زندگی شیرین یک شیمیدان

شیرینی مفهوم مثبتی دارد. شیرینی ویژگی های شخصیتی افراد را جذب می کند. کودکان و حیوانات کوچک "بامزه" هستند. پیروزی طعم شیرینی دارد و همه خواهان زندگی شیرین هستند - اگرچه باید مراقب باشیم وقتی کسی بیش از حد ما را شیرین می کند. در ضمن مادی شدن شیرینی ها شکر معمولی است.

دانشمندان اگر به این مفهوم انتزاعی نگاه نمی کردند خودشان نبودند. آنها با آن مانند تراکم یا حجم آمدند شیرینیکه به صورت عددی میزان شیرینی را توصیف می کند. مهمتر از آن، اندازه گیری شیرینی حتی در محیط های آزمایشگاهی خانگی کاملاً قابل قبول است.

چگونه شیرینی را اندازه گیری کنیم؟

دستگاهی (هنوز؟) برای اندازه گیری شیرینی وجود ندارد. دلیل آن پیچیدگی باورنکردنی حواس شیمیایی اولیه است: چشایی و حس بویایی مرتبط. در مورد اندام‌های حسی بسیار جوان‌تر از نظر تکاملی، که به محرک‌های فیزیکی (بینایی، شنوایی، لامسه) پاسخ می‌دهند، ابزارهای معادل ساخته شدند - عناصر حساس به نور، میکروفون‌ها، حسگرهای لمسی. از نظر سلیقه، ارزیابی هایی بر اساس احساسات ذهنی پاسخ دهندگان وجود دارد و ابزار اندازه گیری زبان و بینی انسان است.

محلول 10 درصد شکر سفره، یعنی. ساکارز. برای این نسبت مقدار شرطی 100 است (در برخی منابع 1 است). نامیده می شود شیرینی نسبی، که با علامت اختصاری RS (انگلیسی) مشخص می شود. اندازه گیری شامل انتخاب درصد غلظت محلول ماده آزمایشی است به طوری که حس شیرینی تولید شده با حالت استاندارد یکسان باشد. به عنوان مثال: اگر یک محلول 5٪ همان اثر طعمی یک محلول ساکارز 10٪ را داشته باشد، ماده مورد آزمایش در 200 شیرین است.

ساکارز استاندارد شیرینی است.

الان زمان اندازه گیری شیرینی.

شما به آن نیاز خواهید داشت وزن. در یک آزمایشگاه خانگی، یک مدل جیبی ارزان قیمت ده زلوتی، با ظرفیت بار تا 200 گرم و وزن با دقت 0,1 گرم (در بسیاری از آزمایشات دیگر نیز مفید خواهد بود) کافی است.

محصولات در حال حاضر اثبات شده است. ساکارز شکر معمولی سفره گلوکز را می توان در خواربار فروشی پیدا کرد، در آنجا نیز موجود است زایلیتول به عنوان جایگزین قند [گلوکز_گزیلیتول] فروکتوز بیایید به قفسه محصولات دیابتی نگاه کنیم، خداحافظ لاکتوز در دم کردن خانگی استفاده می شود.

محلول هایی با غلظت های 5 تا 25 درصد تهیه می کنیم و به روشی شناخته شده (محلول هر ماده در چند غلظت) برچسب گذاری می کنیم. لطفاً به یاد داشته باشید که اینها محصولاتی هستند که برای مصرف انسان در نظر گرفته شده اند، بنابراین حتماً این کار را انجام دهید قوانین بهداشتی.

به دنبال افرادی باشید که مایل به آزمایش در میان خانواده و دوستان شما هستند. تست شیرینی در شرایطی مشابه هنگام چشیدن رایحه شراب و قهوه انجام می شود - فقط زبان با مقدار کمی محلول (بدون بلع) مرطوب می شود و قبل از چشیدن، دهان کاملاً با آب تمیز شسته می شود. راه حل بعدی

شکر همیشه شیرین نیست

شکر	RS
فروکتوز	180
گلوکز	75
مانوز	30
گالاکتوز	32
ساکارز	100
لاکتوز	25
مالتوز	30

ترکیبات مورد آزمایش قرار گرفتند با شکر (به جز زایلیتول). که در میز مقادیر RS مربوط به آنها وجود دارد. قندهای ساده (گلوکز، فروکتوز، مانوز، گالاکتوز) معمولاً شیرین تر از دی ساکاریدها هستند (ساکارز تنها قند پیچیده بسیار شیرین است). قندهای با ذرات بزرگتر (نشاسته، سلولز) اصلا شیرین نیستند. برای درک شیرینی، مهم است که مولکول و جوانه چشایی با یکدیگر مطابقت داشته باشند. این شرایط به ویژه در مورد اندازه مولکولی صدق می کند که شیرینی بیشتر قندها با مولکول های کوچکتر را توضیح می دهد. شیرینی غذاهای طبیعی از وجود قند در آنها ناشی می شود - به عنوان مثال، عسل (حدود 100 روپیه) حاوی مقدار زیادی فروکتوز است.

