Selain rasa terkenal seperti manis, asin, asam, pahit, dan umami, penelitian terbaru menunjukkan bahwa lidah juga dapat mendeteksi amonium klorida sebagai rasa utama.

Ilmuwan Jepang Kikunai Ikeda pertama kali mengusulkan umami sebagai rasa utama pada awal tahun 1900-an, selain rasa yang terkenal seperti manis, asam, asin, dan pahit. Butuh waktu hampir delapan puluh tahun bagi komunitas ilmiah untuk secara resmi mengakui usulannya.

Kini, para ilmuwan yang dipimpin oleh peneliti di Dornsife College of Letters, Arts and Sciences di USC memiliki bukti keberadaan rasa dasar keenam.

Dalam sebuah penelitian yang baru-baru ini diterbitkan di majalah tersebut Komunikasi Alam, Universitas California Selatan Ahli saraf Dornsife Emily Lehman dan timnya menemukan bahwa lidah merespons amonium klorida melalui reseptor protein yang sama yang memberi sinyal rasa asam.

“Jika Anda tinggal di negara Skandinavia, Anda pasti familiar dengan rasa ini dan mungkin menyukainya,” kata Lehmann, profesor ilmu biologi. Di beberapa negara Eropa utara, licorice asin telah menjadi makanan penutup yang populer setidaknya sejak awal tahun 1900-an. Perlakuan ini mencakup garam salmik atau amonium klorida di antara komponen-komponennya.

Penelitian mendalam tentang reaksi lidah

Para ilmuwan telah mengetahui selama beberapa dekade bahwa lidah memberikan respons yang kuat terhadap amonium klorida. Namun, meski telah dilakukan penelitian ekstensif, reseptor lidah spesifik yang berinteraksi dengannya masih sulit dipahami.

Lyman dan tim peneliti mengira mereka mungkin punya jawabannya.

Dalam beberapa tahun terakhir, mereka Protein terungkap Bertanggung jawab untuk mendeteksi rasa asam. Protein ini, disebut OTOP1, terletak di dalam membran sel dan membentuk saluran untuk mengangkut ion hidrogen ke dalam sel.

Ion hidrogen adalah komponen utama asam, dan seperti yang diketahui oleh pecinta kuliner di mana pun, lidah dapat merasakannya kecut Seperti asam. Itu sebabnya jus lemon (kaya asam sitrat dan askorbat), cuka (asam asetat), dan makanan asam lainnya memberikan sentuhan asam saat menyentuh lidah. Ion hidrogen dari zat asam ini ditransmisikan ke sel reseptor rasa melalui saluran OTOP1.

Karena amonium klorida dapat mempengaruhi konsentrasi asam – yaitu ion hidrogen – di dalam sel, tim bertanya-tanya apakah hal tersebut dapat merangsang OTOP1.

Reaksi hewan dan peran OTOP1

Untuk menjawab pertanyaan tersebut, mereka memasukkan gen Otop1 ke dalam sel manusia yang ditumbuhkan di laboratorium sehingga sel tersebut menghasilkan protein reseptor OTOP1. Mereka kemudian memaparkan sel pada asam atau amonium klorida dan mengukur responsnya.

“Kami melihat bahwa amonium klorida merupakan penggerak saluran OTOP1 yang ampuh,” kata Lehmann. “Ini aktif dengan baik atau lebih baik daripada asam.”

Amonium klorida melepaskan sejumlah kecil amonia, yang masuk ke dalam sel dan meningkatkan pH, menjadikannya lebih basa, yang berarti lebih sedikit ion hidrogen.

“Perbedaan pH ini memicu aliran proton melalui saluran OTOP1,” jelas Ziyu Liang, Ph.D. mahasiswa di lab Lyman dan penulis pertama penelitian ini.

Untuk memastikan bahwa hasil mereka lebih dari sekedar artefak laboratorium, mereka beralih ke teknik yang mengukur konduktivitas listrik, mensimulasikan bagaimana saraf menghantarkan sinyal. Menggunakan sel pengecap yang diambil dari tikus normal dan dari tikus yang sebelumnya telah dimodifikasi secara genetik di laboratorium Jangan menghasilkan OTOP1Mereka mengukur seberapa baik sel pengecap menghasilkan respons listrik yang disebut potensial aksi ketika amonium klorida dimasukkan.

