Sladký život chemika

Sladkost má pozitivní konotaci. Sladkost charakterových vlastností lidi přitahuje. Malé děti a zvířata jsou „roztomilá“. Vítězství chutná sladce a každý chce sladký život – i když musíme být opatrní, když nám někdo „sladí“ příliš. Mezitím je zhmotněním sladkostí obyčejný cukr.

Vědci by nebyli sami sebou, kdyby se na tento abstraktní pojem nepodívali. Přišli s tím ve zdání hustoty nebo objemu sladkostkterý číselně popisuje míru sladkosti. Ještě důležitější je, že měření sladkosti jsou docela přijatelné i ve skromných domácích laboratorních podmínkách.

Jak měřit sladkost?

Žádný (zatím?) měřič sladkosti neexistuje. Důvodem je neuvěřitelná komplikace primárních chemických smyslů: chuti a s ní spojeného čichu. V případě mnohem mladších evolučně smyslových orgánů, které reagují na fyzické podněty (zrak, sluch, hmat), byly zkonstruovány ekvivalentní nástroje - světlocitlivé prvky, mikrofony, dotykové senzory. Chuťově se hodnotí na základě subjektivních pocitů respondentů a měřícími nástroji jsou lidský jazyk a nos.

10% roztok potravinářského cukru, tzn. sacharózu. Pro tento poměr je podmíněná hodnota 100 (v některých zdrojích je to 1). To se nazývá relativní sladkost, označované zkratkou RS (anglicky). Měření spočívá v úpravě procentuální koncentrace roztoku zkoušené látky tak, aby dojem sladkosti, který vyvolává, byl totožný s dojmem referenční látky. Například: pokud má 5% roztok stejný chuťový účinek jako 10% roztok sacharózy, je zkoušená látka sladká při 200.

Sacharóza je měřítkem sladkosti.

Je čas na měření sladkosti.

Potřebuješ to hmotnosti. V domácí laboratoři vystačí levný kapesní model za desítku zlotých s nosností do 200 gramů a vážením s přesností na 0,1 g (při mnoha dalších pokusech se bude hodit).

Nyní osvědčené produkty. Sacharóza běžného stolního cukru. Glukóza najdete v obchodě s potravinami, tam je také k dostání xylitol jako náhražka cukru. [glukóza_xylitol] Fruktóza podívejte se přitom na poličku s diabetickými potravinami laktóza používané v domácím vaření piva.

Připravujeme roztoky o koncentracích od 5 do 25 % a označíme je známým způsobem (roztok každé látky v několika koncentracích). Pamatujte, že se jedná o produkty určené ke konzumaci, takže je určitě sledujte. hygienická pravidla.

Hledejte experimentátory mezi rodinou a přáteli. Testy sladkosti se provádějí za stejných podmínek jako při degustaci vůní vína a kávy, pouze se jazyk navlhčí malým množstvím roztoků (bez polknutí) a ústa se před ochutnávkou důkladně vypláchnou čistou vodou. další řešení.

Ne vždy sladký cukr

Cukr	RS
fruktóza	180
glukóza	75
manóza	30
galaktózy	32
sacharózu	100
laktóza	25
maltózou	30

Testované sloučeniny byly s cukrem (kromě xylitolu). V stůl mají odpovídající hodnoty RS. Jednoduché cukry (glukóza, fruktóza, manóza, galaktóza) jsou obvykle sladší než disacharidy (sacharóza je jediný velmi sladký komplexní cukr). Cukry s většími částicemi (škrob, celulóza) nejsou vůbec sladké. Pro vnímání sladkosti je důležité, aby se molekula a chuťový receptor vzájemně shodovaly. Tato podmínka je relevantní zejména pro velikost molekuly, což vysvětluje větší sladkost cukrů s menšími molekulami. Sladkost přírodních produktů je dána přítomností cukrů v nich – například med (asi 100 rupií) obsahuje hodně fruktózy.

