Lebensmittel mit hohem Gehalt Zucker und Salz können ungesund sein, aber diese Zusatzstoffe sind für viele von uns zu lecker, um sie aufzugeben oder im großen Stil zu reduzieren. Was wäre, wenn wir ihren Geschmack irgendwie genießen könnten, ohne sie tatsächlich zu essen? Ein Studententeam hat nun einen Löffel mit einer Struktur entworfen, die Geschmacksknospen dazu anregt, ein Gefühl von Süße zu erzeugen – ohne Kalorien oder Chemikalien hinzuzufügen. Das Projekt knüpft an frühere Arbeiten mit geschmacksverstärkendem Besteck an, wie z. B. Essstäbchen, die die Salzigkeit mit einem milden elektrischen Strom verstärken.
Die fünf Bachelor- und Master-Forschungsstudenten wollten ihren neuen Löffel namens Sugarware für Menschen mit Erkrankungen wie Diabetes entwickeln, von denen 11,3 Prozent der US-Bevölkerung betroffen sind. Zucker ist für viele Betroffene weitgehend vom Speiseplan gestrichen.
Der neue Löffel würde mehrere Erhebungen an seiner Unterseite haben, wodurch eine größere Oberfläche geschaffen wird, um gegen die Zunge zu drücken. Die Höcker können mit einer dauerhaften Schicht aus Molekülen bedeckt sein, die als Liganden bezeichnet werden. Diese Liganden binden an Oberflächenrezeptorproteine der Geschmackszellen, die typischerweise auf Zuckermoleküle oder künstliche Süßstoffe reagieren. Die Bindung kann eine Kaskade von Nervensignalen auslösen, wodurch das Gehirn ein Gefühl von Süße registriert. Ein Diner könnte somit „Süßrezeptoren stimulieren … ohne die eigentliche Injektion von Zucker oder künstlichen Süßstoffen“, erklärte das Team während des Biodesign Sprints 2022, einem Online-Bildungswettbewerb, bei dem Forscher Ideen vorstellen, die in kommerzielle Realitäten umgesetzt werden können. Sugarware gewann seinen Designern den zweiten Platz in der Studentenkategorie.
Die studentischen Forscher nennen zwei verschiedene Einflüsse. „Wir haben unsere Designinspirationen von einem koreanischen Designer, Jinhyun Jeon, erhalten“, sagt Shiyu Xu, der bei der Entwicklung des Projekts ein graduierter Forscher in Tierwissenschaften an der Cornell University war. Jeons Arbeit zur Synästhesie hat untersucht, wie sich die Sinne beim Essen gegenseitig beeinflussen können. In einem Stück „benutzte sie eine ähnliche Art knorrigen Löffel, um zu experimentieren [with] wie sich das Esserlebnis verändern und von diesen Löffeln beeinflusst werden kann“, sagt Teammitglied Weiran Tao, ein graduierter Forscher an der New York University.
Die Forschung von Jeon und anderen konzentriert sich darauf, wie Texturen die Geschmackswahrnehmung beeinflussen, manchmal auf unwahrscheinliche und faszinierende Weise. Bei einem früheren Projekt fand der experimentelle Psychologe Charles Spence von der Universität Oxford, der nicht am Sugarware-Projekt beteiligt ist, heraus, dass Menschen, die Ingwerkekse, Kaffee oder Wein konsumierten, während sie Sandpapier mit ihren Fingern rieben, den Geschmack anders bewerteten, als wenn sie eine glatte Oberfläche rieben . Spence sagt, er sei sich über den Grund nicht sicher, aber „vielleicht passt die Rauheit von Sandpapier zur Schärfe von Ingwerkeksen oder zur Rauheit im Mund von schwarzem Kaffee.“ Oder im Fall des neuen Löffels schlägt er vor, dass „wenn sich die Textur anders anfühlt als Sie es gewohnt sind, dann setzen Sie sich plötzlich auf und nehmen es wahr“, und das ändert die Erfahrung.