دلیل تکاملی اینکه چرا قندها به عنوان خوش طعم تلقی می شوند (که منجر به مصرف غذاهای حاوی آنها می شود) به این دلیل است که آنها به راحتی قابل هضم هستند و کالری بالایی دارند. بنابراین آنها منبع خوبی از انرژی، "سوخت" برای سلول های بدن ما هستند. با این حال، سازگاری های فیزیولوژیکی که برای بقای پیش از انسان در عصر دسترسی آسان به غذا ضروری بود، پیامدهای منفی بسیاری را برای سلامتی ایجاد می کند.

نه تنها شکر شیرین است

طعم شیرینی هم دارند ترکیبات غیر قندی. زایلیتول قبلاً در تلاش برای تعیین شیرینی مواد استفاده شده است. این مشتق طبیعی یکی از قندهای کمتر رایج است و RS آن شبیه ساکارز است. این یک شیرین کننده تایید شده (کد E967) است که برای بهبود طعم خمیر دندان و آدامس نیز استفاده می شود. ترکیبات مرتبط کاربردهای مشابهی دارند: مانیتول E421 i سوربیتول E420.

مدل مولکول های برخی قندها: گلوکز (بالا سمت چپ)، فروکتوز (بالا سمت راست)، ساکارز (پایین).

گلیسیرین (E422، شیرین کننده لیکور و حفظ رطوبت) و اسید آمینه گلیسین (E640، تقویت کننده طعم) نیز موادی با طعم شیرین هستند. نام هر دو ترکیب (و همچنین گلوکز و چندین ترکیب دیگر) از کلمه یونانی به معنای "شیرین" گرفته شده است. گلیسیرین و گلیسین را می توان برای آزمایش شیرینی استفاده کرد (به شرطی که خالص باشند، مانند تهیه شده از داروخانه). اما بیایید هیچ ترکیب دیگری را آزمایش نکنیم!

پروتئین های استخراج شده از برخی گیاهان عجیب و غریب نیز شیرین کننده هستند. برای استفاده در اروپا تایید شده است. تاوماتین E957. RS آن حدود 3 هزار است. برابر بیشتر از ساکارز روابط جالبی وجود دارد معرکولینااگرچه به خودی خود طعم شیرینی ندارد، اما می تواند برای همیشه نحوه عملکرد گیرنده های زبان را تغییر دهد. حتی آب لیمو هم بعد از نوشیدن طعم بسیار شیرینی دارد!

سایر جایگزین های قند استویوزیدهایعنی مواد استخراج شده از یک گیاه آمریکای جنوبی. این مواد تقریباً 100-150 برابر شیرین تر از ساکارز هستند. استویوزیدها برای استفاده به عنوان یک افزودنی غذایی تحت کد E960 تایید شده اند. از آنها برای شیرین کردن نوشیدنی ها، مربا، آدامس و به عنوان شیرین کننده در آب نبات استفاده می شود. دیابتی ها می توانند آنها را بخورند.

از ترکیبات معدنی محبوب، طعم شیرینی دارند. سولنس بریل (در ابتدا این عنصر گلوکین نام داشت و علامت Gl را داشت) و سرب. آنها بسیار سمی هستند - به ویژه سرب (II) استات Pb (CH).₃مدیر ارشد عملیاتی)₂، که قبلاً توسط کیمیاگران قند سرب نامیده می شود. تحت هیچ شرایطی نباید این رابطه را امتحان کنیم!

شیرینی های آزمایشگاهی

محصولات غذایی به طور فزاینده‌ای مملو از شیرینی‌هایی هستند که از منابع طبیعی تهیه می‌شوند، بلکه مستقیماً از یک آزمایشگاه شیمیایی تولید می‌شوند. قطعا محبوب است شیرین کننده هاRS آن ده ها و حتی صدها برابر ساکارز است. در نتیجه، مقدار انرژی از حداقل دوز باید حذف شود. وقتی مواد در بدن نسوزند، واقعاً «0 کالری» دارند. پرمصرف ترین:

• ساخارین E954 - قدیمی ترین شیرین کننده مصنوعی (کشف در سال 1879)؛
• سدیم سیکلامات E952;
• آسپارتام E951 - یکی از محبوب ترین شیرین کننده ها در بدن، این ترکیب به اسیدهای آمینه (اسید آسپارتیک و فنیل آلانین) و الکل متانول تجزیه می شود، بنابراین محصولات شیرین شده با آسپارتام هشداری را برای افراد مبتلا به فنیل کتونوری (اختلال ژنتیکی متابولیسم فنیل آلانین) روی بسته بندی دارند. یک شکایت رایج در مورد آسپارتام انتشار متانول است که یک ترکیب سمی است. با این حال، یک دوز معمولی آسپارتام (زمانی که بیش از یک گرم در روز مصرف نشود) تنها یک دهم گرم متانول تولید می کند که به بدن مربوط نمی شود (بیش از آن توسط متابولیسم طبیعی تولید می شود).
• آسه سولفام K E950;
• سوکرالوز E955 - مشتقی از ساکارز که اتم های کلر در آن وارد می شود. این "ترفند" شیمیایی از متابولیسم بدن جلوگیری می کرد.

