77) e il fruttosio (1,50) sono i due monosaccaridi che compongono il saccarosio. Il glucosio è il carburante che il nostro corpo usa per produrre energia, possiamo infatti osservare che il nostro corpo deve convertire diversi tipi di zuccheri in glucosio prima di poterli usare. Il fruttosio, come suggerisce il nome, è molto presente nella frutta. Nonostante l’apporto calorico di fruttosio e saccarosio sia identico, la frutta risulta spesso parecchio dolce a fronte di un contenuto di zuccheri ridotto, proprio grazie alla più forte interazione del fruttosio con i ricettori del dolce. E non a caso è anche un ottimo modo per soddisfare la voglia di dolce in maniera salutare.
Come abbiamo detto la dolcezza dipende dall’interazione chimica e questa si estende oltre i soli zuccheri: molti composti come aldeidi, chetoni, polialcoli, amminoacidi e addirittura proteine risultano dolci o dolcissimi al palato! I polialcoli sono usati nell’industria alimentare per le loro proprietà fisiche: la dolcezza e il ridotto apporto calorico che offrono. Alcuni li avete sicuramente sentiti nominare, come ad esempio il sorbitolo (0,6) e lo xilitolo (1,02) tipico delle gomme da masticare. L’ultimo dolcificante naturale che vediamo è un glicoside: l’estratto di stevia. I glicosidi sono sostanze chimiche composte da due elementi: uno zucchero e un’altra molecola. La sostanza attiva della stevia è chiamata glicoside steviolico. Combina glucosio e steviolo, formando una struttura capace di attaccare molti più recettori rispetto allo zucchero da tavola. Il suo potere dolcificante va da 40 a 300, anche se alcuni non lo apprezzano a causa del caratteristico retrogusto.
Dolcificanti artificiali, i campioni della dolcezza
I dolcificanti artificiali sono creati con uno scopo ben preciso: massimizzare la dolcezza senza introdurre calorie. Iniziamo la nostra scalata tra le molecole più dolci partendo dall’acesulfame K (intensità 200) e l’aspartame (intensità 220). Questi due composti sono tra i più diffusi, spesso usati in combinazione per ottenere un profilo di sapore migliore, ma dalla natura chimica diversa. Infatti, se l’acesulfame K è il sale potassico di una molecola eterociclica che contiene zolfo, azoto e ossigeno, l’aspartame è un derivato che combina due amminoacidi, ovvero i blocchi costituenti delle proteine, qualcosa che non immaginerei mai avere un sapore dolce! A 600 volte la dolcezza dello zucchero troviamo uno strettissimo parente del saccarosio, il sucralosio. Per ottenerlo è sufficiente sostituire selettivamente qualche gruppo funzionale idrossilico dello zucchero con degli atomi di cloro così che l’interazione con i recettori gustativi cambi marcia. Per qualche ragione i nostri recettori del dolce sono molto affini al cloro, e il sucralosio sfrutta proprio questa proprietà. Citiamo tra i più potenti dolcificanti approvati per il consumo in Europa il neotame e l’advantame, due derivati di sintesi dell’aspartame che raggiungono un livello di dolcezza di 10.000 e 20.000 volte in più rispetto allo zucchero. Ammetto che su queste scale è difficile comprendere quanto siano dolci queste sostanze; infatti, il loro dosaggio spesso rientra nell’ordine dei milligrammi per porzione.
La sostanza più dolce al mondo
Arriviamo al pezzo forte del regno degli zuccheri. La molecola che stiamo per descrivere è così dolce che (secondo alcune stime) qualche grammo basta a rendere dolce tutta l’acqua di una piscina olimpionica. Il lugduname è un derivato della guanidina, progettato esplicitamente per attaccare tutti i recettori del dolce, contemporaneamente e con interazioni forti.
La sua scoperta è opera di un gruppo di ricercatori dell’università di Lione che, nel 1996, ha sintetizzato e caratterizzato questa molecola. La sua dolcezza è tra le 220.000 e le 300.000 volte quella dello zucchero. Una molecola eccezionale ed estrema, forse troppo per applicazioni reali, visto che andrebbe dosata in micro se non nanogrammi. Per quanto affascinante, non è stata ancora approvata per il consumo umano e la sua tossicità non è nota. Ciononostante, resta uno splendido lavoro di ingegno chimico e una base per lo sviluppo di una nuova generazione di dolcificanti.
