makuaisti

Nisäkkäillä on yleensä erinomainen kyky maistaa makeaa – kuten me kaikki suklaa-addiktit hyvin tiedämme. Syynä on geeni nimeltä TAS1R2/TAS1R3, joka ohjaa makeaa aistivien makusilmujen toimintaa.

Samainen geeni löytyy myös Jaavan saarella asustavilla mustalangureilla, mutta se on epäkunnossa. Emiko Nishin johtamassa tutkimuksessa todettiin, että sen kummemmin sakkaroosi, maltoosi kuin fruktoosi eli hedelmäsokeri eivät saa sikäläisten lehtiapinoiden makusilmuissa aikaan minkäänlaista reaktiota.

Jo aiemmin sama ryhmä on todennut, että lehtiapinoilta puuttuu kyky aistia karvasta makua.

Makeasta piittaamattomuus näkyy paitsi solutasolla myös lehtiapinoiden ruokailutavoissa. Nishin ryhmä tarjosi töyhtölangureille ja hanumaaneille, kahden lehtiapinalajin edustajille, kahdenlaista hilloa. Toiseen oli lisätty sokeria, toiseen ei.

Hiirillä tehtyjen kokeiden perusteella lihavilla yksilöillä on paitsi vähemmän makeaa aistivia soluja kuin solakoilla lajitovereillaan, näiden lukumäärältään vähäisempien solujen välittämä aistimus on heikompi.

Nyt on saatu uutta tietoa ilmiön taustalla vaikuttavista tekijöistä. Ylipaino aiheuttaa tulehdustilan, joka vähentää kielessä olevien makusilmujen määrää. Vähennys voi olla jopa 25 prosenttia.

Yhdessä makusilmussa on 50–100 solua, jotka uusiutuvat melko nopeasti: yhden solun elinikä on vain noin 10 vuorokautta. Soluja on kolmea eri tyyppiä ja ne aistivat kaikkia viittä perusmakua.

Andrew Kaufmanin johtama ryhmä tutki Cornellin yliopistossa hiiriä ja niiden makuaistia syöttämällä osalle normaaliravintoa, jossa rasvan osuus oli 14 prosenttia, ja osalle lihottavaa ruokaa, jossa rasvaa oli 58 prosenttia.

Kahdeksan viikon jälkeen lihotuskuurilla olleiden hiirien paino oli keskimäärin kolmanneksen suurempi kuin normaalipainoisten lajitovereidensa.

Kolibrit ovat eläinmaailman viuhtojia. Ne tekevät kaiken vauhdikkaasti. Vinhasti räpyttävien siipien liikettä on mahdollista tarkastella vain huippunopeuskameroiden avulla. Niiden sydän lyö yli tuhat kertaa minuutissa ja kieli lipoo 17 kertaa sekunnissa, kun ne imevät mettä kukista.

Jos tarjolla onkin makean nesteen sijasta vettä, sen huomaaminen vaatii vain kolme pikaista kielenlipaisua. Saman tien kolibri kiskaisee nokkansa kukasta, ravistaa päätään ja sylkee pois mauttoman litkun. Niitä ei pysty hämäämään edes keinotekoisilla makeutusaineilla, joihin ihminen lankeaa litkiessään kevytkokista.

Kolibrien makeannälkä on ollut jo pitkään tunnettu tosiasia, mutta sen taustalla olevan biologian selvittäminen on ollut hankalaa. Useimmat linnut eivät nimittäin aisti makeutta. Nyt arvoitus on saatu ratkaistua Harvardin yliopistossa. Kolibrien pettämätön kyky tunnistaa makeus kehittyi aistisoluista, jotka alkujaan tunnistivat erilaisia aminohappoja, jotka ovat ihmisen ja muiden nisäkkäiden sekä useimpien muiden lintujen aistiman umami-maun taustalla.

