Биохимические основы органолептики: вкус и запах

— 15 ;

Контрольная работа

«Биохимические основы органолептики: вкус и запах»

Влияние факторов на вкусовые и обонятельные ощущения Адаптация и сенсибилизация. Адаптация представляет собой приспособляемость органов вкуса и обоняния, заключающуюся в снижении их чувствительности, вызванной продолжительным воздействием стимула (непрерывным или повторяющимся) одинакового качества и неизменной интенсивности. Когда стимул прекращает воздействие, то наступает восстановление вкусовой и обонятельной чувствительности. В противоположность зрению, органы обоняния и вкуса подвержены быстрой адаптации. Адаптация к запахам у людей выражена отчетливее, чем к вкусам. В частности, человек обычно не ощущает запаха своей одежды, своего жилья, собственного тела. В некоторых случаях при многократном воздействии очень слабых стимулов, поступающих последовательно один за другим в значительные промежутки времени, впечатлительность органа вкуса или обоняния может повыситься и долго сохраняться. Такое явление называется сенсибилизацией.

Повышение чувствительности достигается с помощью стимулов, интенсивность которых равна пороговой, а также за счет активности самого дегустатора. Интервал времени между повторным воздействием стимула зависит от вида раздражителя и сенсорных способностей дегустаторов. Например, для слуха и зрения этот интервал может быть равен 3 мин у одного дегу-статора и 1,5 мин у другого. Сенсибилизация характеризуется стойкостью.

Г. А. Вукс отмечает, что экспериментально вызванная сенсибилизация обоняния может удерживаться в течение 7−22 дней. Пропавший эффект восстанавливается после нескольких тренировок. Чтобы повысить чувствительность к определенному стимулу в среднем на 60−70%, надо в течение 30−35 мин с интервалом 1−2 мин ощущать его воздействие на соответствующий сенсорный анализатор. Сенсибилизация по отношению к одному запаху влечет незначительное увеличение чувствительности и к другим запахам.

1. Индивидуальная восприимчивость запахов и вкусов.

У некоторых людей наблюдается отсутствие обоняния по отношению ко всем пахучим веществам, или к одному веществу, или к группе веществ. Это явление называется аносмией и обнаружено относительно масляной кислоты, триметиламина, синильной кислоты, спирта, скатола и ряда других веществ.

Аносмия чаще встречается у мужчин (около 20%), реже у женщин (около 5%). Полагают, что она передается по наследству потомкам одного пола. При аносмии сохраняется нормальное обоняние по отношению ко многим обычным запахам. В большинстве случаев человек не осознает что у него частичное отсутствие обоняния. Чрезвычайно большое значение это явление приобретает при выборе специалистов по сенсорному анализу.

Потеря обоняния может быть обусловлена травмами после болезни, либо дорожно-транспортными происшествиями или действием лекарств. К снижению функции обоняния часто приводят болезни носоглотки: хронический насморк и хронические воспалительные заболевания околоносовых пазух — гайморит, фронтит, сфеноидит, риновирусные инфекции. Обоняние может снижаться из-за аденоидов, полипов в носу, искривления носовой перегородки.

Существуют разные способы для восстановления обоняния — от физио-терапевтических до хирургических.

Нередки случаи пониженной обонятельной чувствительности ко всем или отдельным пахучим веществам. Это явление называется гипосмией. Значительно реже случается необычно высокая обонятельная чувствительность человека ко всем пахучим веществам, или к одному веществу, или к группе веществ, такое явление называется гиперосмией.

Возможны и галлюцинации обоняния, проявляющиеся в том, что человек ощущает запах, которого в действительности нет. Эта разновидность поражения обоняния называется самопроизвольным обонянием или паросмией.

Отсутствие вкусовой чувствительности ко всем вкусовым веществам, или к одному веществу, или к группе веществ называется агевзией. Пример-но 17% лиц не ощущают горький вкус соединений, в основе химической структуры которых имеется группаNH-C=S и которая, большинством людей ощущается как горький вкус.

Пониженная вкусовая чувствительность ко всем или отдельным веществам называется гипогевзией, а необычно высокая чувствительность — гипергевзией. Извращенную способность ощущать вкус, несвойственный данному веществу или группе веществ обозначают термином парагевзия.

2. С возрастом чувствительность к запахам снижается в логарифмической последовательности. Это распространяется не только на обоняние, но также на зрение, слух, вкусовые и осязательные ощущения. Полагают, что человек теряет до 50% остроты зрения и слуха к 13−15 годам, восприятия запаха и вкуса — к 22−29, осязательной чувствительности — к 60 годам. Фактор возраста не является определяющим. В зависимости от природных данных, образа жизни, питания, привычек, характера труда, тренированности сенсорных органов с возрастом у человека может повышаться чувствительность обоняния, вкуса, осязания, значительно реже — слуха и зрения.

