Η γλυκιά ζωή ενός χημικού

Η γλυκύτητα έχει μια θετική χροιά. Η γλυκύτητα των χαρακτηριστικών προσελκύει τους ανθρώπους. Τα μικρά παιδιά και τα ζώα είναι «χαριτωμένα». Η νίκη έχει γλυκιά γεύση και όλοι θέλουν τη γλυκιά ζωή - αν και πρέπει να προσέχουμε όταν κάποιος μας γλυκαίνει πάρα πολύ. Εν τω μεταξύ, η υλοποίηση των γλυκών είναι συνηθισμένη ζάχαρη.

Οι επιστήμονες δεν θα ήταν ο εαυτός τους αν δεν έβλεπαν αυτήν την αφηρημένη έννοια. Το βρήκαν σαν πυκνότητα ή όγκο γλυκύτηταπου περιγράφει αριθμητικά το μέτρο της γλυκύτητας. Το πιο σημαντικό, οι μετρήσεις γλυκύτητας είναι αρκετά αποδεκτές ακόμη και σε μέτριες οικιακές εργαστηριακές ρυθμίσεις.

Πώς να μετρήσετε τη γλυκύτητα;

Δεν υπάρχει (ακόμα;) συσκευή μέτρησης της γλυκύτητας. Ο λόγος είναι η απίστευτη πολυπλοκότητα των πρωταρχικών χημικών αισθήσεων: η γεύση και η σχετική αίσθηση της όσφρησης. Στην περίπτωση πολύ νεότερων αισθητηρίων οργάνων από εξελικτική άποψη, που ανταποκρίνονται σε φυσικά ερεθίσματα (όραση, ακοή, αφή), κατασκευάστηκαν ισοδύναμα όργανα - φωτοευαίσθητα στοιχεία, μικρόφωνα, αισθητήρες αφής. Όσον αφορά τη γεύση, υπάρχουν εκτιμήσεις που βασίζονται στα υποκειμενικά συναισθήματα των ερωτηθέντων και τα όργανα μέτρησης είναι οι ανθρώπινες γλώσσες και μύτες.

Διάλυμα 10% επιτραπέζιας ζάχαρης, δηλ. σακχαρόζη. Για αυτόν τον λόγο η τιμή υπό όρους είναι 100 (σε ορισμένες πηγές είναι 1). Ονομάζεται σχετική γλυκύτητα, που υποδηλώνεται με τη συντομογραφία RS (Αγγλικά). Η μέτρηση συνίσταται στην επιλογή της εκατοστιαίας συγκέντρωσης ενός διαλύματος της ελεγχόμενης ουσίας, έτσι ώστε η εντύπωση της γλυκύτητας που παράγει να είναι ίδια με αυτή του προτύπου. Για παράδειγμα: εάν ένα διάλυμα 5% έχει το ίδιο γευστικό αποτέλεσμα με ένα διάλυμα σακχαρόζης 10%, η υπό δοκιμή ουσία είναι γλυκιά στους 200.

Η σακχαρόζη είναι το σημείο αναφοράς για τη γλυκύτητα.

Είναι ώρα για μετρήσεις γλυκύτητας.

Θα το χρειαστείς βες. Σε ένα οικιακό εργαστήριο, αρκεί ένα φτηνό μοντέλο τσέπης για δέκα ζλότι, με χωρητικότητα φορτίου έως 200 γραμμάρια και βάρος με ακρίβεια 0,1 g (θα είναι επίσης χρήσιμο σε πολλά άλλα πειράματα).

Τώρα αποδεδειγμένα προϊόντα. Σακχαρόζη κανονική επιτραπέζια ζάχαρη. Γλυκόζη μπορεί να βρεθεί στο παντοπωλείο, είναι επίσης διαθέσιμο εκεί ξυλιτόλη ως υποκατάστατο ζάχαρης. [γλυκόζη_ξυλιτόλη] Φρουκτόζη ας δούμε το ράφι με τα διαβητικά προϊόντα, γεια λακτόζη χρησιμοποιείται στην οικιακή ζυθοποιία.

Παρασκευάζουμε διαλύματα με συγκεντρώσεις από 5 έως 25% και τα επισημαίνουμε με γνωστό τρόπο (διάλυμα κάθε ουσίας σε πολλές συγκεντρώσεις). Να θυμάστε ότι πρόκειται για προϊόντα που προορίζονται για ανθρώπινη κατανάλωση, οπότε φροντίστε να το κάνετε κανόνες υγιεινής.

Αναζητήστε πειραματιστές ανάμεσα στην οικογένεια και τους φίλους σας. Οι δοκιμές γλυκύτητας πραγματοποιούνται υπό τις ίδιες συνθήκες όπως κατά τη δοκιμή των αρωμάτων του κρασιού και του καφέ, μόνο η γλώσσα βρέχεται με μικρή ποσότητα διαλυμάτων (χωρίς κατάποση) και το στόμα ξεπλένεται καλά με καθαρό νερό πριν από τη δοκιμή. επόμενη λύση.