Aikaisempi olettamus oli, että eläimet aistivat makuja samaan tapaan kuin ihminen. Perusmaut ovat makea, suolainen, hapan, karvas ja umami. Alun perin kanoilla tehdyt tutkimukset osoittivat, että ne eivät maista lainkaan makeaa, jonka taustalla ovat hiilihydraatit. Niillä ei ole siihen vaadittavaa geeniä. Sama näytti pätevän moniin muihinkin lintuihin.

Kun tutkijat, Maude Baldwin, Stephen Liberles ja Yasuka Toda, selvittivät kolibrien ja niiden lähisukulaisten kiitäjien makuaistien eroja ja yhtäläisyyksiä, he huomasivat yllätyksekseen, että samat aistisolut, joiden avulla kiitäjät aistivat umamin, saivatkin kolibrit tunnistamaan makean. Tarkempi tutkimus osoitti, että kolibrien geeneissä on tapahtunut vähintään 20 mutaatiota, jotka selittävät tämän omituisuuden.

Umami-aistisoluille makean tunnistaminen ei ole yksinkertaista, vaan se vaatii rakenteellisia muutoksia. Aminohappojen ja hiilihydraattien molekyylirakenteet poikkeavat toisistaan huomattavasti ja ne edellyttävät aistisoluilta erilaista pintarakennetta.

Geeneissä eli perimän molekyylitasolla tapahtuneet muutokset ja niiden aiheuttama makeannälkä ovat vaikuttaneet merkittävästi kolibrien evoluutioon. Nykyisin kolibreja on yli 300 lajia, mutta ne alkoivat erkaantua kiitäjistä vasta noin 40 miljoonaa vuotta sitten. Mieltymys makeaan meteen sai ne levittäytymään Etelä-Amerikasta lopulta koko Amerikan mantereelle.

Uutinen perustuu Harvard Medical Schoolin EurekAlert!-sivustolla julkaistuun tiedotteeseen.

Se, mitä me kutsumme ruuan mauksi, muodostuu aivoissamme usean eri aistin yhteisvaikutuksesta. Asiaa avaa uusi Turun yliopiston Funktionaalisten elintarvikkeiden kehittämiskeskuksen (FFF) nettiin luoma kaikille avoimen Moniaistinen keittokirja.

​Anu Hopian ja Susanna Ihanuksen toimittama keittokirja on netistä kaikkien vapaasti ladattavissa. Kirjan tekemiseen osallistuivat myös Marí Sandell, Seppo Salminen ja Emmi Harju.

​Professori Anu Hopian ja projektipäällikkö Susanna Ihanuksen toimittama digitaalinen Moniaistinen keittokirja 5D Cookbook on julkaistu sekä suomeksi että englanniksi. Sekä tietokoneelle että tabletille luotu keittokirja löytyy Turun yliopiston nettisivuilta sekä osoitteesta www.5Dcookbook.fi. Julkaisu on maksuton ja vapaasti käytettävissä.

"Moniaistinen keittokirja syntyi muistuttamaan meitä ruoan iloista", kertoo professori Anu Hopia. "Siitä, että sitä nautitaan kaikilla viidellä aistillamme. Muodostamme käsityksen sen mausta jo ensimmäisten muutaman kymmenen millisekunnin aikana, kun viesti silmistä ehtii aivoihin. Myös kuulo ja tuntoaisti ovat osa ruokanautintoa siinä missä tutut ruokailuaistimme maku ja hajukin, Turun yliopiston Funktionaalisten elintarvikkeiden kehittämiskeskuksen."

Moniaistinen keittokirja on maailmankin mittakaavassa ainutlaatuinen teos, johon on reseptien lisäksi koottu Turun yliopiston johtaman KUMURU-projektin tieteellistä ja taiteellista satoa.

"Se, mitä kutsumme ruuan mauksi, muodostuu aivoissamme usean eri aistin yhteisvaikutuksesta", toteaa KUMURU-hankkeen projektipäällikkö Susanna Ihanus. "Asiaa lähestyttiin Etelä-Pohjanmaalla toteutetussa KUMURU-hankkeessa. Moniaistinen keittokirja - 5D Cookbook on pieni kokoelma reseptejä KUMURun makumatkalta."

