О вкусах – с химической точки зрения

Из пяти отпущенных человеку органов чувств вкус – далеко не самый важный. Со зрением человек получает до 90 % информации. По слуху («гремит где‑то: гроза приближается»), по запаху («что‑то гарью пахнет!») он может определить опасность, хотя, конечно, до собачьего слуха и нюха человеку далеко. Малыши путем осязания быстро узнают опасность прикосновения к горячим предметам. А вот без вкусовых ощущений прожить, наверное, можно; конечно, любители поесть – гурманы с этим не согласятся.

На вкус и на цвет товарищей нет

Разнообразие вкусов огромно; их, вероятно, не меньше, чем различных цветов (художники различают тысячи оттенков цветовой гаммы). И так же, как белый свет можно «разложить» на составные части, так и любой вкус является комбинацией сладкого, соленого, кислого и горького (некоторые исследователи прибавляют к этим основным четырем еще жгучий, пряный и холодящий вкусы). Но чтобы почувствовать все богатства вкусовых ощущений, необходимо сочетание вкуса и запаха. Это особенно заметно, когда у человека сильный насморк: при исключении обоняния самая вкусная еда и лучшие напитки утрачивают для человека всю свою прелесть. Физиологи обнаружили даже, что если человек с завязанными глазами и зажатым носом (чтобы не чувствовать запаха пищи) будет жевать сладкий лук или яблоко, он может их не различить. Для обозначения сочетания вкуса и запаха в некоторых языках существуют специальные слова (например, flavour в английском, что примерно соответствует нашему термину «букет» по отношению к винам).

Вкусовые раздражения воспринимают особые вкусовые сосочки на языке – у взрослого человека их приблизительно 9000. Их число уменьшается с возрастом, особенно после 45 лет. У ребенка весь язык покрыт вкусовыми сосочками, у взрослого они расположены на ограниченной площади. (А вот у кошек вкусовых сосочков мало, поэтому привлекательность пищи они определяют в основном по запаху.) Каждый из этих сосочков содержит около сотни специализированных вкусовых клеток‑рецепторов. Так что язык взрослого человека содержит около миллиона клеток, «специализирующихся» на вкусовых ощущениях. От этих клеток отходят нервные окончания, передающие сигналы в мозг. Вкусовые клетки живут недолго – всего 10 дней и постоянно заменяются новыми. Чувствительность вкусовых рецепторов довольно низкая по сравнению с рецепторами, ответственными за обоняние.

Вкусовые сосочки и соответственно вкусовые рецепторы расположены лишь в определенных местах языка на сравнительно небольшой площади. Так, на сладкое реагирует передняя часть языка, на соленое – его боковые поверхности, на кислое – тоже боковые поверхности, только расположенные дальше, а на горькое – средняя часть основания языка. При этом заметная часть верхней поверхности языка и вся его нижняя поверхность совершенно лишены вкусового чувства. Чтобы выяснить это, отдельные части языка смазывали кисточкой, смоченной определенным «эталонным» веществом. При этом можно было наблюдать интересное явление – «борьбу» вкусов, когда на одну часть языка воздействовали кислым веществом, а на другую – горьким. В этом опыте человек попеременно ощущал то один вкус, то другой, но, в отличие от цвета, «среднего» между кислым и горьким вкусом не бывает! Интересно, что у кошек почти нет рецепторов сладкого вкуса, поэтому, в отличие от собак или лошадей, они сладкое не любят. Не исключено, что предрасположенность человека к сладкому и нелюбовь к горькому появились в процессе эволюции: сладкий вкус типичен для полезных спелых плодов, а горький – для многих ядовитых растений (к сожалению, не для всех). Чтобы вещество имело какой‑либо вкус, оно должно быть хотя бы немного растворимо в воде – иначе оно не сможет подействовать на вкусовые клетки. Недаром расположенные между сосочками железы выделяют жидкость, которая эти сосочки непрерывно промывает.

