Сладкая жизнь химика

Сладость имеет положительный оттенок. Сладость черт характера привлекает людей. Маленькие дети и животные «милые». Победа сладка на вкус, и всем хочется сладкой жизни — хотя надо быть осторожным, когда кто-то слишком сильно нас «подслащивает». Между тем, материализация сладостей – это обычный сахар.

Ученые не были бы собой, если бы не взглянули на это абстрактное понятие. Они придумали это на подобии плотности или объема сладостькоторый численно описывает меру сладости. Что еще более важно, измерения сладости вполне приемлемы даже в скромных условиях домашней лаборатории.

Как измерить сладость?

Нет (пока?) прибора для измерения сладости. Причина в невероятном усложнении первичных химических чувств: вкуса и связанного с ним обоняния. В случае гораздо более молодых в эволюционном отношении органов чувств, реагирующих на физические раздражители (зрение, слух, осязание), были сконструированы эквивалентные им инструменты — светочувствительные элементы, микрофоны, сенсоры осязания. По вкусовым качествам есть оценки, основанные на субъективных ощущениях респондентов, а измерительными приборами являются человеческие языки и носы.

10% раствор пищевого сахара, т.е. сахароза. Для этого отношения условное значение равно 100 (в некоторых источниках равно 1). Это называется относительная сладость, обозначаемый аббревиатурой RS (англ.). Измерение заключается в подборе процентной концентрации раствора испытуемого вещества таким образом, чтобы впечатление сладости, которое оно вызывало, было идентично впечатлению от эталона. Например: если 5% раствор имеет такой же вкусовой эффект, как и 10% раствор сахарозы, испытуемое вещество является сладким при 200.

Сахароза — эталон сладости.

Пора на измерения сладости.

Вам это понадобится вес. В домашней лаборатории достаточно дешевой карманной модели за десяток злотых, грузоподъемностью до 200 грамм и взвешиванием с точностью до 0,1 г (пригодится и во время многих других опытов).

Теперь проверенные продукты. Сахароза обычный столовый сахар. Глюкоза можно найти в продуктовом магазине, он также доступен там ксилит как заменитель сахара. [глюкоза_ксилитол] Фруктоза заглянем на полку с диабетическими продуктами, пока лактоза используется в домашнем пивоварении.

Готовим растворы с концентрациями от 5 до 25% и маркируем их известным способом (раствор каждого вещества в нескольких концентрациях). Помните, что это продукты, предназначенные для употребления в пищу, поэтому обязательно следите за правила гигиены.

Ищите людей, готовых экспериментировать, среди своей семьи и друзей. Испытания на сладость проводятся в тех же условиях, что и при дегустации ароматов вина и кофе, — только язык смачивается небольшим количеством растворов (не глотая) и тщательно ополаскивается рот чистой водой перед дегустацией. следующее решение.

Не всегда сладкий сахар

Сахар	RS
фруктоза	180
глюкоза	75
манноза	30
галактоза	32
сахароза	100
лактоза	25
мальтоза	30

Испытываемые соединения были с сахаром (кроме ксилита). В стол для них есть соответствующие значения RS. Простые сахара (глюкоза, фруктоза, манноза, галактоза) обычно слаще дисахаридов (сахароза — единственный очень сладкий сложный сахар). Сахара с более крупными частицами (крахмал, целлюлоза) совсем не сладкие. Для восприятия сладости важно, чтобы молекула и вкусовой рецептор соответствовали друг другу. Это условие особенно относится к размеру молекулы, что объясняет большую сладость сахаров с меньшими молекулами. Сладость натуральных продуктов обусловлена ​​наличием в них сахаров — например, мед (около 100 рупий) содержит много фруктозы.

Эволюционная причина, по которой сахара воспринимаются как приятные на вкус вещества (что приводит к употреблению продуктов, содержащих их), заключается в их легкой усвояемости и высокой калорийности. Так что они являются хорошим источником энергии, «топливом» для клеток нашего организма. Однако физиологическая адаптация, которая была необходима для выживания в эпоху предлюдей в эпоху легкого доступа к пище, вызывает множество негативных последствий для здоровья.

Не только сахар сладок

Они также имеют сладкий вкус несахарные соединения. Ксилит уже использовался в попытках определить сладость веществ. Это природное производное одного из менее распространенных сахаров, и его RS похож на сахарозу. Это одобренный подсластитель (код Е967), который также используется для улучшения вкуса зубных паст и жевательных резинок. Родственные соединения имеют аналогичное применение: маннит E421 i сорбит Е420.

Модель молекул некоторых сахаров: глюкоза (вверху слева), фруктоза (вверху справа), сахароза (внизу).

Глицерин (E422, подсластитель ликеров и сохранение их влажности) и аминокислота глицин (Е640, усилитель вкуса) также являются веществами со сладким вкусом. Названия обоих соединений (а также глюкозы и некоторых других) происходят от греческого слова, означающего «сладкий». Глицерин и глицин можно использовать для тестов на сладость (при условии, что они чистые, полученные, например, в аптеке). Но давайте не будем проверять вкус каких-либо других соединений!

Белки, извлеченные из некоторых экзотических растений, также являются подсластителями. В Европе разрешен к употреблению. Тауматине E957. Его RS составляет около 3 тысяч. раз выше, чем у сахарозы. Интересные отношения есть миракулинаХотя сам по себе он не сладкий на вкус, он может надолго изменить работу рецепторов языка. Даже лимонный сок на вкус очень сладкий после его приема!