Permen licorice asin Skandinavia yang populer mengandung garam alkali amonium klorida, yang memberikan rasa unik pada permen. Kredit: Maxine Eichger

Sel pengecap dari tikus tipe liar menunjukkan peningkatan tajam potensial aksi setelah penambahan amonium klorida, sedangkan sel pengecap dari tikus yang kekurangan OTOP1 gagal merespons garam. Hal ini menegaskan hipotesis mereka bahwa OTOP1 merespons garam dan menghasilkan sinyal listrik di sel pengecap.

Hal yang sama juga terjadi ketika anggota tim peneliti lainnya, Courtney Wilson, mencatat sinyal dari saraf yang mempersarafi sel pengecap. Dia melihat bahwa saraf merespons penambahan amonium klorida pada tikus normal, namun tidak pada tikus yang kekurangan OTOP1.

Tim kemudian melangkah lebih jauh dan meneliti bagaimana reaksi tikus ketika diberi pilihan untuk minum air biasa atau air yang dicampur dengan amonium klorida. Dalam percobaan ini, mereka menonaktifkan sel pahit yang juga berkontribusi terhadap rasa amonium klorida. Tikus dengan OTOP1 fungsional merasa rasa amonium klorida tidak enak dan tidak meminum larutan tersebut, sedangkan tikus yang kekurangan OTOP1 tidak keberatan memakan garam alkali, bahkan pada konsentrasi yang sangat tinggi.

“Itu benar-benar penentunya,” kata Lehman. “Ini menunjukkan bahwa saluran OTOP1 penting untuk respons perilaku terhadap amonium.”

Namun para ilmuwan belum selesai. Mereka bertanya-tanya apakah hewan lain juga sensitif terhadap saluran OTOP1 mereka dan menggunakannya untuk mendeteksi amonium. Mereka menemukan bahwa saluran OTOP1 di beberapa Menggolongkan Tampaknya lebih sensitif terhadap amonium klorida dibandingkan spesies lainnya. Saluran OTOP1 manusia juga sensitif terhadap amonium klorida.

Implikasi evolusioner

Jadi, apa keunggulan rasa amonium klorida, dan mengapa ia dilestarikan secara evolusioner?

Lehman berspekulasi bahwa kemampuan untuk merasakan amonium klorida mungkin telah berevolusi untuk membantu organisme menghindari menelan zat biologis berbahaya yang mengandung amonium konsentrasi tinggi.

“Amonium ditemukan dalam produk limbah – seperti pupuk – dan cukup beracun, jadi masuk akal jika kita mengembangkan mekanisme rasa untuk mendeteksinya,” jelasnya. Ayam OTOP1 lebih sensitif terhadap amonium dibandingkan ikan zebra. Lehmann berspekulasi bahwa perbedaan ini mungkin mencerminkan perbedaan lingkungan. Untuk hewan yang berbeda. “Ikan mungkin tidak menemukan banyak amonium di dalam air, sedangkan kandang ayam penuh dengan amonium yang harus dihindari dan tidak tertelan.”

Namun dia memperingatkan bahwa ini adalah penelitian yang sangat awal dan diperlukan lebih banyak penelitian untuk memahami perbedaan sensitivitas spesies terhadap amonium dan apa yang membuat saluran OTOP1 pada beberapa spesies sensitif dan spesies lainnya kurang sensitif terhadap amonium.

Untuk mencapai tujuan ini, mereka telah memulainya. “Kami telah mengidentifikasi bagian spesifik dari saluran OTOP1 – asam amino spesifik – yang penting untuk respons terhadap amonium,” kata Lehman. “Jika kita mengubah residu ini, saluran tersebut tidak akan terlalu sensitif terhadap amonium, namun masih akan merespons asam.”

Selain itu, karena asam amino ini dilestarikan pada spesies yang berbeda, harus ada tekanan selektif untuk melestarikannya, katanya. Dengan kata lain, kemampuan saluran OTOP1 untuk merespons amonium pastilah penting bagi kelangsungan hidup hewan.

Di masa depan, para peneliti berencana untuk memperluas penelitian ini untuk memahami apakah sensitivitas terhadap amonium tetap ada di antara anggota keluarga proton OTOP lainnya, yang juga diekspresikan di bagian lain tubuh, termasuk saluran pencernaan.

Dan siapa yang tahu? Amonium klorida dapat bergabung dengan lima rasa dasar lainnya, sehingga jumlah resminya menjadi enam.

Referensi: “Saluran proton OTOP1 adalah sensor rasa amonium klorida” oleh Ziyu Liang, Courtney E. Wilson, Bochuan Teng, Sue C. Kinnamon, dan Emily R. Liman, 5 Oktober 2023, Komunikasi Alam.
doi: 10.1038/s41467-023-41637-4

Penelitian ini didanai oleh Institut Kesehatan Nasional.