キャンディー、クッキー、ジュース。しかし、ある人が「甘すぎる」と思う味を、別の人は「ちょうどいい」と思うかもしれません。このようなばらつきがあると、新しい食品や飲料を開発するのが難しくなるため、企業はより客観的な方法を求めてきた。今回、ACS Applied Materials & Interfaces誌の研究者らは、人間の味蕾を模倣して甘さを測定する超高感度バイオエレクトロニクス舌を開発した。
物質の味を分析する方法としては、人間の感覚パネルが最も一般的ですが、味の感じ方は人によって大きく異なることがあります。より客観的なデータを得るために、研究者は研究室でバイオエレクトロニクス舌を作りましたが、製造が複雑であったり、人間の舌の働きを完全に再現することができなかったりするのです。 人間の舌には、糖などの化合物に結合する2つの大きく複雑な構造をもつ甘味受容体がある。
このうち一番外側のドメインは、蝶番のような2枚葉の分子構造が食虫植物の葉に似ていて、獲物の周りを閉じることから、「ビーナス・フライトラップ・ドメイン」と呼ばれている。このドメインは、人が摂取する甘い物質のほとんどと相互作用する。以前の研究で、Tai Hyun Park、Seunghun Hongらは、うま味受容体の先端にあるタンパク質だけを用いて、人間に近い性能をもつうま味センサーを作った。そこで研究者らは、同じ概念を応用して、金星飛翔体ドメインを電子味蕾として使い、甘味を感知する生体電子舌を作ろうと考えた。
研究グループは、金電極上に、バクテリアによって作られた金星飛翔体ドメインのコピーを薄く貼り付けた。そして、複数の金電極をカーボンナノチューブでつなぎ、電界効果トランジスタデバイスを作製した。この素子に、自然な甘さのスクロースや人工甘味料のサッカリンの溶液をかけると、電流が減少した。このセンサーは、0.1フェムトモルレベルまで反応し、これまでの生体用甘味センサーに比べて1,000万倍の感度を示したという。このデバイスは、リンゴジュースやショ糖入りカモミールティーなど、実際の飲み物の甘さも安定して測定できたが、セロビオース（無味の糖）やグルタミン酸ナトリウム（MSGとして知られる塩）を導入すると反応を示さなかった。生体電子舌は、甘味を感じる化合物に対する感度と選択性の両方を備えていたため、研究者らは、これがヘルスケア、医薬品、食品・飲料業界にとって強力なツールになる可能性があるとしている。
韓国国立研究財団（NRF）、韓国科学情報通信部（MSIT）、韓国貿易産業エネルギー部（MOTIE）、サムスン電子、欧州連合ホライゾン2020プログラム内の欧州研究会議（ERC）、韓国科学技術院（KIST）機関別プログラムから資金提供を受けていることを謝辞とします。
詳細はこちら
[This is automatically translated from English]