3. Память и представление запаха — это способность человека распознавать те запахи, с которыми ранее приходилось встречаться, т. е. способность запоминать, припоминать и распознавать известный запах.

4. Маскированием запахов называют случаи подавления одного запаха другим. Если одновременно на орган обоняния действуют два-три запаха, может случиться, что ни один из них не проявит своих настоящих свойств, а воспринимаемый запах будет неопределенным или вообще не ощущается.

5. Компенсация запахов и вкусов. Компенсация характеризуется усилением, ослаблением или исчезновением ощущения, вызванного основным вкусом или запахом, и связана с присутствием малых количеств вещества другого вкуса или запаха. Различают положительную и отрицательную компенсацию. В первом случае основной вкус или запах усиливается под воздействием другого вкуса или запаха, во втором — происходит ослабление основного ощущения.

Например, фруктоза оказывается слаще в кислой среде, а глюкоза с повышением кислотности ощущается менее сладкой. Вкусовое восприятие смесей сахаров не представляет собой простого суммирования интенсивностей сладкого вкуса компонентов. Обычно смесь сахаров менее сладкая по сравнению с расчетными данными по сумме составляющих.

При одновременном воздействии двух различных вкусовых стимулов может пропасть ощущение более слабого. Легко исчезают соленый, сладкий, кислый вкусы.

Обонятельные и вкусовые ощущения

Обоняние — чувство чрезвычайно тонкое. Обычный человек без труда различает и запоминает до 1000 запахов, а специалист с опытом способен различить 10 000−17 000 запахов. Наряду с понятием запаха используют термины «аромат» для обозначения приятного запаха и «букет» для характеристики сложного аромата, развивающегося в результате ферментативных и химических процессов, например при выдержке вин и коньяков, при созревании сычужных сыров, рыбных консервов типов «Шпроты» и «Сардины», при ферментации чая, обжарке зерен кофе и т. д.

Орган обоняния находится в носовой полости. Обонятельный эпителий занимает площадь 3−5см 2, имеет желтый цвет благодаря присутствию зернышек красящего вещества в особых чувствительных клетках, расположенных в слизистой оболочке верхней части перегородки носа, свода носа и других областях. Обонятельный эпителий, расположенный в верхней части носовой полости, находится в прямой связи с ротовой полостью. Молекулы летучих ароматобразующих веществ, находящиеся в ротовой полости, легко попадают через носоглотку в носовую полость (рис. 7.).

Разновидность обоняния возникает при возбуждении тройничного нерва, имеющего множество окончаний в носовой полости. Нервы глотки и языка, блуждающий нерв гортани и другие нервы плохо возбуждаются при воздействии ароматобразующих веществ. Обнаружено возбуждающее влияние определенных запахов на способность к интенсивной физической или умственной работе, а также успокаивающее влияние отдельных запахов на нервную и другие системы человека. В Японии некоторые фирмы применяют эти свойства эфирных масел для управления работоспособностью сотрудников и повышения эффективности деятельности своих фирм. В течение рабочего дня воздух в служебных помещениях одорируется через систему кондиционеров определенным запахом, стимулирующим нервную систему (в первой половине) или успокаивающим работников (в конце рабочего дня).

За последние 100 лет выявлены около 30 различных гипотез запаха, однако до сих пор нет научно доказанной теории. Более широко известны стереохимическая и мембранная гипотезы. Последняя объясняет возникновение запаха проницаемостью клеточной мембраны молекулами летучего вещества, но не обосновывает широкого диапазона воспринимаемых обонятельных ощущений. Согласно стереохимической гипотезе, распознавание запаха зависит от соответствия размера и формы молекул ароматобразующего вещества (так называемой геометрии частиц) определенным отверстиям (порам) в обонятельной области носа. Получившая нобелевскую премию гипотеза П. Мартина (Англия) о механизме чувства обоняния основана на взаимодействии ферментов, активированных молекулами пахучего вещества, с соответствующими коферментами.

Наряду с неразрешенными трудностями в теоретическом истолковании механизма восприятия запахов органом обоняния остается нерешенной проблема классификации запахов. Предложено несколько систем классификации, подразделяющих запахи на 4, 7, 9, 10, 11 групп, которые в сочетании создают существующие оттенки. Например, классификация Крокера и Гендерсона (1927 г.) подразделяет все известные запахи на четыре группы:

· ароматно-цветочный (некоторые кетоны, обладающие запахом фиалки, а также запахом мускуса);

· кислотный (элементы этого запаха содержатся в муравьиной и уксусной кислотах);

· запах гари (жареный кофе и фурфурол);

· каприловый (козий, встречается в сивушных маслах, прогорклых жирах, керосине, бензине, в запахе разлагающихся трупов и выделениях животных).