Kolmevuotisen KUMURU-projektin tavoitteena oli tuottaa "KUlttuuri, MUsiikki ja RUoka" -teemasta uutta tutkimusta, uusia tapahtuma-aihioita ja innostaa yrityksiä kehittämään uutta liiketoimintaa. Yhteistyökumppaneina oli muun muassa keittiömestareita, ravintoloitsijoita, opiskelijoita, korkeakouluja, tutkijoita Suomesta, Iso Britanniasta, Argentiinasta ja Norjasta sekä taiteilijoita viidestä eri maasta.

Väite saattaa tuntua ristiriitaiselta, sillä painoa kertyy helposti syömällä runsaasti hiilihydraatteja, esimerkiksi sokeria. Buffalon yliopistossa tehdyn tuoreen tutkimuksen mukaan ylipaino vaikuttaa kuitenkin makuaistiin juuri otsikossa mainitulla tavalla (kuvan henkilö ei enää liity tapaukseen).

Makuaisti ei tosin katoa kokonaan, mutta hiirillä tehtyjen kokeiden perusteella ylipainoisilla yksilöillä oli kielessään selvästi vähemmän makeaa aistivia soluja kuin solakoilla lajitovereillaan. Lisäksi näiden lukumäärältään vähäisempien solujen välittämä aistimus oli heikompi.

Tutkimusta johtaneen Kathryn Medlerin mukaan nyt tarkasteltiin ensimmäisen kerran suoraan ruoan kanssa kosketuksiin joutuvia kielen soluja, kun aiemmin on tutkittu ylipainon vaikutusta aivoihin sekä makuaistiin liittyvään hermojärjestelmään.

Eri makujen aistimista tutkittiin tarkkailemalla makusilmujen reseptorisolujen kalsiumtasoa. Kun solu ”tunnistaa” tietyn maun, kalsiumin määrä kasvaa hetkellisesti. Tutkimuksessa todettiin, että ylipainoisten hiirien makuaisti on heikentynyt paitsi makean myös karvaan suhteen. Sen sijaan umamin osalta ei havaittu eroja.

Perhosen makunystyrät sijaitsevat jaloissa; ne maistavat seisomalla.

”Maistoitko tekemääsi ruokaa?” kysytään usein television kokkikilpailuissa hikeä otsaltaan pyyhkiviltä hermostuneilta kilvoittelijoilta. Yleensä se on perusteltu vaatimus, sillä toisinaan laaturavintoloissakin tuntuu siltä, että keittiön puolella ei annosta ole viitsitty – tai uskallettu – maistaa.

Tuoreen tutkimuksen mukaan sillä ei loppujen lopuksi ole ehkä sittenkään niin suurta väliä: eri ihmiset maistavat ja haistavat samoja makuja ja tuoksuja hyvin eri tavoin. Jos jokin ruokalaji on keittiömestarin näkemyksen mukaan annosten aatelia, se voi asiakkaan mielestä olla kauheaa kuraa, vaikka siinä ei varsinaisesti mitään vikaa olisikaan.

Kuten tunnettua, haju- ja makuaisti liittyvät läheisesti toisiinsa. Ihmisten erilaiset makumieltymykset ja -tottumukset ei ole mikään uusi asia. Yhdelle maistuu makea, toiselle suolainen, kolmannelle kitkerä. Lapsille tolkutetaan, että maistelemalla voi opetella tykkäämään ”pahoista” ruoista, mutta sekään ei välttämättä ole totta.

Uusiseelantilaisessa kasvin- ja ravinnontutkimuksen instituutissa haistatettiin 187 koehenkilöllä kymmentä eri tuoksua, kuten esimerkiksi eukalyptusta, sipulia ja vaniljaa. Koetilanteessa jokaisella oli edessään kolme viinilasia, joista yhteen lisättiin vähän kerrallaan tuoksua antavaa ainetta, kunnes koehenkilö pystyi sanomaan, missä lasissa ainetta oli. Sen jälkeen jokaiselle tehtiin geenikartoitus, jotta voitiin selvittää, mitkä geenit vaikuttavat eri tuoksujen aistimiseen.

