Kemistens ljuva liv

Sötma har en positiv klang. Karaktärsdragens sötma lockar människor. Små barn och djur är "gulliga". Seger smakar sött, och alla vill ha ett sött liv – även om vi måste vara försiktiga när någon "sötar" oss för mycket. Under tiden är materialiseringen av sötsaker vanligt socker.

Forskare skulle inte vara sig själva om de inte tittade på detta abstrakta koncept. De kom på det i sken av densitet eller volym sötmasom numeriskt beskriver måttet på sötma. Ännu viktigare är att söthetsmätningar är ganska acceptabla även i blygsamma hemmalaboratoriemiljöer.

Hur mäter man sötma?

Det finns ingen (ännu?) söthetsmätare. Anledningen är den otroliga komplikationen av de primära kemiska sinnena: smak och tillhörande luktsinne. När det gäller mycket yngre i evolutionära sinnesorgan som svarar på fysiska stimuli (syn, hörsel, beröring), konstruerades motsvarande instrument - ljuskänsliga element, mikrofoner, beröringssensorer. Smakmässigt finns det bedömningar baserade på respondenternas subjektiva känslor och mänskliga tungor och näsor är mätinstrumenten.

10 % matsockerlösning, d.v.s. sackaros. För detta förhållande är det villkorliga värdet 100 (i vissa källor är det 1). Det kallas relativ sötma, betecknad med förkortningen RS (engelska). Mätningen består i att justera den procentuella koncentrationen av en lösning av testämnet så att intrycket av sötma den ger är identiskt med referensen. Till exempel: om en 5-procentig lösning har samma smakeffekt som en 10-procentig sackaroslösning, är testämnet söt vid 200.

Sackaros är riktmärket för sötma.

Det är dags för sötma mätningar.

Du behöver det vikt. I ett hemlaboratorium räcker en billig fickmodell för ett dussin zloty, med en bärkraft på upp till 200 gram och väger med en noggrannhet på 0,1 g (den kommer väl till pass under många andra experiment).

Nu beprövade produkter. sackaros vanligt bordssocker. glukos finns i mataffären, den finns även där xylitol som sockerersättning. [glukos_xylitol] fruktos ta en titt på diabetikermatshyllan medan laktos används vid hembryggning.

Vi förbereder lösningar med koncentrationer från 5 till 25 % och märker dem på ett känt sätt (en lösning av varje ämne i flera koncentrationer). Kom ihåg att det här är produkter som är avsedda att ätas, så se till att hålla ett öga på dem. hygienregler.

Leta efter experimenterande bland din familj och vänner. Söthetstest utförs under samma förhållanden som när man smakar på aromer av vin och kaffe, endast tungan väts med en liten mängd lösningar (utan att svälja) och munnen sköljs noggrant med rent vatten före provsmakning. nästa lösning.

Inte alltid sött socker

Socker	RS
fruktos	180
glukos	75
mannos	30
galaktos	32
sackaros	100
laktos	25
maltos	30

De testade föreningarna var med socker (förutom xylitol). I стол de har motsvarande RS-värden. Enkla sockerarter (glukos, fruktos, mannos, galaktos) är vanligtvis sötare än disackarider (sackaros är det enda mycket söta komplexa sockret). Sockerarter med större partiklar (stärkelse, cellulosa) är inte söta alls. För uppfattningen av sötma är det viktigt att molekylen och smakreceptorn matchar varandra. Detta tillstånd är särskilt relevant för molekylens storlek, vilket förklarar den större sötheten hos sockerarter med mindre molekyler. Naturprodukternas sötma beror på närvaron av socker i dem - till exempel innehåller honung (cirka 100 rupier) mycket fruktos.

Den evolutionära anledningen till att socker uppfattas som välsmakande (vilket leder till konsumtion av livsmedel som innehåller dem) är deras lättsmältbarhet och höga kaloriinnehåll. Så de är en bra energikälla, "bränsle" för cellerna i vår kropp. Men de fysiologiska anpassningar som var nödvändiga för att överleva i prehumans tid i en tid med lätt tillgång till mat orsakar många negativa hälsokonsekvenser.

Inte bara socker är sött

De smakar också sött icke-sockerföreningar. Xylitol har redan använts i försök att bestämma sötma hos ämnen. Det är ett naturligt derivat av ett av de mindre vanliga sockerarterna och dess RS liknar sackaros. Det är ett godkänt sötningsmedel (kod E967) och används även för att förbättra smaken av tandkrämer och tuggummin. Besläktade föreningar har liknande användningsområden: mannitol E421 i sorbitol E420.

Molekylmodell av vissa sockerarter: glukos (överst till vänster), fruktos (överst till höger), sackaros (nederst).

glycerol (E422, lutsötningsmedel och fuktretention) och aminosyra glycin (E640, smakförstärkare) är också sötsmakande ämnen. Namnen på båda föreningarna (liksom glukos och några andra) kommer från det grekiska ordet som betyder "söt". Glycerin och glycin kan användas för söthetstest (förutsatt att de är rena, hämtade från t.ex. apotek). Men låt oss inte testa smaken av några andra föreningar!

Proteiner utvunna från vissa exotiska växter är också sötningsmedel. I Europa är det tillåtet att använda. Thaumatin E957. Hans RS är runt 3k. gånger högre än för sackaros. Det finns intressanta relationer miraculinaÄven om det inte smakar sött på egen hand, kan det permanent förändra hur tungans receptorer fungerar. Även citronsaft smakar väldigt sött efter att ha tagit det!

