Химия по жизни. Как устроен наш быт, отношения, предметы и вещи с точки зрения химических реакций, атомов и молекул

Если еда приятно пахнет и имеет хороший вкус, то эти два чувства объединяются, формируя то, что мы называем вкусовым и ароматическим букетом. У каждого из нас есть определенный набор вкусов, который нравится нам больше всего. Но тем не менее каждый вкус в этой вселенной, начиная с макарон Kraft и сыра и заканчивая меню в дорогом ресторане, получается из четырех молекул: воды, жиров/масла, белков и углеводов.

По правде говоря, наш мозг с легкостью различает эти вкусы. Он даже может с точностью определить, что именно мы едим: моносахарид или полисахарид (сахар или крахмал). А все из-за того, что наши вкусовые рецепторы (посылающие сообщения в мозг) способны обнаруживать множество разнообразных молекул. Например, когда вкусовые рецепторы обнаруживают ионы водорода (H⁺), то еда кажется кислой. А щелочные металлы, например, придают ей соленый вкус.

Давайте вернемся к теме выпечки. Вы знали, что наш мозг сможет обнаружить разницу между моносахаридом (сахаром во фруктах) и полисахаридом (крахмалом в муке). Мне кажется, именно сочетание сладости (моносахарида) и умами (полисахарида) делает пироги лучшим десертом. (Возможно, я слишком предвзята; я уже говорила, что у моей мамы получаются божественные пироги?)

Наши вкусовые рецепторы могут обнаруживать молекулы из-за того, что наш мозг очень внимательно следит за концентрацией некоторых ионов – в нашем случае Na⁺и H⁺– в ионных каналах. Они расположены внутри клеток наших органов и создают пути для циркуляции ионов по всему телу. Их даже можно сравнить с автомагистралями, по котором можно добраться из одного места в другое.

Когда мы едим что-то очень соленое, наш мозг замечает большое количество ионов натрия в ионном канале языка. А когда увеличивается концентрация ионов водорода, то наш мозг сразу понимает, что мы съели что-то кислое.

И все это происходит практически мгновенно. Наш мозг поражает, правда?

С молекулярной точки зрения между такими вкусами, как соленый/кислый и сладкий/умами, есть одно большое различие – это связи между молекулами. В соленых и кислых продуктах образуются ионные связи; при этом в сладких и умами образуются ковалентные связи. Именно поэтому мы можем преодолеть рефлекс и съесть очень сладкую пищу, но не очень кислую. К примеру, когда мы едим черничный пирог, наши вкусовые рецепторы тут же определяют сладкий вкус. Когда мы едим что-то сладкое, мы не используем ионные каналы.

То же самое касается горького вкуса, поскольку концентрация таких молекул не влияет на общий вкус. Вне зависимости от того, съедите вы одну ложку или целую тарелку, вкус будет одинаково горьким.

Так как сладкий, умами и горький вкусы не попадают в наш мозг через ионные каналы, их все время определяют в одну категорию. Все три вкуса возникают в результате реакции между определенными ковалентными молекулами и рецепторами в клеточных мембранах наших рецепторов. Когда происходит химическая реакция, наш мозг идентифицирует вкус как сладкий, умами или горький. И да, мозгу требуется на это меньше секунды.

И раз мы сейчас говорим о вкусах, я хочу развеять одно заблуждение. Поверхность языка практически одинаково различает все пять вкусов. У нас нет областей или отделов вкусовых рецепторов! Так что вы сможете почувствовать сладость вашего пирога каждым дюймом языка.

Всего выделяют пять основных вкусов: сладкий, соленый, кислый, горький и умами. (Японское слово умами переводится как «приятный вкус». Однако многие люди используют слово пикантный.) Лучшие пекари используют их для создания удивительных вкусовых сочетаний.

Давайте рассмотрим рецепт классического пирога с ревенем. Для начинки вам потребуется 4 чашки ревеня (кислое), 2/3 стакана сахара (сладкое) и щепотка соли. Все это смешивается с цедрой лимона (кислое), благодаря чему создается сбалансированный сладко-солено-кислый вкус.

Но знаете, меня как химика очень удивляет, что одну и ту же комбинацию молекул разные люди могут воспринимать по-разному. Я просто обожаю пирог с ревенем, но некоторые его просто ненавидят. Почему?

Вкусовые предпочтения каждого человека основаны на психологии удовольствия, объясняющей, почему у людей есть любимые цвета, фильмы, песни, еда… Химия мозга очень сложна, но большая часть психологов согласны с одной теорией: когда человек испытывает положительный опыт с какой-либо вещью, то велика вероятность, что эта вещь станет его любимой. Человеческий мозг просто реагируют на разные химические рецепторы.

Когда дело касается еды, ясно, что большую часть любимых продуктов мы нашли еще в детстве. Думаю, я обожаю пирог с ревенем из-за того, что это был первый пирог, который я попробовала. Мой детский мозг был поражен сочетанием сладко-соленой начинки, и по сей день я не пробовала пирога лучше.