Обонятельные и вкусовые ощущения

Обонятельные и вкусовые ощущения. Восприятие запахов. 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 3-5см2, 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.

Влияние факторов на вкусовые и обонятельные ощущения. 1. 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. Г.А. Вукс приводит сведения о развитии адаптации органа обоняния к запахам Продолжительность времени, необходимого для адаптации к запаху некоторых веществ Вещество Продолжительность, мин Йодная настойка 4 Чеснок 45 и более Камфора 2 и более Фенол 9 и более Кумарин 1-2 Гвоздичное эфирное масло 4 и более Можжевеловое эфирное масло 2-5 Лимонное эфирное масло 2,5-9,2 Одеколон 7-12 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. В области цветоразличительной способности обнаружено, что сенсибилизация к красному цвету, как правило, снижает чувствительность к зеленому, а в некоторых случаях снижает чувствительность и к желтому цвету.

Сенсибилизация к зеленому цвету приводит к ухудшению чувствительности к красному, т. е. наряду с избирательностью наблюдается параллельное изменение порогов других цветов. Такое же явление типично для вкуса сенсибилизация к одному из основных вкусов оказывает влияние на другие основные вкусы. Однако эти закономерности изучены не полностью. Например, установлено, что сенсибилизация к горькому одновременно повышает чувствительность к сладкому вкусу, а сенсибилизация к сладкому улучшает чувствительность к горькому вкусу.

Сенсибилизация к соленому может у некоторых дегустаторов снизить чувствительность к сладкому, а у других - повысить ее. В соответствии с профилем дегустатора можно наблюдать повышенную чувствительность к определенным химическим веществам. Известны случаи, когда лаборант, выполняющий химический анализ массовой доли поваренной соли в пищевом продукте, со временем мог сенсорно безошибочно определять соленость продукта.

Аналогичные случаи известны в ликеро-водочном производстве, когда дегустатор благодаря сенсибилизации анализаторов вкуса и обоняния с высокой точностью определяет содержание алкоголя в напитках. В парфюмерной промышленности дегустаторы могут быть избирательно чувствительны к определенным запахам. 2. 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 группа -NH-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. Ученые полагают, что поведение дегустатора можно предугадать, исходя из типа телосложения. Отмечено, что дегустаторы с тонким и хрупким строением тела лептосомики имеют вдвое больше вкусовых антипатий, чем полные и приземистые пикники. Результаты исследований, посвященных влиянию пола, возраста, pH слюны на уровни вкусовой чувствительности дегустатора, неоднозначны. Установлено, что значения рН слюны коррелируют с восприимчивостью дегустатора к горьким растворам и к горечи пищевых продуктов.

После дегустации кислая реакция слюны, как правило, уменьшается, возрастает ее щелочность. В некоторых исследованиях сопоставлены уровни вкусовой чувствительности с социальным статусом и культурным уровнем испытуемых. Так, в группах с низкими характеристиками статуса и культуры наблюдались высокие пороги распознавания основных вкусов. Наиболее тонкими в отношении восприятия вкуса считаются японцы.

Обнаружено, что генетические расстройства вкусового анализатора чаще встречаются среди европейцев и лишь 6-10 таких расстройств наблюдается у негров Африки. Индивидуальные различия порогов чувствительности у людей существенны для обоняния от 1000 1, для органа вкуса 64 1. Небольшая точно не учтенная часть населения совершенно лишена чувствительности к вкусу или запаху. 3. Влияние возраста.

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. 4. Память и представление запаха - это способность человека распознавать те запахи, с которыми ранее приходилось встречаться, т.е. способность запоминать, припоминать и распознавать известный запах. 5. 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. 6. 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. При смешивании запахов двух химически не реагирующих между собой субстанций может появиться взаимное ослабление этих запахов, т.е. их взаимная компенсация. Обнаружено большое количество пахучих субстанций, запахи которых взаимно компенсируются. Не допускается в пищевых продуктах проводить подавление порочащих запахов и привкусов, которые характеризуют отрицательные признаки качества например, при использовании несвежего сырья, жиров с признаками окисления, компонентов с порочащими запахами и т.д 7. Вкусовые модификации.

