الحياة الحلوة للكيميائي
محتوى
الحلاوة لها دلالة إيجابية. حلاوة سمات الشخصية تجذب الناس. الأطفال الصغار والحيوانات "لطيفون". طعم النصر حلو ، والجميع يريد حياة حلوة - على الرغم من أننا يجب أن نكون حذرين عندما "يحلنا" أحدهم كثيرًا. وفي الوقت نفسه ، فإن تجسيد الحلويات هو السكر العادي.
لن يكون العلماء على طبيعتهم إذا لم ينظروا إلى هذا المفهوم المجرد. لقد توصلوا إليه في مظهر يشبه الكثافة أو الحجم حلاوةالذي يصف مقياس الحلاوة عدديًا. والأهم من ذلك ، أن قياسات الحلاوة مقبولة تمامًا حتى في ظروف المختبر المنزلي المتواضعة.
كيف تقيس الحلاوة؟
لا يوجد مقياس حلاوة (حتى الآن؟). والسبب هو التعقيد المذهل للحواس الكيميائية الأولية: الذوق وما يرتبط به من حاسة الشم. في حالة أعضاء الحس التطوري الأصغر سنًا والتي تستجيب للمنبهات الجسدية (البصر والسمع واللمس) ، تم إنشاء أدوات مكافئة - عناصر حساسة للضوء ، وميكروفونات ، وأجهزة استشعار تعمل باللمس. من حيث التذوق ، هناك تقييمات مبنية على المشاعر الذاتية للمستجيبين ، وألسنة الإنسان وأنوفه هي أدوات قياس.
10٪ محلول سكر غذائي ، أي سكر القصب. بالنسبة لهذه النسبة ، تكون القيمة الشرطية 100 (في بعض المصادر تكون 1). تسمى حلاوة نسبية، يُشار إليها بالاختصار RS (الإنجليزية). يتكون القياس من تعديل النسبة المئوية لتركيز محلول من مادة الاختبار بطريقة تجعل انطباع الحلاوة الذي يعطيه مطابقًا للمعيار. على سبيل المثال: إذا كان لمحلول 5٪ نفس تأثير طعم محلول سكروز 10٪ ، فإن مادة الاختبار تكون حلوة عند 200.
السكروز هو معيار الحلاوة.
حان الوقت ل قياسات حلاوة.
أنت تحتاجه الوزن. في المختبر المنزلي ، يكفي نموذج الجيب الرخيص لعشرات الزلوتي ، بسعة حمل تصل إلى 200 جرام ووزنه بدقة 0,1 جرام (سيكون مفيدًا خلال العديد من التجارب الأخرى).
الآن المنتجات التي أثبتت جدواها. سكر القصب سكر المائدة العادي. جلوكوز يمكن العثور عليها في متجر البقالة ، كما أنها متوفرة هناك إكسيليتول كبديل للسكر. [الجلوكوز_كسيليتول] سكر الفاكهة ألقِ نظرة على رف طعام مرضى السكري أثناء اللاكتوز تستخدم في تخمير المنزل.
نقوم بإعداد محاليل بتركيزات من 5 إلى 25٪ ونوسمها بطريقة معروفة (محلول لكل مادة بتركيزات متعددة). تذكر أن هذه منتجات يجب تناولها ، لذا تأكد من مراقبتها. قواعد النظافة.
ابحث عن المجربين بين عائلتك وأصدقائك. يتم إجراء اختبارات الحلاوة في نفس الظروف كما هو الحال عند تذوق رائحة النبيذ والقهوة ، حيث يتم ترطيب اللسان فقط بكمية صغيرة من المحاليل (بدون بلع) ويتم شطف الفم جيدًا بالماء النظيف قبل التذوق. الحل التالي.
ليس دائما السكر الحلو
سكر | RS |
سكر الفاكهة | 180 |
جلوكوز | 75 |
المانوز | 30 |
الجالاكتوز | 32 |
سكر القصب | 100 |
اللاكتوز | 25 |
الملتوز سكر الشعير | 30 |
كانت المركبات المختبرة مع سكر (باستثناء إكسيليتول). في طاولة لديهم قيم RS المقابلة. السكريات البسيطة (الجلوكوز ، الفركتوز ، المانوز ، الجالاكتوز) عادة ما تكون أكثر حلاوة من السكريات (السكروز هو السكر المركب الوحيد الحلو). السكريات التي تحتوي على جزيئات أكبر (النشا ، السليلوز) ليست حلوة على الإطلاق. لإدراك الحلاوة ، من المهم أن يتطابق الجزيء ومستقبل الطعم مع بعضهما البعض. ترتبط هذه الحالة بشكل خاص بحجم الجزيء ، وهو ما يفسر زيادة حلاوة السكريات ذات الجزيئات الأصغر. تعود حلاوة المنتجات الطبيعية إلى وجود السكريات فيها - على سبيل المثال ، يحتوي العسل (حوالي 100 روبية) على الكثير من الفركتوز.