Η ζάχαρη δεν είναι πάντα γλυκιά

Ζάχαρη	RS
φρουκτόζη	180
γλυκόζη	75
μαννόζη	30
γαλακτόζη	32
σακχαρόζη	100
λακτόζη	25
μαλτόζης	30

Οι ενώσεις που δοκιμάστηκαν ήταν με ζάχαρη (εκτός από ξυλιτόλη). ΣΕ τραπέζι υπάρχουν αντίστοιχες τιμές RS για αυτούς. Τα απλά σάκχαρα (γλυκόζη, φρουκτόζη, μαννόζη, γαλακτόζη) είναι συνήθως πιο γλυκά από τους δισακχαρίτες (η σακχαρόζη είναι το μόνο πολύ γλυκό σύνθετο σάκχαρο). Τα σάκχαρα με μεγαλύτερα σωματίδια (άμυλο, κυτταρίνη) δεν είναι καθόλου γλυκά. Για την αντίληψη της γλυκύτητας, είναι σημαντικό το μόριο και ο γευστικός κάλυκος να ταιριάζουν μεταξύ τους. Αυτή η συνθήκη ισχύει ιδιαίτερα για το μοριακό μέγεθος, γεγονός που εξηγεί τη μεγαλύτερη γλυκύτητα των σακχάρων με μικρότερα μόρια. Η γλυκύτητα των φυσικών τροφίμων προέρχεται από την παρουσία σακχάρων σε αυτά - για παράδειγμα, το μέλι (περίπου 100 ρουπίες) περιέχει πολλή φρουκτόζη.

Ο εξελικτικός λόγος για τον οποίο τα σάκχαρα γίνονται αντιληπτά ως εύγευστα (πράγμα που οδηγεί στην κατανάλωση τροφών που τα περιέχουν) είναι επειδή είναι εύπεπτα και πλούσια σε θερμίδες. Αποτελούν λοιπόν μια καλή πηγή ενέργειας, «καύσιμο» για τα κύτταρα του σώματός μας. Ωστόσο, οι φυσιολογικές προσαρμογές που ήταν απαραίτητες για την προανθρώπινη επιβίωση σε μια εποχή εύκολης πρόσβασης στα τρόφιμα προκαλούν πολλές αρνητικές συνέπειες για την υγεία.

Δεν είναι μόνο γλυκιά η ζάχαρη

Έχουν επίσης γλυκιά γεύση ενώσεις χωρίς ζάχαρη. Η ξυλιτόλη έχει ήδη χρησιμοποιηθεί σε προσπάθειες προσδιορισμού της γλυκύτητας των ουσιών. Είναι ένα φυσικό παράγωγο ενός από τα λιγότερο κοινά σάκχαρα και το RS του είναι παρόμοιο με τη σακχαρόζη. Είναι ένα εγκεκριμένο γλυκαντικό (κωδικός E967) που χρησιμοποιείται επίσης για τη βελτίωση της γεύσης σε οδοντόκρεμες και τσίχλες. Οι σχετικές ενώσεις έχουν παρόμοιες χρήσεις: μαννιτόλη Ε421 i σορβιτόλη Ε420.

Μοντέλο μορίων ορισμένων σακχάρων: γλυκόζη (πάνω αριστερά), φρουκτόζη (πάνω δεξιά), σακχαρόζη (κάτω).

Γλυκερόλη (Ε422, γλυκαντικό λικέρ και συντηρητικό υγρασίας) και αμινοξύ γλυκίνη (Ε640, ενισχυτικό γεύσης) είναι επίσης ουσίες με γλυκιά γεύση. Τα ονόματα και των δύο ενώσεων (καθώς και της γλυκόζης και πολλών άλλων) προέρχονται από την ελληνική λέξη που σημαίνει «γλυκό». Η γλυκερίνη και η γλυκίνη μπορούν να χρησιμοποιηθούν για δοκιμές γλυκύτητας (με την προϋπόθεση ότι είναι αγνά, όπως λαμβάνονται από φαρμακείο). Αλλά ας μην δοκιμάζουμε άλλες ενώσεις!

Οι πρωτεΐνες που εξάγονται από ορισμένα εξωτικά φυτά είναι επίσης γλυκαντικές ουσίες. Εγκρίθηκε για χρήση στην Ευρώπη. Thaumatin E957. Το RS του είναι γύρω στις 3 χιλιάδες. φορές υψηλότερο από αυτό της σακχαρόζης. Υπάρχουν ενδιαφέρουσες σχέσεις miraculinaΑν και δεν έχει γλυκιά γεύση από μόνο του, μπορεί να αλλάξει οριστικά τον τρόπο λειτουργίας των υποδοχέων της γλώσσας. Ακόμα και ο χυμός λεμονιού έχει πολύ γλυκιά γεύση αφού τον πιείτε!

