חיים מתוקים של כימאי

למתוק יש קונוטציה חיובית. המתיקות של תכונות אופי מושכת אנשים. ילדים קטנים וחיות הם "חמודים". לניצחון יש טעם מתוק, וכולם רוצים חיים מתוקים – למרות שעלינו להיזהר כשמישהו "ממתיק" אותנו יותר מדי. בינתיים, התממשותם של ממתקים היא סוכר רגיל.

מדענים לא היו עצמם אם לא היו מסתכלים על המושג המופשט הזה. הם הגיעו לזה במראית עין של צפיפות או נפח מְתִיקוּתשמתאר באופן מספרי את מידת המתיקות. חשוב מכך, מדידות המתיקות מקובלות למדי אפילו במסגרות מעבדה ביתיות צנועות.

איך למדוד מתיקות?

אין (עדיין?) מד מתיקות. הסיבה היא הסיבוך המדהים של החושים הכימיים העיקריים: הטעם וחוש הריח הנלווה. במקרה של איברי חישה אבולוציוניים צעירים בהרבה המגיבים לגירויים פיזיים (ראייה, שמיעה, מגע), נבנו מכשירים מקבילים - אלמנטים רגישים לאור, מיקרופונים, חיישני מגע. מבחינת טעם, יש הערכות המבוססות על תחושות סובייקטיביות של הנשאלים, ולשונות ואף אנושיים הם מכשירי מדידה.

תמיסת סוכר 10% במזון, כלומר. סוכרוז. עבור יחס זה, הערך המותנה הוא 100 (במקורות מסוימים הוא 1). זה נקרא מתיקות יחסית, מסומן על ידי הקיצור RS (אנגלית). המדידה מורכבת מהתאמת אחוז הריכוז של תמיסה של החומר הנבדק כך שרושם המתיקות שהוא מייצר יהיה זהה לזה של ההתייחסות. לדוגמה: אם לתמיסה של 5% יש אפקט טעם זהה לתמיסת סוכרוז של 10%, החומר הנבדק מתוק ב-200.

סוכרוז הוא המדד למתיקות.

הגיע הזמן ל מדידות מתיקות.

אתה צריך את זה משקל. במעבדה ביתית מספיק דגם כיס זול לתריסר זלוטי, בעל כושר נשיאה של עד 200 גרם ובמשקל בדיוק של 0,1 גרם (הוא יועיל במהלך ניסויים רבים אחרים).

עכשיו מוצרים מוכחים. סוכרוז סוכר שולחן רגיל. גלוקוז ניתן למצוא במכולת, ניתן להשיג אותה גם שם קסיליטול כתחליף סוכר. [גלוקוז_קסיליטול] פרוקטוז תסתכל על מדף המזון לסוכרתיים בזמן לקטוז משמש בבישול ביתי.

אנחנו מכינים תמיסות בריכוזים של 5 עד 25% ומתייגים אותן בצורה ידועה (תמיסה של כל חומר במספר ריכוזים). זכרו שמדובר במוצרים המיועדים לאכילה, לכן הקפידו לפקוח עליהם עין. כללי היגיינה.

חפש נסיינים בקרב המשפחה והחברים שלך. בדיקות מתיקות מתבצעות באותם תנאים כמו בטעימת ניחוחות היין והקפה, רק הלשון נרטבת בכמות קטנה של תמיסות (ללא בליעה) והפה נשטף היטב במים נקיים לפני הטעימה. הפתרון הבא.

לא תמיד סוכר מתוק

סוכר	RS
פרוקטוז	180
גלוקוז	75
מנוז	30
גלקטוז	32
סוכרוז	100
לקטוז	25
מלטוז	30

התרכובות שנבדקו היו עם סוכר (חוץ מקסיליטול). IN שולחן יש להם ערכי RS תואמים. סוכרים פשוטים (גלוקוז, פרוקטוז, מנוז, גלקטוז) הם בדרך כלל מתוקים יותר מדיסכרידים (סוכרוז הוא הסוכר המורכב המתוק מאוד היחיד). סוכרים עם חלקיקים גדולים יותר (עמילן, תאית) אינם מתוקים כלל. לתפיסת המתיקות, חשוב שהמולקולה וקולטן הטעם יתאימו זה לזה. מצב זה רלוונטי במיוחד לגודל המולקולה, מה שמסביר את המתיקות הגדולה יותר של סוכרים עם מולקולות קטנות יותר. המתיקות של מוצרים טבעיים נובעת מנוכחותם של סוכרים בהם – למשל, דבש (כ-100 רופי) מכיל הרבה פרוקטוז.