В качестве ингибитора сладкого вкуса известно тропическое растение Gymnema sylvestre, которое произрастает в Южной Индии, на Цейлоне и в тропиках Западной Африки. Плоды другого тропического растения Miracle fruit модифицируют кислый вкус. Например, лимоны приобретают вкус кисло-сладких апельсинов. Эффект вкусовой модификации продолжается в течение 30-60 мин. Свойства плодов Miracle fruit используют в виноделии для смягчения кислого вкуса вин, а так же в хлебопечении и кондитерской промышленности. 8. Вторичный, или остаточный, вкус появляется после опробования продукта, сохраняется некоторое время и отличается от характерного вкуса. Остаточный вкус обычно снижает потребительскую ценность продукта.

Появление долго сохраняющегося горького вторичного вкуса характерно при прогоркании жиров. 9. Вкусовой контраст может служить источником ошибок в сенсорных испытаниях.

Например, обычная вода, особенно дистиллированная, кажется сладковатой, если перед ее опробованием ощущается соленый вкус. Кислый вкус кажется более кислым и даже неприятным, если ему предшествовало ощущение сладкого. Явление вкусового контраста может исказить результаты оценок выдержанных вин, если перед ними дегустировались более сладкие. По этой же причине нельзя оценивать малосольные продукты после крепко- или среднесоленых. Вкусовой контраст необходимо учитывать при подборе порядка подачи проб на дегустацию. 10. Вкусовые иллюзии.

Л. Бартощук обнаружила, что после опробо-вания артишока кислая вода ощущается сладкой. 11. Понятие вкусовой гармонии характеризует желательность ощу-щений и связано с сочетаемостью различных вкусов. Хорошо гармонируют сладкий и кислый, соленый и сладкий, сложнее получить гармонию горького и сладкого, почти невозможно сочетать горький и соленый, а также горький и кислый вкусы. Вкусовая гармония развивается при созревании вин, консервов.

Знание технологии, законов органолептики и опыт работы с пищевыми продуктами способствует созданию вкусовой гармонии. 12. Влияние цвета на вкус. Отмечено, что растворы красного цвета воспринимаются более сладкими по сравнению с бесцветным сладким раствором той же концентрации. Желтый и светло-зеленый цвета увеличивают субъективную оценку кислоты. Эксперименты, проведенные в Тартуском университете показали, что утоление жажды достигается прохладительными напитками лучше всего, если они окрашены в светло-зеленый цвет. Часто возникают комплексные ассоциации между цветом, вкусом и запахом. Например, темно-зеленый цвет увеличивает интенсивность вкуса и запаха, желтый цвет дает более плотное ощущение запаха, а красный и светло-зеленый - способствуют более легкому восприятию запахов.

Синие цвета разных оттенков вызывают ощущения горьковатого вкуса и неприятных технических оттенков в запахе. Г.А. Вукс составила семантическую карту, с помощью которой можно описывать запах и вкус разных пищевых продуктов.

В частности, вкус малинового варенья описывается терминами теплый, тяжелый, мягкий и др. 13. Влияние внешних факторов. Впечатлительность обоняния и других сенсорных восприятий изменяется под влиянием внешних условий. Особенно важны степень очистки воздуха, температура, относительная влаж-ность воздуха, освещенность помещения. Например, в помещении без запаха дезодорированном впечатлительность обоняния возрастает на 25 . При повышении температуры интенсивность запаха возрастает.

Оптимальной считается температура 37-38 оС. Дальнейшее повышение температуры не вызывает усиления интенсивности запаха, а наоборот снижает ее. Колебания температуры в одориметрической лаборатории вызывают значительные ошибки в результатах. Высокая относительная влажность воздуха благоприятствует лучшему восприятию запахов. Освещение помещений в основном воздействует на общее состояние центральной нервной системы и косвенно на обоняние человека. 14. На вкусовые и обонятельные ощущения дегустаторов влияют также другие факторы например, форма пищевого продукта, состояние голода и сытости, ассоциации, личные мотивы и авторитеты.