Tulokset olivat hämmästyttäviä. Herkkänenäisimpien hajuaisti osoittautui noin 10 000 kertaa tarkemmaksi kuin kehnoimpien nuuskijoiden. Tilannetta voi havainnollistaa sillä, että siinä missä joku tunnistaa korianterin tuoksun yhdestä ainoasta siemenestä, joku toinen bongaa sen vasta kourallisesta samaisia siemeniä.

Richard Newcombin johtaman tutkijaryhmän mukaan makuaisti on hyvin vahvasti geneettinen ominaisuus: jos kaurapuuro maistuu pahalta, se maistuu pahalta vielä sadannen lautasellisen jälkeenkin. Olkoon kuinka terveellistä ja ravitsevaa tahansa.

Kymmenestä testituoksusta neljä – mallas, omena, sinihomejuusto ja orvokki – osoittautui erityisen riippuvaiseksi geeniperimästä. Näiden tuoksujen aistiminen perustuu kuitenkin eri geeneihin, joten hyvä ”juustonenä” ei kuitenkaan vielä takaa hyvää ”kukkanenää”.

Hajuaistin herkkyys vaikuttaa tutkimuksen mukaan myös siihen, miten eri ihmiset kokevat eri tuoksut. Herkkänenäisten luonnehdinta orvokin tuoksusta oli ”kukkainen” tai peräti ”orvokkinen”, mutta heikkoaistisempien mielestä se oli yleensä ”pistävä” tai ”hapan”.

Oma osuutensa on myös nenäontelon sisäpinnalla olevilla miljoonilla neuroneilla. Jokaisessa niistä on tuoksuja aistivia reseptoreita, mutta kussakin neuronissa vain tietynlaisia: ne ”vastaanottavat” vain tiettyjä molekyylejä.

Eri tuoksut koostuvat erilaisista molekyyleistä, jotka yhdessä aiheuttavat tietynlaisen aistimuksen. Monessa tapauksessa tuoksun tunnusomainen piirre syntyy kuitenkin yhdestä ainoasta molekyylistä, esimerkiksi sinihomejuuston tapauksessa 2-heptanonista – samasta yhdisteestä, jolla mehiläiset torjuvat punkkeja (tähän teemaan palaamme myöhemmin).

Perinteisesti viinien haistelua ja maistelua on pidetty paitsi haastavana harrasteena myös merkkinä sofistikoituneesta hajuaistista. Eikä aivan suotta. Viinien maut ovat hyvin mutkikkaita ja yhdestä viinistä voi löytyä satoja, jopa tuhansia eri vivahteita. Siksi mielipiteet viineistä eroavat helposti hyvin paljon toisistaan – ja voivat illan vanhetessa aiheuttaa kiivaita kiistoja.

Hajuaistin herkkyys riippuu geeniperimän lisäksi myös monesta muusta seikasta. Raskaus saattaa aiheuttaa hajuyliherkkyyttä, joka voi joidenkin tutkijoiden mukaan selittää aamupahoinvoinnin, mutta myös mieliala ja jopa vuorokaudenaika vaikuttavat hajuaistiin. Herkimmillään se näyttäisi olevan juuri ennen lounasaikaa, mikä voi selittyä kasvavalla näläntunteella.

Tulokset ovat jo sinällään mielenkiintoisia, mutta ne kiinnostavat myös elintarviketeollisuutta. Kauppojen hyllyille päätyviä tuotteita testataan keskivertokuluttajista koostuvilla ryhmillä ja tulosten on oletettu kertovan suhteellisen luotettavasti ihmisten makutottumuksista. Uusi tutkimus osoittaa, että niin ei välttämättä ole, mutta toisaalta sen toivotaan antavan osviittaa, miten makutestien luotettavuutta olisi mahdollista lisätä.

Tutkimus julkaistiin Current Biology -tiedelehdessä 1.8.2013.