Słodkie życie chemika

Słodycz ma pozytywne konotacje. Słodycz cech charakteru przyciąga ludzi. Małe dzieci i zwierzęta są „słodkie”. Zwycięstwo smakuje słodko, a każdy pragnie słodkiego życia – choć trzeba uważać, gdy ktoś nas osłodzi za bardzo. Tymczasem materializacją słodyczy jest zwykły cukier.

Naukowcy nie byliby sobą, gdyby nie spojrzeli na tę abstrakcyjną koncepcję. Wymyślili to jak gęstość lub objętość słodyczktóry liczbowo opisuje miarę słodyczy. Co ważniejsze, pomiary słodyczy są całkiem akceptowalne nawet w skromnych warunkach domowego laboratorium.

Jak mierzyć słodycz?

Nie ma (jeszcze?) urządzenia do pomiaru słodkości. Powodem jest niesamowita złożoność podstawowych zmysłów chemicznych: smaku i związanego z nim węchu. W przypadku znacznie młodszych ewolucyjnie narządów zmysłów, reagujących na bodźce fizyczne (wzrok, słuch, dotyk), skonstruowano równoważne instrumenty - elementy światłoczułe, mikrofony, czujniki dotyku. W zakresie smaku istnieją oceny oparte na subiektywnych odczuciach respondentów, a przyrządami pomiarowymi są ludzkie języki i nosy.

10% roztwór cukru stołowego, tj. sacharoza. Dla tego stosunku wartość warunkowa wynosi 100 (w niektórych źródłach jest to 1). Nazywa się to względna słodycz, oznaczony skrótem RS (angielski). Pomiar polega na doborze takiego procentowego stężenia roztworu substancji badanej, aby wrażenie słodyczy, jakie wywołuje, było identyczne z wrażeniem wzorca. Na przykład: jeśli 5% roztwór ma taki sam efekt smakowy jak 10% roztwór sacharozy, substancja badana jest słodka w temperaturze 200.

Sacharoza jest wzorcem słodyczy.

Czas na pomiary słodyczy.

Potrzebujesz tego waga. W domowym laboratorium wystarczy tani, kieszonkowy model za dziesięć złotych, o udźwigu do 200 gramów i ważeniu z dokładnością do 0,1 g (przyda się także podczas wielu innych eksperymentów).

Teraz sprawdzone produkty. sacharoza zwykły cukier stołowy. glukoza można znaleźć w sklepie spożywczym, tam też jest dostępny ksylitol jako substytut cukru. [glukoza_ksylitol] fruktoza spójrzmy na półkę z produktami dla diabetyków, pa laktoza stosowany w piwowarstwie domowym.

Przygotowujemy roztwory o stężeniach od 5 do 25% i etykietujemy je w znany sposób (roztwór każdej substancji w kilku stężeniach). Proszę pamiętać, że są to produkty przeznaczone do spożycia przez ludzi, dlatego należy to koniecznie zrobić zasady higieny.

Poszukaj eksperymentatorów wśród rodziny i przyjaciół. Testy słodkości przeprowadza się w takich samych warunkach jak przy degustacji aromatów wina i kawy, jedynie zwilża się język niewielką ilością roztworów (bez połykania) i dokładnie płucze usta czystą wodą przed degustacją. następne rozwiązanie.

Cukier nie zawsze jest słodki

Cukier	RS
fruktoza	180
glukoza	75
mannoza	30
galaktoza	32
sacharoza	100
laktoza	25
maltoza	30

Badane związki to z cukrem (z wyjątkiem ksylitolu). W stół istnieją dla nich odpowiednie wartości RS. Cukry proste (glukoza, fruktoza, mannoza, galaktoza) są zazwyczaj słodsze od disacharydów (sacharoza jest jedynym bardzo słodkim cukrem złożonym). Cukry o większych cząsteczkach (skrobia, celuloza) wcale nie są słodkie. Dla percepcji słodyczy ważne jest, aby cząsteczka i kubek smakowy do siebie pasowały. Warunek ten dotyczy zwłaszcza wielkości cząsteczek, co wyjaśnia większą słodkość cukrów o mniejszych cząsteczkach. Słodycz naturalnych produktów spożywczych wynika z obecności w nich cukrów – np. miód (około 100 rupii) zawiera dużo fruktozy.