Laut Xu hat sich das Sugarware-Team auch eine japanische Studie von Homei Miyashita von der Meiji-Universität und seinen Kollegen angesehen, die Wege gefunden hat, Salzrezeptoren in der Zunge zu stimulieren. Mit der Firma Kirin Holdings entwickelte Miyashitas Team spezielle Essstäbchen: Durch dieses neuartige Besteck fließt ein schwacher elektrischer Strom, der die Natriumionen in einem Bissen Nahrung verschiebt, um die Salzrezeptoren der Zunge anzuregen. Die Forscher berichteten, dass ihre Essstäbchen die Salzwahrnehmung der Gäste um das Eineinhalbfache steigern könnten. Ein US-Unternehmen, Taste Boosters, verfolgt einen ähnlichen mikrostrombasierten Ansatz bei der Entwicklung eines Utensils namens SpoonTEK.
Diese Ideen ähneln Sugarware darin, dass sie alle Utensilien verwenden, um den Geschmack zu verbessern, ohne dass ein Benutzer tatsächlich Salz oder Zucker konsumieren muss. „Aber der Mechanismus zur Stimulierung der Geschmacksknospen ist bei Sugarware völlig anders“, sagt Xu: Es verwendet statt Elektrizität Textur und Geschmacksknospen stimulierende Moleküle.
Neben Salz und Zucker ging es den Sugarware-Forschern auch darum, den Bedarf an künstlichen Süßstoffen zu reduzieren. Diese Verbindungen werden in viele Lebensmittel integriert und „von Hunderten von Millionen weltweit mit der Vorstellung konsumiert, dass sie die süßeste Sensation erzeugen, ohne den Kalorienpreis zu haben“, sagt Eran Elinav, ein Mikrobiomforscher am israelischen Weizmann Institute of Science, der nicht an beteiligt ist das Schülerprojekt. Aber diese Chemikalien haben eine Wirkung auf den Körper. 2014 hatte Elinavs Team Mäuse konsumieren den künstlichen Süßstoff Saccharin und fanden heraus, dass das Darmmikrobiom der Nagetiere mit dem Süßstoff interagierte. „Diese Wechselwirkungen führten kontraintuitiv zu einer Verschlechterung von [the animals’] glykämische Reaktion“, ein Mechanismus, der Erkrankungen wie Diabetes beeinflusst, fügt Elinav hinzu. Andere Untersuchungen haben das gezeigt Menschen, die einige Zuckerersatzstoffe konsumieren erleben auch Veränderungen im Darmmikrobiom sowie Blutzuckerspitzen. „Künstliche Süßstoffe sind im menschlichen Körper eindeutig nicht inert“, sagt Elinav. Da Sugarware eine Süßereaktion stimulieren würde, ohne dass der Benutzer etwas konsumieren müsste, könnte es das Problem der glykämischen Reaktion umgehen.
Die Idee ist „sehr kreativ“, sagt eine der Juroren des Biodesign Sprint, Paola de Almeida, Global Director of Corporate Innovation beim Süßwarenhersteller Mars. Der kommerzielle Erfolg des Produkts würde jedoch eine deutliche Verhaltensänderung der Verbraucher erfordern: Anstatt den üblichen Zucker oder künstliche Süßstoffe hinzuzufügen, „sagen wir jetzt: Verwenden Sie dieses Utensil“, sagt de Almeida.
Ob sich geschmacksverstärkende Utensilien durchsetzen, bleibt abzuwarten. Das japanische Team plant dies nicht Kommerzialisierung seiner elektrischen Essstäbchen bis später in diesem Jahr, und die Sugarware-Forscher arbeiten noch an einem Prototyp. Ein Teil ihres Wettbewerbspreises beinhaltet eine Betreuung durch Mars-Mitarbeiter.
Aber wenn Sie jetzt mit Besteck und Geschmack herumspielen wollen, brauchen Sie keine speziell entworfenen Gabeln oder Messer. Frühere Untersuchungen zeigen, dass das Gewicht, die Farbe und die Form von normalen Utensilien abweichen können ändern, wie wir den Geschmack von Lebensmitteln wahrnehmen. Greifen Sie also zu diversen Bestecken und führen Sie einen unabhängigen Geschmackstest durch. Sie werden feststellen, dass einige Löffel süßer sind als andere, auch wenn sie keine Beulen haben.