يعتبر السبب التطوري للسكريات على أنها مستساغة (مما يؤدي إلى استهلاك الأطعمة التي تحتوي عليها) هو سهولة هضمها ومحتواها العالي من السعرات الحرارية. لذا فهي مصدر جيد للطاقة ، "وقود" لخلايا أجسامنا. ومع ذلك ، فإن التكيفات الفسيولوجية التي كانت ضرورية للبقاء على قيد الحياة في عصر ما قبل الإنسان في عصر سهولة الوصول إلى الغذاء تسبب العديد من الآثار الصحية السلبية.
ليس السكر فقط هو الحلو
هم أيضا طعم الحلو مركبات غير السكر. تم استخدام الإكسيليتول بالفعل في محاولات لتحديد حلاوة المواد. إنه مشتق طبيعي لأحد السكريات الأقل شيوعًا و RS مشابه للسكروز. هو مُحلي معتمد (كود E967) ويستخدم أيضًا لتحسين طعم معاجين الأسنان والعلكة. المركبات ذات الصلة لها استخدامات مماثلة: مانيتول E421 i السوربيتول E420.
نموذج جزيئي لبعض السكريات: الجلوكوز (أعلى اليسار) ، الفركتوز (أعلى اليمين) ، السكروز (أسفل).
الغليسيرول (E422 ، مُحلي الخمور واحتباس الرطوبة) والأحماض الأمينية الجلايسين (E640 ، محسن النكهة) هي أيضًا مواد تذوق حلوة. أسماء كلا المركبين (بالإضافة إلى الجلوكوز وبعض الأنواع الأخرى) مشتقة من الكلمة اليونانية التي تعني "حلو". يمكن استخدام الجلسرين والجليسين لاختبارات الحلاوة (بشرط أن تكون نقية ، تم الحصول عليها ، على سبيل المثال ، من صيدلية). لكن دعونا لا نختبر طعم أي مركبات أخرى!
البروتينات المستخرجة من بعض النباتات الغريبة هي أيضًا محليات. في أوروبا مسموح باستخدامه. توماتين E957. يبلغ سعره RS حوالي 3 آلاف. مرات أعلى من السكروز. هناك علاقات مثيرة للاهتمام ميراكولينعلى الرغم من أن طعمه ليس حلوًا من تلقاء نفسه ، إلا أنه يمكن أن يغير بشكل دائم كيفية عمل مستقبلات اللسان. حتى عصير الليمون مذاقه حلو جدا بعد تناوله!
بدائل السكر الأخرى ستيفيوسيد، أي المواد المستخرجة من نبات في أمريكا الجنوبية. هذه المواد أحلى بحوالي 100-150 مرة من السكروز. تمت الموافقة على Steviosides للاستخدام كمضافات غذائية بموجب الكود E960. يتم استخدامها لتحلية المشروبات والمربى والعلكة وكمحليات في الحلوى الصلبة. يمكن أن يأكلها مرضى السكر.
من المركبات غير العضوية المشهورة طعمها حلو. يعطي الشمس (في الأصل كان يسمى هذا العنصر جلوكين وكان له الرمز Gl) و قيادة. وهي شديدة السمية - وخاصة الرصاص (II) أسيتات الرصاص (CH3الرئيس التنفيذي للعمليات)2، والذي كان يسمى بالفعل السكر الرصاص من قبل الخيميائيين. تحت أي ظرف من الظروف يجب أن نجرب هذه العلاقة!
حلاوة من المعمل
الغذاء مليء بشكل متزايد بالحلويات ليس من مصادر طبيعية ، ولكن مباشرة من معمل الكيمياء. من المؤكد أنها تحظى بشعبية المحلياتمنها RS أكبر بعشرات بل ومئات المرات من السكروز. نتيجة لذلك ، يجب التخلص من كمية الطاقة من الحد الأدنى للجرعة. عندما لا يتم حرق المواد في الجسم ، فإنها في الحقيقة لا تحتوي على "سعرات حرارية". الأكثر استخداما:
- السكرين E954 - أقدم مُحلي صناعي (اكتشف عام 1879) ؛
- سيكلامات الصوديوم E952;
- الأسبارتام E951 - من أشهر المحليات. في الجسم ، يتحلل المركب إلى أحماض أمينية (حمض الأسبارتيك وفينيل ألانين) والميثانول الكحولي ، وهذا هو السبب في أن الأطعمة المحلاة بالأسبارتام تحمل تحذيرًا على العبوة للأشخاص الذين يعانون من بيلة الفينيل كيتون (اضطراب وراثي في استقلاب الفينيل ألانين). الشكوى الشائعة حول الأسبارتام هي إطلاق الميثانول ، وهو مركب سام. ومع ذلك ، فإن جرعة نموذجية من الأسبارتام (عندما لا تستهلك أكثر من جرام في اليوم) تنتج فقط أعشار جرام من الميثانول ، وهو ما لا علاقة له بالجسم (ينتج المزيد عن طريق التمثيل الغذائي الطبيعي) ؛
- اسيسولفام K E950;
- السكرالوز E955 - أحد مشتقات السكروز ، حيث يتم إدخال ذرات الكلور. هذه "الحيلة" الكيميائية منعت الجسم من التمثيل الغذائي له.