У разных цветов (красный, оранжевый…) есть своя числовая характеристика – частота колебаний световой волны (или длина волны). Для вкуса же подобной количественной характеристики нет – ведь для него единственный «измерительный прибор» – язык человека. Можно, однако, привести «типичные образцы» вкусов. Тогда образцом горького будет хинин, сладкого – сахароза (обычный свекловичный или тростниковый сахар), соленого – хлорид натрия (поваренная соль), кислого – любая кислота с «безвкусным» анионом. У большинства же других веществ вкус определяется сочетанием четырех «основных вкусов» разной интенсивности.

Аналогия вкуса и цвета не исчерпывается разложением их на «спектральные составляющие». Как существуют дальтоники, не различающие некоторые цвета (чаще всего – зеленый и красный), причем эта болезнь наследственная, так и по вкусовым ощущения людей можно разделить на определённые группы, которые также определяются наследственностью. Проведенные в США в 1932 г. опыты с растворами фенилтиомочевины C6H5–NH–CS–NH2 дали удивительный результат. Оказалось, что в среднем из ста испытуемых двадцать вообще не чувствуют вкус этого соединения, остальным же его раствор даже при умеренных концентрациях кажется нестерпимо горьким. Это свойство проявляется у многих соединений, молекулы которых, подобно фенилтиомочевине, содержат группу атомов –NH–C=S.

Вкусовая чувствительность к фенилтиомочевине у разных людей отличается исключительно сильно. Так, в 1955 г. был описан случай, когда один пробующий уловил горечь этого соединения при концентрации в растворе всего лишь 0,01 мг/л, в то время как другие не обнаружили то же вещество, когда его было 2,5 г/л, т. е. в 250 000 раз больше! Установлено, что это явление также обусловлено наследственностью. Бывают еще более удивительные вещества, имеющие для разных людей несколько «разных вкусов». Например, бензоат натрия – натриевая соль бензойной кислоты (С6Н5СООNa) одним кажется сладковатой, другим кислой, третьим горькой, а некоторым вообще безвкусной. Как рассказывают, некий химик любил шутить, предлагая группе своих знакомых на пробу раствор этой соли (она достаточно безвредна; раньше бензойную кислоту применяли для консервирования, да и брусника обязана этой кислоте тем, что может долго храниться, не плесневея). Так вот, после дегустации, как правило, разгоралась перебранка: каждый в компании не мог понять, почему окружающие не хотят говорить правду…

Бензоат натрия – далеко не единственное соединение, обладающее более чем «двумя вкусами». Подобное свойство обнаружено, например, у маннита – вещества класса сахаров, которое в свободном виде содержится в кожуре апельсинов; у креатина – вещества, постоянно содержащегося в мышечной ткани животных. Интересно, что, имея всего три‑четыре подобных вещества, можно разделить всех людей на группы, отличающиеся определенными наследственными признаками. Таким образом, известная поговорка «На вкус и на цвет товарищей нет» находит строгое научное подтверждение!

Теперь, вероятно, не покажутся удивительными рассказы путешественников в Юго‑Восточную Азию, например в Таиланд. Там растет удивительное растение дурьян (оно же дуриан). Это тропическое дерево семейства баобабовых, его родина – полуостров Малакка, на котором расположены Малайзия и часть Таиланда.

Масса плода этого дерева достигает 3 кг, а сочные части плодов жители тропиков употребляют в пищу. Плоды содержат вещества, запах и вкус которых для одних – райское наслаждение, для других – хуже рвотного. Причем запах этот настолько стойкий, что от него не спасает тщательная упаковка плода в три плотно завязанных полиэтиленовых пакета!

Горькое, соленое, кислое

Чувствительность языка неодинакова к «разным вкусам». На первом месте чаще всего стоят вещества горькие. Это именно тот случай, когда ложка дегтя портит бочку меда. Действительно, вкус таких горьких веществ, как хинин и стрихнин, отчетливо воспринимается при разведении 1: 100 000 и более (это примерно чайная ложка вещества, разведенная в полутонне воды!). Хинин – белое кристаллическое вещество, впервые выделенное из коры южноамериканского хинного дерева. Оно используется как одно из самых эффективных средств против малярии. В очень малых количествах хинин добавляют к некоторым горчащим напиткам типа тоника, которые хорошо утоляют жажду. Обнаружить хинин в тонике можно не только по вкусу, но и по яркому светло‑голубому свечению напитка под лучами ультрафиолетовой лампы. Когда хинин используют в качестве лекарства, порошок этого нестерпимо горького вещества обычно заключают в капсулы из желатина. Человек глотает капсулу, не ощущая никакого вкуса; потом в пищеварительном тракте желатин растворяется, и лекарство попадает в кровь. Однако описаны случаи, когда после приема хинина в капсулах, исключающих непосредственный контакт лекарства с языком, люди жаловались на горький вкус во рту. Объясняли это удивительное явление тем, что, попав в кровь, хинин возбуждал вкусовые нервы «изнутри языка».

