Обонятельные и вкусовые ощущения

Обоняние - чувство чрезвычайно тонкое. Обычный человек без труда различает и запоминает до 1 тыс. запахов, а специалист с опытом способен различить от 10 тыс. до 17 тыс. 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 3-5 см², 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, напрямую связан с ротовой полостью. Молекулы летучих аро-матобразующих веществ, находящиеся в ротовой полости, легко попадают через носоглотку в носовую полость.

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 ароматобразующе-го 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.

Вкусовые ощущения. Восприятие запаха неразрывно связано с ощущением вкуса. В аналитической терминологии выделяют четыре основные вида вкуса: соленый, сладкий, кислый и горький. В последнее время к четырем видам вкуса 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. Термином "стимул" рекомендуется обозначать вещество или электрофизическое воздействие, вызывающее ощущение при взаимодействии с хеморецепторами.

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. 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 неба, 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 кончиком языка, соленый - краями передней части языка, кислый - краями Рис. 2.1. Дифферен цирование вкусовых задней части языка. У основания языка расположены желобковатые сосочки, ощущений, воспри- в каждом из которых по 100-150 вкусо-нимаемых языком вых луковиц, воспринимающих горький человека вкус (рис. 2.1).

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 небу облегчает проникновение пробуемого раствора в поры вкусовых сосочков луковиц (рис. 2.2).

Рис. 2.2.Схематичное изображение вкусовой луковицы:

1 ~ вкусовая пора; 2 - клетка органа чувств; 3 - вкусовые клетки; 4 - нервные волокна; 5 ~ многослойный эпителий; 6 - основные клетки; 7 - соединительная ткань

 

Общепризнанной теории вкуса нет, т. к. 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. При этом 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 и другие подсластители, например аспартам, цикламаты. 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.

Кислый вкус вызывают неорганические кислоты, а также органические кислоты и их соли. Вкусовое качество кислого соотносится в основном с концентрацией 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.