من عيوب بعض المُحليات الصناعية أنها تتحلل أثناء معالجة الطعام (على سبيل المثال ، الخبز). لهذا السبب ، فهي مناسبة فقط لتحلية الأطعمة الجاهزة التي لن تسخن بعد الآن.
على الرغم من الخصائص المغرية للمحليات (حلاوة بدون سعرات حرارية!) ، فإن تأثير استخدامها غالبًا ما يؤدي إلى نتائج عكسية. تنتشر مستقبلات الطعم الحلو في العديد من أعضاء الجسم ، بما في ذلك الأمعاء. تحفز المحليات المستقبلات المعوية لإرسال إشارة توصيل جديدة. يخبر الجسم البنكرياس بإنتاج الأنسولين ، مما يساعد على نقل الجلوكوز من الدم إلى الخلايا. ومع ذلك ، عند استخدام المحليات بدلاً من السكر ، لا يوجد بديل للجلوكوز الذي يفرز في الأنسجة ، وينخفض تركيزه ويرسل الدماغ إشارات الجوع. على الرغم من تناول كمية كافية من الطعام ، لا يزال الجسم لا يشعر بالشبع ، على الرغم من أن المنتجات الخالية من السكر تحتوي على مكونات أخرى توفر الطاقة. وبالتالي ، تمنع المحليات الجسم من تقدير محتوى السعرات الحرارية بشكل صحيح في الطعام ، مما يؤدي إلى الشعور بالجوع الذي يشجع على تناول المزيد من الطعام.
فسيولوجيا وعلم نفس الذوق
حان الوقت لبعض الانطباعات.
نضع بلورة كبيرة من السكر (السكر المثلج) على اللسان ونمتصها ببطء. اشطف فمك بالماء ثم رش لسانك بقليل من السكر البودرة (أو السكر العادي المطحون جيدًا). دعونا نقارن انطباعات كلا المنتجين. يبدو السكر البلوري الناعم أحلى من السكر المثلج. والسبب هو معدل انحلال السكروز ، والذي يعتمد على سطح البلورات (وهذا ، في المجمل ، أكثر للفتات الصغيرة منه لقطعة واحدة كبيرة من نفس الوزن). يؤدي الذوبان الأسرع إلى تنشيط أسرع لمزيد من المستقبلات على اللسان وإحساس أكبر بالحلاوة.
جميل جدا
أحلى مادة معروفة هي مركب يسمى لوجدونامحصل عليها كيميائيون فرنسيون من ليون (باللاتينية). تقدر قيمة RS للمادة بـ 30.000.000 300 20 (أي XNUMX مرة أحلى من السكروز)! هناك العديد من التوصيلات المماثلة بـ XNUMX مليون روبية.
في كتب علم الأحياء القديمة كانت هناك خريطة لحساسية اللسان للأذواق الفردية. وفقًا لها ، يجب أن تكون نهاية عضو التذوق لدينا متقبلة بشكل خاص للحلويات. بلل عصا صحية بمحلول السكر والمس اللسان في أماكن مختلفة: في النهاية ، في القاعدة ، في المنتصف وعلى الجانبين. على الأرجح ، لن يكون هناك فرق كبير في كيفية استجابة مناطق مختلفة منها للحلاوة. يكاد يكون توزيع المستقبلات للأذواق الأساسية موحدًا في جميع أنحاء اللسان ، والاختلافات في الحساسية صغيرة جدًا.
أخيرًا ، شيء من سيكولوجية الذوق. نقوم بإعداد محاليل السكر من نفس التركيز ، ولكن لكل منها لون مختلف: الأحمر والأصفر والأخضر (نلون بالطبع مع تلوين الطعام). نجري اختبار حلاوة على معارف لا يعرفون تركيبة الحلول. سيجدون على الأرجح أن المحاليل الحمراء والصفراء أحلى من الحلول الخضراء. تعتبر نتيجة الاختبار أيضًا من بقايا التطور البشري - فالفواكه الحمراء والصفراء ناضجة وتحتوي على الكثير من السكر ، على عكس الفاكهة الخضراء غير الناضجة.