С химической точки зрения хинин относится к классу алкалоидов – природных соединений, содержащих один или несколько атомов азота в молекуле. Алкалоиды содержатся в некоторых растениях, откуда их можно выделить. К алкалоидам относятся и многие горькие и очень горькие вещества – кофеин, никотин, стрихнин. Известно более тысячи алкалоидов, и многие из них не только горькие, но и очень ядовитые (стрихнин, кураре). Возможно, ощущение их горького вкуса выработалось у человека в процессе эволюции как защитная реакция против отравления.

Хинин

Из простых неорганических солей горьким вкусом обладают CsCl, RbBr, CsBr, KI, RbI, CsI, MgSO4. Многие знакомы со вкусом последнего вещества из этого списка: сульфат магния содержится в морской воде, а в чистом виде его используют в медицине (обладает слабительным и желчегонным действием). Фармацевты так это вещество и называют: «горькая соль», хотя до хинина ей далеко. Эталоном соленого вкуса служит хлорид натрия. Правда, его «стандартный» соленый вкус не вполне постоянен. Так, в присутствии сахара или при повышенной температуре он ослабляется, а в присутствии кислот – усиливается. Соленым вкусом (правда, не совсем «чистым» и часто имеющим небольшой горьковатый привкус) обладают и многие другие соли, например хлорид калия KCl. Интересно, что крысам и кроликам хлорид натрия кажется более соленым, чем хлорид калия, а кошкам – наоборот. Конечно, кошка сама не расскажет о своих вкусовых ощущениях. Зато можно узнать, при какой концентрации хлорида натрия или калия животное откажется от питья, и таким образом определить его чувствительность к данному веществу. Явственно соленый вкус (с горьковатым привкусом) обнаруживают многие неорганическое соли – LiCl, NH4Cl, KCl, RbCl, LiBr, NaBr, NH4Br, LiI, NaI, NaNO3, KNO3, Na2SO4. Сульфат натрия содержится во многих природных минеральных водах, в том числе в знаменитой карлсбадской. Под названием «глауберова соль» он также применяется в медицине как слабительное.

Понятно, что кислым вкусом обладают кислоты; их вкус обусловлен ионами водорода H+, который они отщепляют в водном растворе. Некоторые кислоты широко используются в пищевой промышленности. Уксус (разбавленный раствор уксусной кислоты, пищевая добавка Е260) добавляют в маринады, салаты. Фосфорную кислоту (пищевая добавка Е338) в небольших количествах добавляют к напиткам типа «Фанты» – для улучшения их вкусовых качеств и создания кислой среды, которая препятствует размножению микроорганизмов. С этой же целью некоторые сухие вина насыщают сернистым газом (пищевая добавка Е220): образующаяся в растворе слабая сернистая кислота H2SO3 обладает не только консервирующим, но и антиокислительным действием. Сильным антиокислителем является аскорбиновая кислота и ее соли (пищевые добавки Е300 – Е303). Все эти кислоты имеют явный кислый вкус. А вот очень плохо растворимая в холодной воде сорбиновая (2,4‑гексадиеновая) кислота (пищевая добавка Е200) практически безвкусная. Зато она является совершенно безвредным веществом, предохраняющим продукты от плесени. Недаром не плесневеют ягоды рябины, в которых содержится производное сорбиновой кислоты (оно называется лактоном и в горячей воде превращается в сорбиновую кислоту). Кстати, эта кислота и получила название благодаря рябине (на латыни sorbus).

