الثوماتين

الثوماتين (المعروف أيضاً باسم التالين ) مُحليّ منخفض السعرات الحرارية ومُعدِّل للطعم. يُستخدم هذا البروتين غالباً بشكل أساسي لخصائصه المُعدِّلة للنكهة وليس حصراً كمُحليّ. ^{[ 3 ]}

اكتُشفت الثوماتينات لأول مرة كمزيج من البروتينات المعزولة من ثمرة الكاتمفي ( Thaumatococcus daniellii ) (من الفصيلة المارانتية) في غرب إفريقيا . على الرغم من حلاوتها الشديدة، إلا أن طعم الثوماتين يختلف اختلافًا ملحوظًا عن طعم السكر. تتراكم حلاوة الثوماتين ببطء شديد، ويستمر الشعور بها لفترة طويلة، تاركةً مذاقًا يشبه عرق السوس عند التركيزات العالية. الثوماتين قابل للذوبان في الماء بدرجة عالية، ومستقر عند التسخين، ومستقر في الظروف الحمضية.

يُحفز إنتاج الثوماتين في نبات الكاتمفي استجابةً لهجوم الفيروسات الممرضة . تُظهر العديد من أفراد عائلة بروتينات الثوماتين تثبيطًا ملحوظًا لنمو الخيوط الفطرية وتكوين الأبواغ بواسطة أنواع مختلفة من الفطريات في المختبر . يُعتبر بروتين الثوماتين نموذجًا أوليًا لنطاق بروتين الاستجابة للممرضات. وقد وُجد هذا النطاق في أنواع نباتية متنوعة مثل الأرز والديدان الأسطوانية Caenorhabditis elegans . تُعد الثوماتينات بروتينات مرتبطة بالإمراض (PR) ، والتي تُحفزها عوامل مختلفة تتراوح من الإيثيلين إلى الممرضات نفسها، وهي متنوعة بنيويًا ومنتشرة في جميع أنحاء النباتات: ^{[ 4 ]} تشمل هذه البروتينات الثوماتين، والأوزموتين، وبروتينات PR الرئيسية والثانوية في التبغ، ومثبط ألفا-أميلاز/التربسين، وبروتينات P21 وPWIR2 في أوراق فول الصويا والقمح. تُشارك هذه البروتينات في مقاومة الإجهاد المكتسبة بشكل منهجي واستجابات الإجهاد في النباتات، على الرغم من أن دورها الدقيق غير معروف. ^{[ 4 ]} الثوماتين بروتين ذو مذاق حلو للغاية (أكثر حلاوة من السكروز بحوالي 100,000 مرة ^{[ 5 ]} على أساس مولاري ) يوجد في ثمار نبات الثوماتوكوكس دانيلي في غرب إفريقيا . يُحفز إنتاجه عند مهاجمة الفيروسات، وهي جزيئات RNA أحادية السلسلة غير مغلفة لا تُشفّر بروتينًا. يتكون بروتين الثوماتين الأول من سلسلة ببتيدية واحدة تضم 207 حمض أميني.

كغيره من بروتينات الاستجابة المرضية، يُتوقع أن يمتلك الثوماتين بنية بيتا في الغالب، مع محتوى عالٍ من الانحناءات بيتا وقليل من الحلزونات. ^{[ 4 ]} تُظهر خلايا التبغ المعرضة لتركيزات ملحية متزايدة تدريجيًا تحملًا كبيرًا للملح، نتيجةً لتعبير الأوزموتين، ^{[ 6 ]} وهو أحد أفراد عائلة بروتينات الاستجابة المرضية. تُعبّر نباتات القمح المصابة بالبياض الدقيقي في الشعير عن بروتين استجابة مرضية (PWIR2)، مما يُكسبها مقاومةً لهذا المرض. ^{[ 7 ]} وقد أوحى التشابه بين هذا البروتين وبروتينات الاستجابة المرضية الأخرى ومثبط ألفا-أميلاز/ تريبسين في الذرة بأن بروتينات الاستجابة المرضية قد تعمل كنوع من المثبطات. ^{[ 7 ]}