הסיבה האבולוציונית שסוכרים נתפסים כטעימים (מה שמוביל לצריכת מזונות המכילים אותם) היא קלות העיכול שלהם ותכולת הקלוריות הגבוהה שלהם. אז הם מהווים מקור טוב לאנרגיה, "דלק" לתאי הגוף שלנו. עם זאת, ההתאמות הפיזיולוגיות שהיו נחוצות כדי לשרוד בעידן הטרום-אנושיים בעידן של גישה נוחה למזון גורמות להשלכות בריאותיות שליליות רבות.

לא רק סוכר הוא מתוק

יש להם גם טעם מתוק תרכובות שאינן סוכר. Xylitol כבר שימש בניסיונות לקבוע את המתיקות של חומרים. זוהי נגזרת טבעית של אחד הסוכרים הפחות נפוצים וה-RS שלו דומה לסוכרוז. זהו ממתיק מאושר (קוד E967) ומשמש גם לשיפור הטעם של משחות שיניים ומסטיקים. לתרכובות קשורות יש שימושים דומים: מניטול E421 i סורביטול E420.

מודל מולקולה של כמה סוכרים: גלוקוז (משמאל למעלה), פרוקטוז (מימין למעלה), סוכרוז (למטה).

גליצרול (E422, ממתיק ליקר ושימור לחות) וחומצת אמינו גליצין (E640, משפר טעם) הם גם חומרים בעלי טעם מתוק. השמות של שתי התרכובות (כמו גם גלוקוז ואחרות) נגזרים מהמילה היוונית שמשמעותה "מתוק". ניתן להשתמש בגליצרין ובגליצין לבדיקות מתיקות (בתנאי שהם טהורים, מתקבלים למשל מבית מרקחת). אבל בואו לא נבדוק את הטעם של תרכובות אחרות!

חלבונים המופקים מכמה צמחים אקזוטיים הם גם ממתיקים. באירופה זה מותר לשימוש. Taumatine E957. ה-RS שלו הוא בסביבות 3k. פעמים גבוה מזה של סוכרוז. יש קשרים מעניינים מירקוליןלמרות שאין לו טעם מתוק בפני עצמו, הוא יכול לשנות לצמיתות את אופן פעולת הקולטנים של הלשון. אפילו מיץ לימון טעים מאוד לאחר נטילתו!

תחליפי סוכר אחרים סטיביוסיד, כלומר, חומרים המופקים מצמח דרום אמריקאי. חומרים אלו מתוקים בערך פי 100-150 מסוכרוז. Steviosides אושרו לשימוש כתוסף מזון תחת הקוד E960. הם משמשים להמתקת משקאות, ריבות, מסטיקים וכממתיקים בסוכריות קשות. חולי סוכרת יכולים לאכול אותם.

מבין התרכובות האנאורגניות הפופולריות, יש להן טעם מתוק. נותן את השמש (במקור אלמנט זה נקרא גלוצין והיה לו את הסמל Gl) ו להוביל. הם רעילים מאוד - במיוחד עופרת (II) אצטט Pb (CH₃סמנכ"ל התפעול)₂, שכבר נקרא סוכר עופרת בפי האלכימאים. בשום פנים ואופן אסור לנו לנסות את הקשר הזה!

מתיקות מהמעבדה

האוכל מתמלא יותר ויותר בממתקים לא ממקורות טבעיים, אלא ישר מהמעבדה לכימיה. זה בהחלט פופולרי ממתיקיםה-RS שלו גדול עשרות ואף מאות מונים מזה של סוכרוז. כתוצאה מכך, יש לבטל את כמות האנרגיה מהמינון המינימלי. כאשר חומרים לא נשרפים בגוף, יש להם באמת "0 קלוריות". בשימוש הנפוץ ביותר:

• סכרין E954 - הממתיק המלאכותי העתיק ביותר (התגלה ב-1879);
• נתרן ציקלמט E952;
• אספרטיים E951 - אחד הממתיקים הפופולריים ביותר. בגוף, התרכובת מתפרקת לחומצות אמינו (חומצה אספרטית ופנילאלנין) ולאלכוהול מתנול, ולכן מזונות ממותקים באספרטיים נושאים אזהרה על האריזה לאנשים עם פנילקטונוריה (הפרעה גנטית של חילוף החומרים של פנילאלנין). תלונה נפוצה לגבי אספרטיים היא שחרור מתנול, שהוא תרכובת רעילה. עם זאת, מינון טיפוסי של אספרטיים (כאשר צורכים אותו לא יותר מגרם ליום) מייצר רק עשיריות גרם של מתנול, שאינו קשור לגוף (יותר מיוצר על ידי חילוף חומרים טבעי);
• acesulfame K E950;
• סוכרלוז E955 - נגזרת של סוכרוז, שבה מוכנסים אטומי כלור. "טריק" כימי זה מנע מהגוף לבצע חילוף חומרים.