Кислы на вкус также соли, которые при растворении в воде реагируют с ней (гидролизуются) и образуют ионы водорода. Примером может служить хлорид алюминия; при его гидролизе образуется соляная кислота: AlCl3 + H2O → Al(OH)Cl2 + HCl. Многие кислые (с химической точки зрения) соли и вкус имеют кислый. Например, кислый фосфат натрия NaH2PO4 при растворении в воде диссоциирует с образованием ионов водорода: H2PO4– → H+ + HPO42–. Некоторые соли и кислоты имеют «двойной вкус». Например, бромид калия и иодид аммония – соленые и горькие одновременно, а лимонная кислота имеет и кислый, и сладкий вкус. Последнее легко объясняется тем, что при диссоциации лимонная кислота образует «кислый» катион H+ и «сладкий» кислотный остаток.

Слаще сладкого

Из сладких веществ, несомненно, самое известное – обыкновенный пищевой сахар (сахароза). В настоящее время две трети мировой продукции сахара (более 60 млн т) – это тростниковый сахар, тогда как на долю сахарной свеклы приходится примерно 35 млн т. Рафинированная, 99,9%‑ная сахароза – одно из самых многотоннажных чистых органических соединений, выпускаемых промышленностью. А суммарный годовой урожай сахарного тростника, приближающийся к миллиарду тонн (!), значительно превышает урожай любой другой сельскохозяйственной культуры.

Сахарозу используют как стандарт сладости при сравнении различных сладких веществ, которых тоже известно множество. Обычно поступают так: готовят сладкий раствор известной концентрации, а затем разбавляют его водой до тех пор, пока не перестанет чувствоваться сладковатый привкус. Одного человека для таких испытаний, вообще говоря, недостаточно – ведь вкусовая чувствительность у разных людей может быть неодинаковой, поэтому получают усредненные данные, полученные членами специальной комиссии экспертов. Опытный дегустатор может почувствовать присутствие сахарозы в воде при очень малой ее концентрации – около 10 ммоль/л, или примерно 3,5 г/л (0,35%‑ный раствор). Интересно, что такие сластены, как пчелы, в тысячи раз менее чувствительны к сахару, чем человек: они не считают сладким даже раствор, содержащий в литре 20 г сахара (т. е. 2%‑ный). Этот странный на первый взгляд факт становится понятным, если учесть, что в цветочном нектаре сахаров содержится куда больше – от 40 до 70 %. И пчела просто не отвлекается на малопитательные продукты.

Сахароза – дисахарид, так как ее молекула содержит остатки двух моносахаридов – глюкозы и фруктозы (они образуются при нагревании подкисленного раствора сахарозы, когда она гидролизуется). Фруктоза – самый сладкий из природных сахаров, она в 1,7 раза слаще сахарозы, а вот глюкоза, вопреки распространенному мнению, в 1,3 раза менее сладкая, чем обычный сахар. Но если химически заменить в молекуле сахарозы три гидроксильные группы ОН на атомы хлора, получится вещество, в 2000 раз слаще сахарозы! Однако для пищевых целей оно не годится. Еще один широко распространенный дисахарид – молочный сахар, или лактоза (от лат. lactis – «молоко»), содержится в молоке в количестве 4–5 %; лактоза втрое менее сладкая по сравнению с сахарозой. Сладким вкусом обладают и некоторые двухатомные спирты (т. е. содержащие две группы ОН) – гликоли (это название происходит от греческого glykys – «сладкий»; тот же корень в словах «глицерин», «глюкоза», «глицин» и др.). Например, сладкий вкус имеет этиленгликоль НОСН2СН2ОН, но он ядовитый. Менее ядовит трехатомный спирт глицерин НОСН2СН(ОН)СН2ОН, его даже добавляют в небольших количествах в ликеры. Сладкий вкус типичен и для α‑аминокислот, например глицина (аминоуксусной кислоты H2NСН2СООН).

В диетическом питании широкое распространение получили сорбит (это слово тоже происходит от латинского названия рябины) и ксилит (от греч. xylon – «дерево»). Восстановление глюкозы в сорбит осуществляется в промышленных масштабах: это одна из стадий при синтезе витамина С. Сладость сорбита в «сахарозных единицах» равна 0,5, тогда как у ксилита она вчетверо выше.