في غرب أفريقيا، تُزرع ثمرة الكاتمفي محليًا وتُستخدم منذ زمن طويل لإضفاء نكهة مميزة على الأطعمة والمشروبات. تُغلّف بذور هذه الثمرة بكيس غشائي، أو غلاف بذري ، يُعدّ مصدر الثوماتين. في سبعينيات القرن الماضي، بدأت شركة تيت آند لايل باستخلاص الثوماتين من الثمرة. وفي عام ١٩٩٠، أعلن باحثون في شركة يونيليفر عن عزل وتحديد تسلسل البروتينين الرئيسيين الموجودين في الثوماتين، واللذين أطلقوا عليهما اسمي الثوماتين ١ والثوماتين ٢. كما تمكّن هؤلاء الباحثون من إنتاج الثوماتين في بكتيريا مُعدّلة وراثيًا .

تمت الموافقة على الثوماتين كمُحلي في الاتحاد الأوروبي (E957) وإسرائيل واليابان. أما في الولايات المتحدة، فهو يُعتبر آمناً بشكل عام كعامل منكه (FEMA GRAS 3732) ولكنه غير مُعتمد كمُحلي.

نظرًا لأن الثوماتين يتبلور بسرعة وسهولة في وجود أيونات الطرطرات ، تُستخدم مخاليط الثوماتين والطرطرات بشكل متكرر كنماذج لدراسة تبلور البروتينات . وتعتمد ذوبانية الثوماتين، وشكل بلوراته، وآلية تكوينها على كيرالية المُرسب المستخدم. فعند تبلوره باستخدام طرطرات L، يُشكّل الثوماتين بلورات ثنائية الهرم، وتزداد ذوبانيته مع ارتفاع درجة الحرارة؛ أما مع طرطرات D وميزو، فيُشكّل بلورات قصيرة ومنشورية، وتقل ذوبانيته مع ارتفاع درجة الحرارة. ^{[ 9 ]} يشير هذا إلى أن التحكم في كيرالية المُرسب قد يكون عاملًا مهمًا في تبلور البروتينات بشكل عام.

يُعتبر الثوماتين، كمكون غذائي، آمنًا للاستهلاك. ^{[ 10 ] [ 3 ]} في مصنع لإنتاج العلكة، تم تحديد الثوماتين كمادة مسببة للحساسية. وقد أدى التحول من استخدام الثوماتين المسحوق إلى الثوماتين السائل إلى تخفيف الأعراض لدى العمال المصابين. بالإضافة إلى ذلك، أدى تجنب ملامسة مسحوق الصمغ العربي (وهو مادة معروفة مسببة للحساسية) إلى اختفاء الأعراض لدى جميع العمال المصابين. ^{[ 11 ]}

يتفاعل الثوماتين مع مستقبل TAS1R3 البشري لإنتاج مذاق حلو. وتختص البقايا المتفاعلة بقرود العالم القديم والقردة العليا (بما في ذلك البشر)؛ فهذه الحيوانات وحدها هي التي تستطيع إدراكه كمذاق حلو. ^{[ 12 ]}

• الكركولين ، وهو بروتين حلو المذاق من ماليزيا يتميز بقدرته على تعديل الطعم.
• ميراكيولين ، وهو بروتين من غرب إفريقيا له نشاط تعديل الطعم
• مونيلين ، وهو بروتين حلو المذاق يوجد في غرب إفريقيا
• ستيفيا ، مُحلي غير مغذي، أحلى من السكر بما يصل إلى 150 مرة
• لوغدونامي ، عامل تحلية أحلى من السكر بما يصل إلى 300000 مرة

• الوسائط المتعلقة بثوماتين على ويكيميديا ​​كومنز