Наука и кулинария. Физика еды. От повседневной до высокой кухни

И все же главное волшебство создания вкуса и аромата происходит во время готовки. Процесс приготовления способен буквально разорвать молекулы белков, жиров и углеводов и превратить их во вкусоароматические молекулы! Крупные молекулы распадаются на молекулы поменьше, а те – на все более и более мелкие. В итоге они оказываются достаточно малы, чтобы распознаваться нашими рецепторами. Одним из ключевых агентов в создании вкуса и аромата является нагрев, вызывающий распад молекул (нагрев мы подробнее обсудим в главе 2). Однако сходное создание вкуса и аромата происходит и при многих других процессах приготовления пищи. Приготовление пищи с помощью микробов, например ферментация при квашении капусты или засолке огурцов, также разбивает крупные молекулы на крошечные вкусоароматические молекулы. То же верно и для копчения и выдержки.

Вкус и кислоты

Самый простой пример обычной вкусоароматической молекулы – это кислоты, молекулы которых дают соответствующий вкус. С научной точки зрения молекулы кислоты характеризуются тем, что легко отдают ионы водорода. Наши вкусовые сосочки ощущают кислоту, обнаруживая водород: ионы водорода блокируют протонные каналы в рецепторах и отправляют в мозг сигнал «кисло». Интересно, что для того, чтобы пища была распознана как кислая, нужно очень немного ионов водорода. Когда лимонная кислота растворяется в воде, она распадается на части, оставляя плавать небольшое количество ионов водорода. На самом деле, если вы растворите в воде очень маленькое количество лимонной кислоты, ионов водорода там будет в миллионы раз меньше, чем молекул воды. Казалось бы, ионы водорода должны были бы редко наталкиваться на вкусовые сосочки, но на самом деле они постоянно контактируют с ними, а чтобы создать кислый вкус, только это и нужно. Поистине удивительное научное явление – общее свойство вкуса: нужно относительно немного молекул, чтобы вызвать сильное вкусовое ощущение. Следовательно, в кулинарии требуется очень тщательно уравновешивать вкусы.

Кислоты важны для всей химии, а не только для кулинарии. Ученые разработали специальный водородный показатель, pH, для измерения кислотности. pH показывает количество ионов водорода как процент от общего количества молекул воды. По сложившейся традиции ученые пользуются шкалой, которая разъясняется во врезке. Важно, что pH чистой воды равен 7, а у лимонного сока этот показатель составляет примерно 2. Это значит, что в лимонном соке ионов водорода на пять порядков (в 100 000 раз) больше, чем в чистой воде.

pH

pH – это логарифмическая шкала для измерения кислотности (и щелочности). Она говорит вам, сколько протонов (ионов H⁺) находится в растворе. Почему это нам важно? Ионы H⁺, по сути, забивают или перекрывают протонные каналы в наших вкусовых сосочках, тем самым отправляя нам в мозг сигнал «кисло». Растворы с низким pH (pH < 7) кислотные и кажутся нам кислыми на вкус, а щелочные растворы (pH > 7) часто кажутся горькими, металлическими или мыльными. Шкала pH, разработанная датским ученым Сёреном Сёренсеном, основана на концентрации ионов водорода, которая дается в количестве молей H⁺ на литр раствора; 1 моль равен примерно 6 × 10²³ единицам (в данном случае, ионам), то есть 6 с 23 нулями! Мы используем этот странный показатель (у него даже есть имя: число Авогадро), потому что так проще считать. Иначе подсчет количества ионов или молекул быстро становится весьма громоздким. Логарифмическая шкала говорит нам: изменение pH на одну единицу означает, что концентрация H⁺ изменилась в 10 раз. Лимонный сок с pH = 2 имеет в 10 раз меньшую концентрацию ионов H⁺, чем желудочный сок, pH которого 1. Все это означает, что мы можем определить pH по экспоненте концентрации. Например, в литре воды комнатной температуры 10^–7 молей ионов H⁺, так что нейтральный водородный показатель (pH) принят за 7. (Стоит отметить, что Сёренсен открыл эту шкалу, изучая ферментацию пива: достойная тема для курса «Наука и кулинария»!) Однако люди очень быстро поняли, что общая концентрация водорода не всегда прямо соответствует кислотности: важна именно концентрация растворенных или активных ионов H⁺.

РИСУНОК 4

Молекулы вкуса, изображенные слева, определяются рецепторами языка. Хотя основных вкусов пять, мы воспринимаем их по-разному в зависимости от того, как они сочетаются. В результате эволюции определенные вкусы ассоциируются у нас с благотворным или вредным воздействием на наш организм. Сладость, которая для большинства людей является приятным ощущением, обычно ассоциируется с хорошими источниками быстрой энергии. Горечь, наоборот, может помочь определить нечто ядовитое. Возможно, именно поэтому ребенка не приходится уговаривать доесть сладкий десерт, а вот горький вкус часто попадает в категорию «приобретенных».