Άλλα υποκατάστατα ζάχαρης στεβιοσίδες, δηλαδή ουσίες που εξάγονται από φυτό της Νότιας Αμερικής. Αυτές οι ουσίες είναι περίπου 100-150 φορές πιο γλυκές από τη σακχαρόζη. Οι στεβιοσίδες έχουν εγκριθεί για χρήση ως πρόσθετο τροφίμων με τον κωδικό Ε960. Χρησιμοποιούνται για να γλυκάνουν ποτά, μαρμελάδες, τσίχλες και ως γλυκαντικά σε καραμέλα. Οι διαβητικοί μπορούν να τα φάνε.

Από τις δημοφιλείς ανόργανες ενώσεις, έχουν γλυκιά γεύση. solnce beryl (αρχικά αυτό το στοιχείο ονομαζόταν γλυκίνη και είχε το σύμβολο Gl) και Οδηγω. Είναι πολύ δηλητηριώδη - ειδικά ο οξικός μόλυβδος (II) Pb (CH₃Διευθύνων Σύμβουλος λειτουργίας)₂, που ήδη ονομάζεται ζάχαρη μολύβδου από τους αλχημιστές. Σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να δοκιμάσουμε αυτή τη σχέση!

Γλυκά από το εργαστήριο

Τα προϊόντα διατροφής είναι ολοένα και πιο γεμάτα γλυκά όχι από φυσικές πηγές, αλλά απευθείας από ένα χημικό εργαστήριο. είναι σίγουρα δημοφιλής γλυκαντικάΤο RS του οποίου είναι δεκάδες και μάλιστα εκατοντάδες φορές μεγαλύτερο από αυτό της σακχαρόζης. Ως αποτέλεσμα, η ποσότητα ενέργειας από την ελάχιστη δόση πρέπει να αποκλειστεί. Όταν οι ουσίες δεν καίγονται στο σώμα, έχουν πραγματικά «0 θερμίδες». Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα:

• σακχαρίνη Ε954 - το παλαιότερο τεχνητό γλυκαντικό (ανακαλύφθηκε το 1879).
• κυκλαμικό νάτριο Ε952;
• ασπαρτάμη Ε951 - ένα από τα πιο δημοφιλή γλυκαντικά. Στο σώμα, η ένωση διασπάται σε αμινοξέα (ασπαρτικό οξύ και φαινυλαλανίνη) και την αλκοόλη μεθανόλη, γι' αυτό τα τρόφιμα που είναι γλυκαντικά με ασπαρτάμη φέρουν μια προειδοποίηση στη συσκευασία για άτομα με φαινυλκετονουρία (γενετική διαταραχή του μεταβολισμού της φαινυλαλανίνης). Ένα κοινό παράπονο για την ασπαρτάμη είναι η απελευθέρωση μεθανόλης, η οποία είναι μια τοξική ένωση. Ωστόσο, μια τυπική δόση ασπαρτάμης (όταν καταναλώνεται όχι περισσότερο από ένα γραμμάριο την ημέρα) παράγει μόνο τα δέκατα του γραμμαρίου μεθανόλης, η οποία δεν σχετίζεται με το σώμα (περισσότερη παράγεται από τον φυσικό μεταβολισμό).
• ακεσουλφάμη K E950;
• σουκραλόζη Ε955 - ένα παράγωγο σακχαρόζης, στο οποίο εισάγονται άτομα χλωρίου. Αυτό το χημικό «κόλπο» εμπόδιζε τον οργανισμό να το μεταβολίσει.

Το μειονέκτημα ορισμένων τεχνητών γλυκαντικών είναι ότι καταστρέφονται κατά την επεξεργασία των τροφίμων (όπως το ψήσιμο). Για το λόγο αυτό, είναι κατάλληλα μόνο για να γλυκάνουν τα τελικά προϊόντα που δεν θα θερμαίνονται πλέον.