Ewolucyjnym powodem, dla którego cukry są postrzegane jako smaczne (co prowadzi do spożywania żywności zawierającej je), jest to, że są łatwostrawne i bogate w kalorie. Są więc dobrym źródłem energii, „paliwem” dla komórek naszego organizmu. Jednakże adaptacje fizjologiczne, które były niezbędne do przetrwania przed człowiekiem w dobie łatwego dostępu do żywności, powodują wiele negatywnych konsekwencji zdrowotnych.

Nie tylko cukier jest słodki

Smakują również słodko związki niecukrowe. Ksylitol był już stosowany w próbach określenia słodyczy substancji. Jest naturalną pochodną jednego z mniej powszechnych cukrów, a jego RS jest podobny do sacharozy. Jest to zatwierdzony środek słodzący (kod E967), stosowany także w celu poprawy smaku past do zębów i gum do żucia. Powiązane związki mają podobne zastosowania: mannitol E421 i sorbitol E420.

Model cząsteczek niektórych cukrów: glukozy (na górze po lewej), fruktozy (na górze po prawej), sacharozy (na dole).

glicerol (E422, słodzik likierowy i konserwant wilgoci) i aminokwas glicyna (E640, wzmacniacz smaku) to także substancje o słodkim smaku. Nazwy obu związków (a także glukozy i kilku innych) pochodzą od greckiego słowa oznaczającego „słodki”. Do badania słodkości można zastosować glicerynę i glicynę (pod warunkiem, że są czyste, np. takie, które można kupić w aptece). Ale nie testujmy smaku innych związków!

Białka ekstrahowane z niektórych egzotycznych roślin są również substancjami słodzącymi. Zatwierdzony do użytku w Europie. Taumatyna E957. Jego RS wynosi około 3 tys. razy większa niż sacharozy. Są ciekawe relacje cudulinaChociaż sam w sobie nie jest słodki, może trwale zmienić sposób działania receptorów języka. Nawet sok z cytryny po wypiciu smakuje bardzo słodko!

Inne zamienniki cukru stewiozydy, czyli substancje ekstrahowane z rośliny południowoamerykańskiej. Substancje te są około 100-150 razy słodsze od sacharozy. Stewiozydy zostały dopuszczone do stosowania jako dodatek do żywności pod kodem E960. Stosowane są do słodzenia napojów, dżemów, gum do żucia oraz jako słodzik w cukierkach. Mogą je jeść diabetycy.

Spośród popularnych związków nieorganicznych mają słodki smak. solna beryl (pierwotnie pierwiastek ten nazywał się glucyną i miał symbol Gl) oraz Ołów. Są bardzo trujące - zwłaszcza octan ołowiu (II) Pb (CH₃Dyrektor operacyjny)₂, nazywany już przez alchemików cukrem ołowiowym. W żadnym wypadku nie powinniśmy próbować tego związku!

Słodycze z laboratorium

Produkty spożywcze coraz częściej pełne są słodyczy nie pochodzących z naturalnych źródeł, a prosto z laboratorium chemicznego. z pewnością jest popularne słodzikiKtórego RS jest dziesiątki, a nawet setki razy większe niż sacharozy. W rezultacie należy wykluczyć ilość energii z dawki minimalnej. Kiedy substancje nie są spalane w organizmie, tak naprawdę mają „0 kalorii”. Najczęściej stosowane:

• sacharyna E954 - najstarszy sztuczny słodzik (odkryty w 1879 r.);
• cyklaminian sodu E952;
• aspartam E951 - jeden z najpopularniejszych słodzików. W organizmie związek rozkłada się na aminokwasy (kwas asparaginowy i fenyloalaninę) oraz alkohol metanol, dlatego żywność słodzona aspartamem ma na opakowaniu ostrzeżenie dla osób z fenyloketonurią (genetyczne zaburzenie metabolizmu fenyloalaniny). Częstym zarzutem dotyczącym aspartamu jest uwalnianie metanolu, który jest związkiem toksycznym. Jednak typowa dawka aspartamu (spożywana nie więcej niż gram dziennie) wytwarza tylko dziesiąte części grama metanolu, który nie jest związany z organizmem (więcej jest wytwarzane w wyniku naturalnego metabolizmu);
• acesulfam K E950;
• sukraloza E955 - pochodna sacharozy, do której wprowadzone są atomy chloru. Ta chemiczna „sztuczka” uniemożliwiła organizmowi jej metabolizowanie.