Интенсивность запаха в этой системе авторы оценивали по шкале от 0 до 8. В качестве стандарта ароматного запаха они выделили ванилин.

Наибольшее распространение получила разработанная Амуром в 1962 г. классификация, выделяющая семь основных, или первичных, запахов:

· камфарный (гексахлорэтана),

· мускусный (мускуса, ксилола),

· цветочный (альфа-амилпиридина),

· мятный (ментола),

· эфирный (этилового эфира),

· острый (муравьиной кислоты),

· гнилостный (сероводорода).

К более ранним относится классификация запахов, предложенная Цваардемакером в 1895 г., которая состоит из девяти классов:

· эфирные (бензилацетат, ацетон, хлороформ и т. п.);

· ароматические (камфора, борнеол, эвкалиптол, перец и т. п.);

· бальзамические (гераниол, кумарин, терпинеол и т. п.);

· амбро-мускусные (амбра, мускус и т. п.);

· чесночные (ацетилен, сероводород, ихтиол и т. д.);

· пригорелые (гваякол, крезол, бензол, толуол и т. п.);

· каприловые (каприловая кислота, ее гомологи и т. п.);

· противные запахи (запахи наркотиков, клопов и т. п.);

· тошнотворные запахи (запахи падали, трупный и т. п.).

Вкусовые ощущения. Восприятие запаха неразрывно связано с ощущением вкуса. В аналитической терминологии выделяют четыре основных вида вкуса:

1. соленый — ощущение, для которого типичным вкусовым стимулом является раствор хлорида натрия;

2. сладкий — ощущение, для которого типичным вкусовым стимулом является водный раствор сахарозы;

3. горький — ощущение, для которого типичными вкусовыми стимулами являются водные растворы кофеина, хинина, и некоторых других алкалоидов;

4. кислый — ощущение, для которого типичными вкусовыми стимулами являются водные растворы винной, лимонной, и ряда других кислот.

Остальные виды и оттенки вкусов представляют собой сложные ощу-щения этих вкусов. Термином «стимул» рекомендуется обозначать вещество или электрофизическое воздействие, вызывающее ощущение при взаимодействии с хеморецепторами.

В последнее время к четырем типам вкусов добавляют щелочной и вяжущий. Щелочной возникает от химического раздражения слизистой оболочки в полости рта и не обусловлен специфическими вкусовыми рецепторами. Типичным стимулом для ощущения щелочного вкуса является водный раствор бикарбоната натрия, а для вяжущего вкуса — водный раствор таннинов.

В зарубежной литературе при описании вкуса пищевых продуктов часто употребляют термин «umami», которым обозначают приятное ощущение, вызываемое глутаминатом натрия и нуклеотидами. Вещества, дающие ощущение «umami», интенсифицируют вкус пищевого продукта, усиливают некоторые его характеристики как, например, приятность, ощущение наполненности, совершенство вкуса.

Вкусовые ощущения воспринимаются с различной скоростью. Наиболее быстро возникает ощущение соленого вкуса, затем сладкого, кислого, значительно медленнее — горького. Это объясняется неравномерным расположением вкусовых рецепторов (рис. 8.).

Наружная воспринимающая часть органа вкуса человека представлена вкусовыми луковицами, которые находятся в так называемых сосочках (почках) языка. Отдельные луковицы разбросаны также в слизистой оболочке мягкого нёба, задней стенке надгортанника и даже на боковых стенках гортани. Общее количество вкусовых луковиц может достигать нескольких тысяч.

Вкусовые рецепторы подвержены быстрому отмиранию и новообразованию. С возрастом количество вкусовых луковиц может уменьшаться в два-три раза, и это приводит к сильному снижению вкусовых ощущений.

Рецепторы вкуса на языке имеют явно выраженную специфичность. На самом кончике языка и по краям расположены крупные грибовидные сосочки, в каждом из которых по 8−10 луковиц. Сладкий вкус более всего ощущается концом языка, соленый — краями передней части языка, кислый — краями задней части языка. У основания языка находятся желобковатые сосочки в каждом из которых по 100−150 вкусовых луковиц, воспринимающих горький вкус.