החיסרון של כמה ממתיקים מלאכותיים הוא שהם מתפרקים במהלך עיבוד מזון (למשל, אפייה). מסיבה זו הם מתאימים רק להמתקת מאכלים מוכנים שכבר לא יתחממו.

למרות התכונות המפתות של הממתיקים (מתיקות ללא קלוריות!), השפעת השימוש בהם היא לרוב לא מועיל. קולטני טעם מתוק מפוזרים באיברים רבים בגופנו, כולל המעיים. ממתיקים מגרים קולטני מעיים לשלוח אות "משלוח חדש". הגוף אומר ללבלב לייצר אינסולין, המסייע בהעברת גלוקוז מהדם לתאים. אולם כאשר משתמשים בממתיקים במקום סוכר, אין תחליף לגלוקוז המופרש ברקמות, ריכוזו יורד והמוח שולח אותות של רעב. למרות אכילת מנת מזון מספקת, הגוף עדיין לא מרגיש שובע, אם כי מוצרים ללא סוכר מכילים מרכיבים נוספים המספקים אנרגיה. לפיכך, הממתיקים מונעים מהגוף להעריך נכון את תכולת הקלוריות במזון, וכתוצאה מכך תחושת רעב המעודדת אכילה נוספת.

פיזיולוגיה ופסיכולוגיה של הטעם

הגיע הזמן לכמה רשמים.

שמים גביש גדול של סוכר (סוכר קרח) על הלשון ומוצצים אותה לאט. לשטוף את הפה במים ולאחר מכן לאבק את הלשון עם קורט אבקת סוכר (או סוכר רגיל טחון דק). הבה נשווה את ההתרשמות של שני המוצרים. סוכר גבישי עדין נראה מתוק יותר מסוכר קרח. הסיבה היא קצב ההמסה של הסוכרוז, התלוי בשטח הגבישים (וזה, בסך הכל, יותר עבור פירור קטן מאשר עבור חתיכה אחת גדולה באותו משקל). פירוק מהיר יותר מביא להפעלה מהירה יותר של יותר קולטנים על הלשון ולתחושת מתיקות גדולה יותר.

ממש מתוק

החומר המתוק ביותר הידוע הוא תרכובת הנקראת Lugduname, שהושג על ידי כימאים צרפתים מליון (בלטינית). ה-RS של החומר מוערך ב-30.000.000 300 20 (זה מתוק פי XNUMX מסוכרוז)! ישנם מספר קשרים דומים עם Rs XNUMX מיליון.

בספרי הביולוגיה הישנים הייתה מפה של רגישות הלשון לטעמים בודדים. לדבריה, הסוף של איבר הטעם שלנו כנראה היה קליט במיוחד לממתקים. להרטיב מקל היגייני בתמיסת סוכר ולגעת בלשון במקומות שונים: בקצה, בבסיס, באמצע ובצדדים. סביר להניח שלא יהיה הבדל משמעותי באופן שבו אזורים שונים בו מגיבים למתיקות. התפלגות הקולטנים לטעמים בסיסיים היא כמעט אחידה בכל הלשון, וההבדלים ברגישות קטנים מאוד.

סוף סוף משהו מ פסיכולוגיה של טעם. אנחנו מכינים תמיסות סוכר באותו ריכוז, אבל כל אחת בצבע אחר: אדום, צהוב וירוק (אנחנו צובעים, כמובן, בצבע מאכל). אנו מבצעים בדיקת מתיקות למכרים שאינם יודעים את הרכב התמיסות. סביר להניח שהם יגלו שתמיסות אדומות וצהובות מתוקות יותר מתמיסות ירוקות. תוצאת הבדיקה היא גם שריד לאבולוציה האנושית - פירות אדומים וצהובים בשלים ומכילים הרבה סוכר, בניגוד לפירות ירוקים בוסר.