Παρά τις δελεαστικές ιδιότητες των γλυκαντικών (γλυκύτητα χωρίς θερμίδες!), το αποτέλεσμα της χρήσης τους είναι συχνά αντιπαραγωγικό. Οι υποδοχείς της γλυκιάς γεύσης είναι διάσπαρτοι σε πολλά όργανα του σώματός μας, συμπεριλαμβανομένων των εντέρων. Τα γλυκαντικά διεγείρουν τους εντερικούς υποδοχείς για να στείλουν ένα σήμα «νέας παράδοσης». Το σώμα λέει στο πάγκρεας να αρχίσει να παράγει ινσουλίνη, η οποία βοηθά στη μεταφορά της γλυκόζης από το αίμα στα κύτταρα. Ωστόσο, όταν χρησιμοποιούνται γλυκαντικά αντί για ζάχαρη, δεν υπάρχει τίποτα που να αντικαθιστά τη γλυκόζη που απελευθερώνεται στους ιστούς, η συγκέντρωσή της μειώνεται και ο εγκέφαλος στέλνει σήματα πείνας. Παρά την κατανάλωση επαρκούς μερίδας φαγητού, το σώμα εξακολουθεί να μην αισθάνεται γεμάτο, αν και τα τρόφιμα χωρίς ζάχαρη περιέχουν άλλα συστατικά που παρέχουν ενέργεια. Έτσι, οι γλυκαντικές ουσίες εμποδίζουν τον οργανισμό να εκτιμήσει σωστά την περιεκτικότητα σε θερμίδες της τροφής, με αποτέλεσμα ένα αίσθημα πείνας που ενθαρρύνει την περαιτέρω πρόσληψη τροφής.

Φυσιολογία και ψυχολογία της γεύσης

Ώρα για μερικές εντυπώσεις.

Βάζουμε ένα μεγάλο κρύσταλλο ζάχαρης (παγωμένη ζάχαρη) στη γλώσσα και το ρουφάμε σιγά σιγά. Ξεπλύνετε το στόμα σας με νερό και στη συνέχεια ξεσκονίστε τη γλώσσα σας με μια πρέζα ζάχαρη άχνη (ή ψιλοτριμμένη κανονική ζάχαρη). Ας συγκρίνουμε τις εντυπώσεις και των δύο προϊόντων. Η λεπτή κρυσταλλική ζάχαρη φαίνεται πιο γλυκιά από την παγωμένη ζάχαρη. Ο λόγος είναι ο ρυθμός διάλυσης της σακχαρόζης, ο οποίος εξαρτάται από την επιφάνεια των κρυστάλλων (και αυτό, συνολικά, είναι περισσότερο για μια μικρή ψίχα παρά για ένα μεγάλο κομμάτι του ίδιου βάρους). Η ταχύτερη διάλυση έχει ως αποτέλεσμα την ταχύτερη ενεργοποίηση περισσότερων υποδοχέων στη γλώσσα και μεγαλύτερη αίσθηση γλυκύτητας.

Σούπερ γλυκό

Η πιο γλυκιά ουσία που είναι γνωστή είναι μια ένωση που ονομάζεται Lugduname, που ελήφθη από Γάλλους χημικούς από τη Λυών (στα λατινικά). Το RS της ουσίας υπολογίζεται σε 30.000.000 300 20 (αυτό είναι XNUMX φορές πιο γλυκό από τη σακχαρόζη)! Υπάρχουν αρκετές παρόμοιες συνδέσεις με RS XNUMX εκατομμύρια.

Στα παλιά εγχειρίδια βιολογίας υπήρχε ένας χάρτης της ευαισθησίας της γλώσσας σε μεμονωμένες προτιμήσεις. Σύμφωνα με αυτήν, το τέλος του γευστικού μας οργάνου θα έπρεπε να ήταν ιδιαίτερα δεκτικό στα γλυκά. Βρέξτε ένα ραβδί υγιεινής με διάλυμα ζάχαρης και ακουμπήστε τη γλώσσα σας σε διάφορα σημεία: στο τέλος, στη βάση, στη μέση και στα πλάγια. Πιθανότατα δεν θα υπάρχει σημαντική διαφορά στο πώς διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου ανταποκρίνονται στη γλυκύτητα. Η κατανομή των υποδοχέων για τις βασικές γεύσεις είναι σχεδόν ομοιόμορφη σε όλη τη γλώσσα και οι διαφορές στην ευαισθησία καθαυτές είναι πολύ μικρές.

Επιτέλους, κάτι από ψυχολογία της γεύσης. Ετοιμάζουμε διαλύματα ζάχαρης ίδιας συγκέντρωσης, αλλά το καθένα διαφορετικού χρώματος: κόκκινο, κίτρινο και πράσινο (χρωματισμένο, φυσικά, με χρωστικές τροφίμων). Πραγματοποιούμε τεστ γλυκύτητας σε φίλους που δεν γνωρίζουν τη σύνθεση των διαλυμάτων. Πιθανότατα θα διαπιστώσουν ότι τα κόκκινα και κίτρινα διαλύματα είναι πιο γλυκά από τα πράσινα διαλύματα. Το αποτέλεσμα της δοκιμής είναι επίσης ένα λείψανο της ανθρώπινης εξέλιξης - τα κόκκινα και κίτρινα φρούτα είναι ώριμα και περιέχουν πολλή ζάχαρη, σε αντίθεση με τα άγουρα πράσινα φρούτα.