Орган вкуса (язык) человека является химическим анализатором. Механизм его функционирования состоит в том, что вещество, растворенное в воде или в слюне, проникает через вкусовые поры к луковицам, в которых химические раздражения превращаются в нервные импульсы, передающиеся по нервным волокнам в центральную нервную систему. Химическим рецептором на языке служит белок, состав и свойства которого изучены.

Погружения языка в раствор обычно недостаточно, чтобы вызвать ощущение вкуса. При этом возникает ощущение осязания, иногда холода. Восприятие вкуса происходит лучше при соприкосновении языка со стенками сосуда, а прижимание языка к нёбу облегчает проникновение пробуемого раствора в поры вкусовых сосочков луковиц (рис. 9.).

Общепризнанной теории вкуса нет, так как механизм функционирования клеток органа вкуса недостаточно изучен. Существующие гипотезы основаны на физико-химических; химических и ферментативных предпосылках. Установлена некоторая зависимость между химической природой вкусового вещества и вызываемым им ощущением вкуса. Но вещества разного строения могут иметь одинаковый вкус и наоборот, вещества одинаковой химической природы обладают разным вкусом. Сладкими ощущаются не только сахара, но многие аминокислоты, сахарин. Из растительного сырья выделен белок туаматин, который имеет молекулярную массу 22 тыс., состоит из 207 остатков аминокислот и в 8 тыс. раз слаще сахарозы.

Ощущение вкуса может меняться в зависимости от массовой доли вещества. Раствор поваренной соли ниже пороговой концентрации воспринимается сладким. Растворы хлорида калия по мере увеличения концентрации меняют вкус от сладкого, затем горького, горько-соленого до ощущения сложного вкуса, в котором сочетаются соленый, горький и кислый. Вещества с интенсивным сладким вкусом (сахарин, аспартам, цикламаты), используемые как заменители сахаров, имеют горький вкус при повышенной массовой доле.

Соленым вкусом обладают кристаллические, растворимые в воде соли, которые диссоциируют с образованием положительных и отрицательных ионов. За исключением хлорида натрия, который имеет чисто соленый вкус, все другие соли вызывают более или менее смешанные вкусовые ощущения. Качество соленого вкуса в основном определяется анионом, а интенсивность вкуса катионом. При концентрации хлорида натрия (моль/л) 0,009 раствор вкуса не имеет, в пределах 0,01−0,03 растворы имеют сладкий вкус разной интенсивности, а в пределах концентрации 0,04 и выше — соленый. Растворы хлорида калия в пределах 0,009−0,02 имеют сладкий вкус, а 0,03−0,04 — горький, от 0,05 до 0,1 — горький и соленый, а начиная с 0,2 и выше — соленый, горький и кислый. Йодид калий имеет горький вкус, бромид калий — солено-горький. Хлорид кальций — горький.

Интенсивность органолептического ощущения поваренной соли в рыбе в пределах 0,4−1% меньше по сравнению с ощущением ее в растворе соответствующей концентрации.

Кислый вкус вызывают неорганические кислоты, а также органические кислоты и их соли. Вкусовое качество кислого соотносится в основном с концентрацией ионов водорода. Для неорганических кислот утверждение справедливо, для органических кислот интенсивность ощущения кислого вкуса превосходит ожидаемую при соответствующей концентрации ионов водорода.

Соединения, имеющие горький вкус, относятся к разным классам. Типичными горькими веществами являются алкалоиды хинин и кофеин. Горький вкус имеют многие минеральные соли, большинство нитросоединений, некоторые аминокислоты, пептиды, фенольные компоненты дыма и копченостей.

Вкусовые пороговые концентрации соединений в водных растворах и продуктах не совпадают, и это надо учитывать в технологических разработках. Одни вещества могут маскировать или, напротив, усиливать вкусовые ощущения других компонентов пищи. Смешивание основных вкусов, а также изменение их интенсивности может вызвать такие сложные комплексные явления, как соперничество вкусов, компенсация вкусов, исчезновение повторного вкуса, контрастный вкус и другие сенсорные ощущения.

1. Лисицин В. Н., Ковалев И. П. Стевия — источник здоровья и долголетия нации // Пищевая про-мышленность, 2000. — № 5.

2 Миньковский Г., Эйсман А. Спорное и бесспорное в теории криминалистики //Социалистическая законность. 1971. № 11.

3 Ларин А. М. Криминалистика и паракриминалистика. М., 1996. С. 149−164.

4 Методические указания к лабораторно-практическим занятиям по ветеринарно-санитарной экспертизе разработаны сотрудниками кафедры и опубликованы типографским путем.

5 Методико-биологические требования и санитарные нормы качества продовольственного сырья и пищевых продуктовМ: Издательство стандартов, 1994.