У этих веществ ощущение сладкого вкуса сохраняется дольше, чем у сахарозы, одновременно они немного «холодят» язык. С химической точки зрения сорбит и ксилит, собственно, и не сахара вовсе, а многоатомные спирты, наподобие глицерина. Поэтому сорбит и ксилит не требуют для усвоения инсулина и используются в продуктах, которые могут употреблять больные сахарным диабетом. Используют сорбит и ксилит в качестве подсластителей пищи также люди, соблюдающие диету, так эти вещества малокалорийны. С целью снизить потребление калорий широко используются также синтетические вещества – сахарин, аспартам и др. Сахарин – самый старый и наиболее известный пищевой заменитель сахара, он слаще его в сотни раз: чтобы почувствовать вкус сахарина, достаточно добавить 1 чайную ложку этого вещества в 300‑ведерную бочку воды! Впервые сахарин синтезировали в 1878 г. американские химики Айра Ремсен и Константин Фальберг. А случилось это так. В лаборатории профессора Ремсена работал молодой эмигрант из России Фальберг. Он занимался синтезом некоторых производных толуолсульфамида CH3– C6H4–SO2–NH2. Как‑то он сел обедать, не вымыв как следует руки, и неожиданно почувствовал во время еды сладкий вкус во рту. Поняв, в чем дело, он пришел в лабораторию и начал проверять на вкус все реагенты подряд, с которыми работал. Одно из веществ действительно оказалось необычайно сладким. Это было циклическое производное сульфамида бензойной кислоты С6Н4(СООН)SO2NH2. Вещество назвали сахарином. Сахарин не усваивается организмом и в небольших дозах безвреден, однако по вкусу он заметно отличается от сахара, так как слегка горчит.

Сахарин

В 1884 г. другой американский химик Дж. Берлинерблау (интересно, что в переводе с немецкого эта фамилия означает «берлинская лазурь») и тоже случайно получил еще одно сладкое вещество – 4‑этоксифенилмочевину C2H5O–C6H4–NH–CO–NH2. Вещество назвали дульцином, что означает «сладкий» (от ит. dolce); оно в 200 раз слаще сахара и применялось в течение полувека, пока не было доказано, что оно вредно для здоровья. До синтеза сахарина и дульцина считалось, что сладкими могут быть только природные соединения, поэтому никому не приходило в голову пытаться такие вещества синтезировать в лаборатории. Сравнительно недавно в качестве малокалорийных сладких агентов применялись родственные сахарину циклогексилсульфаматы (сокращенно – цикламаты) натрия или кальция, которые представляют собой соли циклогексилсульфаминовой кислоты цикло– C6H11–NH–SO3H. Цикламаты куда менее сладки, чем сахарин, но все же в несколько десятков раз слаще сахара. Организмом они тоже не усваиваются.

В 1969 г. американские химики Р. Мазур и Дж. Шлаттер обнаружили (и тоже случайно – везет же сладким веществам на случайности!), что у метилового эфира L‑альфа‑аспартил‑L‑фенилаланина очень сладкий вкус. Это вещество – дипептид, т. е. построено из двух остатков аминокислот, его строение которого не очень сложно: CH3OOC–CH(CH2C6H5)–NH–CO–CH(NH2)–CH2–COOH. Вещество получило известность под торговым названием «аспартам». Аспартам не только слаще сахара (в 180 раз), но и усиливает его сладкий вкус, особенно в присутствии лимонной кислоты. Сладки и многие из производных аспартама, некоторые из них в несколько тысяч раз слаще сахара. Самым сладким из подобных веществ оказался дипептид, построенный из остатков двух аминокислот – аспарагиновой HOOC–CH(NH2)–CH2–COOH и аминомалоновой HOOC–CH(NH2)–COOH, а также фенхилового спирта (он содержится в скипидаре); его химическое название – метилфенхиловый эфир L‑альфа‑аспартиламиномалоновой кислоты. Это вещество примерно в 33 000 раз слаще сахарозы. Рекорд же в настоящее время принадлежит сукроновой кислоте, которая слаще обычного сахара в 200 000 раз! Здесь для получения сладкого вкуса придется разводить чайную ложку вещества уже в 200 м3, или в нескольких больших железнодорожных цистернах воды!