نقطه ضعف برخی از شیرین کننده های مصنوعی این است که در طی فرآوری مواد غذایی (مانند پخت) از بین می روند. به همین دلیل، آنها فقط برای شیرین کردن محصولات نهایی مناسب هستند که دیگر گرم نمی شوند.

با وجود خواص وسوسه انگیز شیرین کننده ها (شیرینی بدون کالری!)، تأثیر استفاده از آنها اغلب معکوس است. گیرنده های طعم شیرین در بسیاری از اندام های بدن ما از جمله روده ها پراکنده شده اند. شیرین کننده ها گیرنده های روده را برای ارسال سیگنال "تحویل جدید" تحریک می کنند. بدن به پانکراس می‌گوید که شروع به تولید انسولین کند که به انتقال گلوکز از خون به سلول‌ها کمک می‌کند. با این حال، هنگامی که به جای شکر از شیرین کننده ها استفاده می شود، هیچ چیز جایگزین گلوکز آزاد شده در بافت ها نمی شود، غلظت آن کاهش می یابد و مغز سیگنال های گرسنگی را ارسال می کند. با وجود خوردن مقدار کافی غذا، بدن هنوز احساس سیری نمی کند، اگرچه غذاهای بدون قند حاوی مواد دیگری هستند که انرژی را تامین می کنند. بنابراین، شیرین‌کننده‌ها از ارزیابی صحیح محتوای کالری غذا توسط بدن جلوگیری می‌کنند و در نتیجه احساس گرسنگی ایجاد می‌کنند که مصرف بیشتر غذا را تشویق می‌کند.

فیزیولوژی و روانشناسی ذائقه

زمان برای برخی برداشت ها است.

یک کریستال بزرگ شکر (قند یخ) را روی زبان خود قرار دهید و به آرامی آن را بمکید. دهان خود را با آب بشویید و سپس روی زبان خود را با یک پیمانه پودر قند (یا شکر معمولی ریز آسیاب شده) بپاشید. بیایید برداشت های هر دو محصول را با هم مقایسه کنیم. شکر ریز شیرین تر از شکر یخی به نظر می رسد. دلیل آن سرعت انحلال ساکارز است که به سطح کریستال ها بستگی دارد (و این - در مجموع - برای خرده های کوچک بیشتر است تا یک تکه بزرگ با همان وزن). انحلال سریعتر باعث فعال شدن سریعتر گیرنده های بیشتر روی زبان و احساس شیرینی بیشتر می شود.

فوق العاده شیرین

شیرین ترین ماده شناخته شده ترکیبی است به نام لوگدونام، توسط شیمیدانان فرانسوی از لیون (به لاتین) بدست آمده است. RS این ماده 30.000.000 300 20 تخمین زده می شود (این مقدار XNUMX برابر شیرین تر از ساکارز است)! چندین ارتباط مشابه با XNUMX میلیون RS وجود دارد.

در کتاب های درسی زیست شناسی قدیمی نقشه ای از حساسیت زبان به ذائقه افراد وجود داشت. به گفته او، انتهای اندام چشایی ما باید به ویژه پذیرای شیرینی باشد. یک چوب بهداشتی را با محلول شکر مرطوب کنید و زبان خود را در نقاط مختلف لمس کنید: در انتها، در پایه، در وسط و در طرفین. احتمالاً تفاوت قابل توجهی در نحوه واکنش مناطق مختلف مغز به شیرینی وجود نخواهد داشت. توزیع گیرنده ها برای طعم های اولیه تقریباً یکنواخت در سراسر زبان است و تفاوت در حساسیت خود بسیار ناچیز است.

در نهایت، چیزی از روانشناسی سلیقه. محلول های شکری با غلظت یکسان اما هر کدام از رنگ های متفاوت تهیه می کنیم: قرمز، زرد و سبز (البته رنگی با رنگ خوراکی). ما تست شیرینی را روی دوستانی که ترکیب محلول ها را نمی دانند انجام می دهیم. آنها احتمالا متوجه خواهند شد که محلول های قرمز و زرد شیرین تر از محلول های سبز هستند. نتیجه آزمایش نیز یادگاری از تکامل انسان است - میوه های قرمز و زرد برخلاف میوه های سبز نارس رسیده و حاوی قند زیادی هستند.