Другие заменители сахара стевиозиды, то есть вещества, извлеченные из южноамериканского растения. Эти вещества примерно в 100-150 раз слаще сахарозы. Стевиозиды были одобрены для использования в качестве пищевой добавки под кодом E960. Они используются для подслащивания напитков, варенья, жевательной резинки и в качестве подсластителей в леденцах. Их можно есть диабетикам.

Из популярных неорганических соединений они имеют сладкий вкус. солнце берилу (первоначально этот элемент назывался глюкином и имел символ Gl) и Свинец. Они очень ядовиты — особенно ацетат свинца (II) Pb (CH₃главный операционный директор)₂, уже названный алхимиками свинцовым сахаром. Ни при каких обстоятельствах мы не должны пробовать эти отношения!

Сладость из лаборатории

Продукты питания все чаще полны сладостей не из природных источников, а прямо из химической лаборатории. это конечно популярно подсластителиРС которого в десятки и даже сотни раз больше, чем у сахарозы. В результате количество энергии из минимальной дозы должно быть исключено. Когда вещества не сжигаются в организме, они действительно имеют «0 калорий». Наиболее часто используются:

• сахарин E954 — старейший искусственный подсластитель (открыт в 1879 г.);
• цикламат натрия E952;
• аспартам E951 — один из самых популярных подсластителей. В организме соединение распадается на аминокислоты (аспарагиновую кислоту и фенилаланин) и спирт метанол, поэтому продукты, подслащенные аспартамом, имеют на упаковке предупреждение для людей с фенилкетонурией (генетические нарушения метаболизма фенилаланина). Распространенной жалобой на аспартам является выделение метанола, который является токсичным соединением. Однако типичная доза аспартама (при употреблении не более грамма в день) производит метанол всего лишь на десятые доли грамма, что не имеет отношения к организму (больше производится естественным метаболизмом);
• acesulfam K E950;
• сукралоза E955 — производное сахарозы, в которое введены атомы хлора. Этот химический «трюк» не позволял организму метаболизировать его.

Недостатком некоторых искусственных подсластителей является то, что они разрушаются во время обработки пищевых продуктов (например, при выпечке). По этой причине они подходят только для подслащивания готовых продуктов, которые больше не будут нагреваться.

Несмотря на заманчивые свойства подсластителей (сладость без калорий!), эффект от их употребления часто оказывается контрпродуктивным. Рецепторы сладкого вкуса разбросаны по многим органам нашего тела, в том числе и по кишечнику. Подсластители стимулируют кишечные рецепторы, чтобы послать сигнал «новой доставки». Организм сообщает поджелудочной железе, чтобы она начала вырабатывать инсулин, который помогает переносить глюкозу из крови в клетки. Однако, когда вместо сахара используются подсластители, выводящуюся в ткани глюкозу нечем заменить, ее концентрация снижается и мозг посылает сигналы голода. Несмотря на съедение достаточной порции пищи, организм все равно не чувствует себя сытым, хотя продукты без сахара содержат и другие ингредиенты, дающие энергию. Таким образом, подсластители мешают организму правильно оценивать калорийность пищи, в результате чего возникает чувство голода, побуждающее к дальнейшему приему пищи.

Физиология и психология вкуса

Время для некоторых впечатлений.

Кладем крупный кристалл сахара (ледяного сахара) на язык и медленно его сосем. Прополощите рот водой, а затем посыпьте язык щепоткой сахарной пудры (или мелко измельченного обычного сахара). Сравним впечатления от обоих продуктов. Мелкокристаллический сахар кажется слаще ледяного сахара. Причина в скорости растворения сахарозы, которая зависит от поверхности кристаллов (а это — в сумме — у мелкой крошки больше, чем у одного крупного куска того же веса). Более быстрое растворение приводит к более быстрой активации большего количества рецепторов на языке и большему ощущению сладости.

Супер сладкий

Самым сладким из известных веществ является соединение, называемое Лугдунаме, полученный французскими химиками из Лиона (на латыни). RS вещества оценивается в 30.000.000 300 20 (это в XNUMX XNUMX раз слаще сахарозы)! Есть несколько подобных соединений с RS XNUMX миллионов.

В старых учебниках биологии была карта чувствительности языка к индивидуальным вкусам. По ее словам, самый конец нашего органа вкуса должен был быть особенно восприимчив к сладкому. Смочите гигиеническую палочку сахарным раствором и коснитесь языка в разных местах: на конце, у основания, в середине и по бокам. Скорее всего, не будет существенной разницы в том, как разные его области реагируют на сладость. Распределение рецепторов основных вкусов практически равномерно по всему языку, а сами различия в чувствительности очень малы.

Наконец, что-то из психология вкуса. Готовим сахарные растворы одинаковой концентрации, но каждый разного цвета: красного, желтого и зеленого (окрашиваем, конечно, пищевыми красителями). Проводим тест на сладость на знакомых, не знающих состав растворов. Скорее всего, они обнаружат, что растворы красного и желтого цвета слаще, чем растворы зеленого цвета. Результат теста также является пережитком человеческой эволюции — плоды красного и желтого цвета спелые и содержат много сахара, в отличие от незрелых зеленых плодов.