Очень редко сладким вкусом обладают простые неорганические соединения. Сладки, например, некоторые соли серебра. А элемент бериллий раньше назывался глицинием потому, что его соли сладкие. Ацетат свинца Pb(CH3COO)2 по той же причине раньше называли «свинцовым сахаром». Эти соединения очень ядовиты. Кажется странным, зачем пробовать на вкус ядовитые соединения. Сейчас, прежде чем отважиться взять что‑либо в рот, химики (вместе с медиками) проводят массу испытаний на животных – не будет ли от вещества хотя бы малейшего вреда? Но так было не всегда. Еще в первой половине XIX в. при описании новых веществ было принято среди прочих свойств указывать и вкус. Поэтому нет ничего удивительного в том, что было установлено даже, какова на вкус синильная кислота!

Теории вкуса

Ученые давно пытаются выяснить «химию вкуса»: как именно передается вкусовое ощущение, почему данное вещество обладает именно этим вкусом, а не другим. Однако до создания стройной теории вкусовых ощущений пока еще, видимо, далеко. Ведь такая теория должна не только предсказывать вкус конкретного вещества, но и служить руководством к синтезу новых химических соединений с заранее заданным вкусом. Пока же существуют лишь частные теории, позволяющие с большим или меньшим успехом объяснять отдельные опытные данные. В соответствии с самой распространенной теорией, вкус данного вещества связан с определенным пространственным расположением атомов в его молекуле. Эта структура должна соответствовать структуре белкового вещества – вкусового рецептора, который находится в специализированной вкусовой клетке. Это похоже на то, как ключ подходит к замку. Например, было установлено, что если в молекуле вещества‑ключа расстояние между определенными «зубчиками» равно 0,3 нм (нанометр – миллиардная часть метра), то такой «ключ» хорошо подходит к белковой молекуле‑рецептору, которая ответственна за сладкий вкус. Соответственно вещество будет сладким. Однако известно множество веществ, молекулы которых не имеют указанных «зубчиков», а вещества все же сладкие. Почему это так, пока в точности неизвестно. Интересно, что в молекулах некоторых горьких веществ расстояние между соответствующими «зубчиками» равно 0,15 нм, т. е. вдвое меньше, чем у многих «сладких» молекул.

Как указывалось, многие α‑аминокислоты сладкие. А вот гамма‑аминомасляная кислота H2NСН2СН2СН2СООН, у которой аминогруппа H2N удалена от карбоксильной группы СООН, безвкусна (эта кислота, сокращенно ГАМК, играет исключительно важную роль в функционировании нервных клеток). На вкус влияет даже пространственное расположение атомов в молекулах веществ одного и того же строения. Например, все так называемые правые α‑аминокислоты (в природе они почти не встречаются) сладкие, тогда как левые α‑аминокислоты (их молекулы зеркально симметричны правым) могут быть сладкими, горькими или безвкусными. Это также согласуется с важностью формы молекулы для возможности ее связывания с белком‑рецептором. Действительно, если изготовить зеркально‑симметричную копию любого ключа, он замок уже не откроет…

В 1997 г. американский преподаватель химии из Миннесоты Пол Стейн поставил интересный эксперимент. Были приготовлены шесть сильно разбавленных растворов, содержащих от 1,14 до 36,7 мг искусственного пищевого подсластителя аспартама в 50 мл воды. Затем несколько десятков студентов пробовали на вкус каждый из растворов и по своим ощущения сладости оценивали его в баллах – от 0 до 5. Перед каждым испытанием надо было прополоскать рот чистой водой, чтобы смыть с языка остатки предыдущего раствора. Результаты получились очень интересными. Субъективная оценка сладости не увеличивалась плавно с концентрацией раствора: сначала баллы росли быстро, а затем все медленнее. Объяснить это можно так. По мере роста концентрации аспартама его молекулы связываются со все большим числом вкусовых рецепторов языка, которые отвечают за распознавание сладкого вкуса. Соответственно усиливается ощущение сладости. Но когда аспартама становится достаточно много, почти все вкусовые рецепторы оказываются «заняты», так что дальнейшее увеличение концентрации уже мало отражается на сладости раствора. Едва заметный сладкий вкус чувствовался у растворов с концентрацией аспартама примерно 0,003 %. Таким образом, кстати, можно определить, во сколько раз аспартам слаще сахара (для него сладкий вкус можно почувствовать лишь при концентрации примерно 0,35 %).