Wadą niektórych sztucznych słodzików jest to, że ulegają zniszczeniu podczas przetwarzania żywności (np. pieczenia). Z tego powodu nadają się jedynie do dosładzania gotowych produktów, które nie będą już podgrzewane.

Pomimo kuszących właściwości słodzików (słodycz bez kalorii!), efekt ich stosowania często bywa odwrotny do zamierzonego. Receptory smaku słodkiego są rozproszone po wielu narządach naszego ciała, w tym w jelitach. Słodziki stymulują receptory jelitowe do wysyłania sygnału „nowej dostawy”. Organizm mówi trzustce, aby zaczęła wytwarzać insulinę, która pomaga przenosić glukozę z krwi do komórek. Kiedy jednak zamiast cukru stosuje się słodziki, nic nie zastąpi uwalnianej do tkanek glukozy, jej stężenie spada, a mózg wysyła sygnały głodu. Pomimo zjedzenia wystarczającej porcji jedzenia, organizm nadal nie czuje się syty, mimo że żywność bezcukrowa zawiera inne składniki dostarczające energii. Tym samym słodziki uniemożliwiają organizmowi prawidłową ocenę kaloryczności pożywienia, co skutkuje uczuciem głodu, które zachęca do dalszego spożywania pokarmu.

Fizjologia i psychologia smaku

Czas na wrażenia.

Na języku kładziemy duży kryształ cukru (cukier lodowy) i powoli go ssiemy. Przepłucz usta wodą, a następnie oprósz język odrobiną cukru pudru (lub drobno zmielonego zwykłego cukru). Porównajmy wrażenia z obu produktów. Drobnokrystaliczny cukier wydaje się słodszy niż cukier lodowy. Powodem jest szybkość rozpuszczania sacharozy, która zależy od powierzchni kryształów (a w sumie jest to więcej dla małego miękiszu niż dla jednego dużego kawałka o tej samej wadze). Szybsze rozpuszczanie skutkuje szybszą aktywacją większej liczby receptorów na języku i większym odczuwaniem słodyczy.

Super słodki

Najsłodszą znaną substancją jest związek tzw Lugduname, uzyskany przez francuskich chemików z Lyonu (po łacinie). Wartość RS substancji szacuje się na 30.000.000 300 20 XNUMX XNUMX (jest to XNUMX XNUMX razy słodsza od sacharozy)! Istnieje kilka podobnych połączeń z RS XNUMX milionów.

W starych podręcznikach do biologii znajdowała się mapa wrażliwości języka na indywidualne gusta. Według niej już sam koniec naszego narządu smaku powinien być szczególnie wrażliwy na słodycze. Zwilż podpaskę roztworem cukru i dotykaj językiem w różnych miejscach: na końcu, u nasady, pośrodku i po bokach. Prawdopodobnie nie będzie znaczącej różnicy w tym, jak różne obszary mózgu reagują na słodycze. Rozmieszczenie receptorów podstawowych smaków jest prawie jednolite w całym języku, a różnice w samej wrażliwości są bardzo małe.

Wreszcie coś z psychologia smaku. Przygotowujemy roztwory cukru o tym samym stężeniu, ale każdy w innym kolorze: czerwonym, żółtym i zielonym (oczywiście zabarwionym barwnikiem spożywczym). Test słodkości przeprowadzamy na znajomych, którzy nie znają składu roztworów. Prawdopodobnie odkryją, że roztwory czerwone i żółte są słodsze niż roztwory zielone. Wynik testu to także relikt ewolucji człowieka – czerwone i żółte owoce są dojrzałe i zawierają dużo cukru, w przeciwieństwie do niedojrzałych zielonych owoców.