Нейрогастрономия. Почему мозг создает вкус еды и как этим управлять

Его предсказание сбылось. Сейчас, спустя много лет, действительно есть люди, разбирающиеся в химии вкусовых ощущений и молекулярном составе употребляемой нами еды. Вам тоже пригодятся познания об основных видах этих молекул, чтобы понять, каким образом мозг преобразовывает их во вкусовые ощущения.

 За вкус и запах кофе отвечают порядка шестисот составляющих.

Как уже упоминалось во вступлении, изучением ароматов и вкусов пищи занимаются специалисты разных сфер науки, чьи интересы и задачи в целом различны, но в вопросах обоняния пересекаются. Психологи и психофизиологи заинтересованы в изучении человеческого восприятия. Работающие в индустрии вкуса и парфюмерии специалисты по органической химии систематически изучают запахи синтезируемых веществ, чтобы в дальнейшем использовать их для создания новых вкусовых ощущений и ароматов. Физиологи питания пытаются разобрать, как конкретный вид пищи дает те или иные вкусовые ощущения, а затем стимулируют или усиливают имеющийся вкус с помощью искусственно одорированных молекул. Они классифицируют ароматические частицы эмпирически, разделяя их в зависимости от реакции, которую те вызывают в организме, или же по отдельным видам пищевых вкусовых ощущений и отдушек. С помощью современных технологий они разбирают пищу на молекулы, а затем сопоставляют их со вкусовыми ощущениями, возникающими от этого вида пищи.

Отличным примером сложности запаха является кофе. Предполагается, что за вкус и запах кофе отвечают порядка шестисот ингредиентов. Как определить, какой из них отвечает за конкретный аромат? Сегодня основным инструментом для проведения таких исследований является газовый хроматограф/масс-спектрометр (ГХМС), использующийся для изучения состава множества материалов. Молекулы изучаемого вещества в газообразном состоянии вводятся в ГХМС по длинной трубке, а затем оседают на принимающую поверхность, распределяясь в зависимости от молекулярной массы. Молекулы разных видов отражают свет в виде волн разной длины, и благодаря этому свойству они распознаются масс-спектрометром, способным вычленить отдельное вещество из массы при концентрации вплоть до одной миллионной. Результат исследования выглядит как график с пиками в разных местах (это позволяет идентифицировать вещество) разной высоты (чем выше, тем больше объем вещества).

ГХМС является чрезвычайно ценным инструментом для определения молекулярного состава вещества, но запахи ему не всегда «по зубам». Нередко высота пиков масс-спектрометрии плохо соотносится с реальной силой запаха от изучаемого сложного вещества. Часто основным источником аромата пищи оказываются молекулы, с трудом регистрирующиеся с помощью масс-спектрометрии.

Несмотря на дурную репутацию «слабого» человеческого обоняния, наш нюх острее, чем у самого мощного современного оборудования для молекулярного анализа.

Хороший пример того, как малое количество вещества влияет на общее восприятие, – драгоценные камни. В таких драгоценных камнях, как сапфир или рубин, завораживающий цвет обусловлен не основными компонентами их химического состава, а веществами, содержащимися в них в остаточных, то есть крайне малых, объемах. Аналогично дело обстоит и в случае запахов – отличительный аромат пищи может диктоваться остаточным количеством одного вида одорированной молекулы. Эксперименты психофизиологов показали, что мы можем определить присутствие одорированного соединения даже в случаях, когда его концентрация слишком мала для распознания с помощью ГХМС. Получается, что, несмотря на дурную репутацию «слабого» человеческого обоняния, наш нюх острее, чем у самого мощного современного оборудования для молекулярного анализа.

* * *

Чтобы понять, как наш мозг создает восприятие запаха, нужно для начала разобраться с тем, как работают молекулы – те частицы, из которых запах состоит. Питер Эткинс из Оксфордского университета – один из лучших популяризаторов молекулярной природы всего сущего. В своей книге «Молекулы»[28] он подробно и понятно описывает химические структуры, из которых состоит вся окружающая нас материя и которые способны стимулировать наше обоняние. Я кратко расскажу вам о молекулах и о том, как формируются различные одорированные соединения, а также объясню, каким образом они передают рецепторам информацию о своем источнике. Эти данные фундаментальны как для молекулярной кухни, так и для нейрогастрономии.

ФРУКТОВЫЕ АРОМАТЫ

Люди произошли от подотряда приматов, представители которого питаются преимущественно фруктами, а потому логично в первую очередь рассказать вам о фруктовых ароматах.