Andra sockerersättningar steviosider, det vill säga ämnen som utvinns från en sydamerikansk växt. Dessa ämnen är cirka 100-150 gånger sötare än sackaros. Steviosider har godkänts för användning som livsmedelstillsats under koden E960. De används för att söta drycker, sylt, tuggummi och som sötningsmedel i hårda godisar. De kan ätas av diabetiker.

Av de populära oorganiska föreningarna har de en söt smak. solnce beryl (ursprungligen kallades detta grundämne glucin och hade symbolen Gl) och leda. De är mycket giftiga - särskilt bly(II)acetat Pb (CH₃operativ chef)₂, redan kallad blysocker av alkemisterna. Under inga omständigheter bör vi prova detta förhållande!

Sötma från labbet

Maten är alltmer full av godis, inte från naturliga källor, utan direkt från kemilaboratoriet. det är definitivt populärt sötningsmedelVars RS är tiotals och till och med hundratals gånger större än sackaros. Som ett resultat måste mängden energi från minimidosen elimineras. När ämnen inte förbränns i kroppen har de verkligen "0 kalorier". Mest använda:

• sackarin E954 - det äldsta konstgjorda sötningsmedlet (upptäckt 1879);
• natriumcyklamat E952;
• aspartam E951 - ett av de mest populära sötningsmedlen. I kroppen bryts föreningen ner till aminosyror (asparaginsyra och fenylalanin) och alkoholen metanol, varför livsmedel som är sötade med aspartam har en varning på förpackningen för personer med fenylketonuri (en genetisk störning i fenylalaninmetabolismen). Ett vanligt klagomål om aspartam är frisättningen av metanol, som är en giftig förening. Men en typisk dos av aspartam (när den konsumeras högst ett gram per dag) producerar endast tiondelar av ett gram metanol, som inte är relaterad till kroppen (mer produceras av naturlig metabolism);
• acesulfam K E950;
• sukralos E955 - ett derivat av sackaros, i vilket kloratomer införs. Detta kemiska "trick" hindrade kroppen från att metabolisera den.

Nackdelen med vissa konstgjorda sötningsmedel är att de bryts ner under livsmedelsbearbetning (t.ex. bakning). Av denna anledning är de endast lämpliga för att söta beredd mat som inte längre värms upp.

Trots sötningsmedlens frestande egenskaper (sötma utan kalorier!) är effekten av deras användning ofta kontraproduktiv. Sötsmaksreceptorer är utspridda i många organ i vår kropp, inklusive tarmarna. Sötningsmedel stimulerar tarmreceptorer att skicka en "ny leverans"-signal. Kroppen säger åt bukspottkörteln att producera insulin, vilket hjälper till att flytta glukos från blodet till cellerna. Men när sötningsmedel används istället för socker finns det ingen ersättning för glukos som utsöndras i vävnaderna, dess koncentration minskar och hjärnan skickar signaler om hunger. Trots att man äter en tillräcklig portion mat känner sig kroppen fortfarande inte mätt, även om sockerfria produkter innehåller andra ingredienser som ger energi. Således förhindrar sötningsmedel kroppen från att korrekt uppskatta kaloriinnehållet i maten, vilket resulterar i en hungerkänsla som uppmuntrar till att äta vidare.

Smakens fysiologi och psykologi

Dags för lite intryck.

Vi lägger en stor kristall av socker (is socker) på tungan och långsamt suger den. Skölj munnen med vatten och pudra sedan tungan med en nypa strösocker (eller finmalet vanligt socker). Låt oss jämföra intrycken av båda produkterna. Fint kristallint socker verkar sötare än issocker. Anledningen är upplösningshastigheten för sackaros, som beror på kristallernas yta (och detta är totalt sett mer för en liten smula än för en stor bit av samma vikt). Snabbare upplösning resulterar i snabbare aktivering av fler receptorer på tungan och en större känsla av sötma.

super söt

Det sötaste kända ämnet är en förening som kallas Lugduname, erhållen av franska kemister från Lyon (på latin). Ämnets RS uppskattas till 30.000.000 300 20 XNUMX XNUMX (det är XNUMX gånger sötare än sackaros)! Det finns flera liknande kopplingar med Rs XNUMX miljoner.

I de gamla biologiläroböckerna fanns en karta över tungans känslighet för individuella smaker. Enligt henne ska själva slutet av vårt smakorgan ha varit särskilt mottagligt för godis. Fukta en hygienisk pinne med sockerlösning och rör vid tungan på olika ställen: i slutet, vid basen, i mitten och på sidorna. Troligtvis kommer det inte att vara någon signifikant skillnad i hur olika delar av den svarar på sötma. Fördelningen av receptorer för bassmak är nästan enhetlig över hela tungan, och skillnaderna i känslighet är mycket små.

Äntligen något från smakpsykologi. Vi förbereder sockerlösningar av samma koncentration, men var och en av olika färger: röd, gul och grön (vi färgar, naturligtvis, med matfärg). Vi genomför ett söthetstest på bekanta som inte känner till lösningarnas sammansättning. De kommer med största sannolikhet att upptäcka att röda och gula lösningar är sötare än gröna lösningar. Resultatet av testet är också en kvarleva från mänsklig evolution - röda och gula frukter är mogna och innehåller mycket socker, till skillnad från omogna gröna frukter.