Создание единой теории вкусовых ощущений осложняется многими обстоятельствами. Прежде всего, вещества, с химической точки зрения совершенно различные, могут иметь практически одинаковый вкус. И наоборот, близкие по строению вещества на вкус могут быть разными. Например, сладкий вкус имеют очень похожие молекулы моносахаридов глюкозы, фруктозы и галактозы (от греч. galaktos – «молоко»). А вот распространенный в природе трисахарид рафиноза – соединение глюкозы, фруктозы и галактозы – на вкус совсем не сладкий. В то же время совершенно не похожий по строению на глюкозу 2‑амино‑4‑нитро‑1‑пропоксибензол исключительно сладок: он слаще сахарозы в 4000 раз! (Это довольно простое производное бензола для пищевых целей, увы, не годится, так как оно обладает ярко выраженной местной анестезирующей способностью – попросту говоря, от него сильно немеют язык и вся полость рта.) Но достаточно ввести в эту молекулу малейшие изменения, например поменять местами любые два заместителя в кольце или переставить хоть один из них в другое положение, как вещество становится абсолютно безвкусным.

На вкус могут влиять различные факторы. Например, язык, как и другие части тела, обладает осязательным чувством; прекрасно различает он также холодное и горячее. Сочетание чисто вкусового и осязательного ощущений создает то, что называют вяжущим, мучнистым, острым, терпким, жгучим вкусом. Так, вещества, содержащиеся в черном перце, действуют на болевые нервные окончания на языке, что вызывает чувство сильного и длительного жжения. Такое же жжение испытывал каждый, кому хоть раз в салате вместе со сладким перцем попадал стручок жгучего. Это действуют на язык пиперин, содержащийся в черном перце (на латыни – Piper nigrum), и капсаицин, содержащийся в плодах жгучего красного стручкового перца (на латыни – Capsicum). Влияет на вкус и температура: сильно охлажденный язык (с помощью очень холодного мороженого) или сильно нагретый (очень горячим чаем) в значительной степени теряет вкусовые ощущения. Известно много других фактов, с трудом поддающихся теоретическому объяснению. Например, некоторые вещества способны резко изменять вкусовые ощущения. Еще в прошлом веке ботаники описали африканский кустарник, красные плоды которого местные жители называли «чудодейственными». У пожевавшего эти плоды человека изменяются вкусовые ощущения – у уксуса появляется приятный винный вкус, а лимонный сок превращается в сладкий напиток. Некоторые вещества, которые усиливают тот или иной вкус, специально добавляют в пищу. Они так и называются – усилители вкуса. Например, глутаминовая кислота HOOC–CH2–CH2–CH(NH2)–COOH и ее натриевая соль (пищевые добавки Е620 и Е621) придают мясной вкус различным блюдам, даже если в них вообще нет мяса. Известны и вещества, вообще отбивающие вкусовые ощущения – как у человека, так и у животных. К ним принадлежат, например, некоторые тиолы – вещества, в молекулах которых имеется тиольная группа –S–H (theion по‑гречески «сера»). Небольшие количества солей меди и цинка возвращают вкус, что неудивительно, так как ионы этих металлов способны прочно связываться с тиолами, образуя солеобразные соединения. Другая нерешенная проблема – каким образом мозг расшифровывает всю гамму «вкусовых сигналов», которые приходят к нему по нервам от языка. В общем, нерешенных проблем в такой важной для человека области, как вкусовые ощущения, так много, что с 1974 г. издается специальный журнал Chemical Senses and Flavor, посвящённый в основном хеморецепторам – специфическим клеткам и нервным окончаниям, ответственным за вкус и запах.

Дата добавления: 2014-11-25