Evoluční důvod, proč jsou cukry vnímány jako chutné (což vede ke konzumaci potravin, které je obsahují), je jejich snadná stravitelnost a vysoký obsah kalorií. Jsou tedy dobrým zdrojem energie, „palivem“ pro buňky našeho těla. Fyziologické adaptace, které byly nezbytné k přežití v éře předlidí v éře snadného přístupu k potravinám, však způsobují mnoho negativních zdravotních důsledků.

Nejen cukr je sladký

Chutnají také sladce necukerné sloučeniny. Xylitol byl již použit při pokusech o stanovení sladkosti látek. Jde o přírodní derivát jednoho z méně běžných cukrů a jeho RS je podobný sacharóze. Jde o schválené sladidlo (kód E967) a používá se také ke zlepšení chuti zubních past a žvýkaček. Příbuzné sloučeniny mají podobné použití: mannitol E421 i sorbitol E420.

Model molekuly některých cukrů: glukóza (vlevo nahoře), fruktóza (vpravo nahoře), sacharóza (dole).

Glycerol (E422, sladidlo a zadržování vlhkosti) a aminokyselina glycin (E640, zvýrazňovač chuti) jsou také látky sladké chuti. Názvy obou sloučenin (stejně jako glukózy a některých dalších) jsou odvozeny z řeckého slova znamenajícího „sladký“. Pro testy sladkosti lze použít glycerin a glycin (za předpokladu, že jsou čisté, získané např. v lékárně). Ale nezkoušejme chuť žádných jiných sloučenin!

Proteiny extrahované z některých exotických rostlin jsou také sladidla. V Evropě je jeho použití povoleno. Taumatin E957. Jeho RS je kolem 3k. krát vyšší než u sacharózy. Jsou tam zajímavé vztahy miraculinAčkoli to samo o sobě nechutná sladce, může trvale změnit fungování receptorů jazyka. I citronová šťáva chutná po požití velmi sladce!

Jiné náhražky cukru steviosidy, tedy látky extrahované z jihoamerické rostliny. Tyto látky jsou asi 100-150krát sladší než sacharóza. Steviosidy byly schváleny pro použití jako potravinářské přídatné látky pod kódem E960. Používají se ke slazení nápojů, džemů, žvýkaček a jako sladidla do tvrdých bonbonů. Mohou je jíst diabetici.

Z oblíbených anorganických sloučenin mají sladkou chuť. sluneční beryl (původně se tento prvek nazýval glucin a měl symbol Gl) a Olovo. Jsou velmi jedovaté - zejména octan olovnatý Pb (CH₃provozní ředitel)₂, již alchymisté nazývali olovnatý cukr. Za žádných okolností bychom tento vztah neměli zkoušet!

Sladkost z laboratoře

Jídlo je stále více plné sladkostí nikoli z přírodních zdrojů, ale přímo z chemické laboratoře. je rozhodně populární sladidlaJeho RS je desítky a dokonce stokrát větší než u sacharózy. V důsledku toho musí být eliminováno množství energie z minimální dávky. Když se látky v těle nespalují, mají opravdu „0 kalorií“. Nejčastěji se používá:

• sacharin E954 - nejstarší umělé sladidlo (objeveno v roce 1879);
• cyklamát sodný E952;
• aspartam E951 - jedno z nejoblíbenějších sladidel. V těle se sloučenina rozkládá na aminokyseliny (kyselinu asparagovou a fenylalanin) a alkohol metanol, proto potraviny slazené aspartamem nesou na obalu varování pro osoby s fenylketonurií (genetická porucha metabolismu fenylalaninu). Častou stížností na aspartam je uvolňování metanolu, což je toxická sloučenina. Typická dávka aspartamu (při konzumaci ne více než gram denně) však produkuje pouze desetiny gramu metanolu, který s tělem nesouvisí (více se vyrábí přirozeným metabolismem);
• acesulfam K E950;
• sukralóza E955 - derivát sacharózy, do kterého jsou zavedeny atomy chloru. Tento chemický „trik“ zabránil tělu v jeho metabolizaci.

Nevýhodou některých umělých sladidel je, že se při zpracování potravin (např. pečení) rozpadají. Z tohoto důvodu jsou vhodné pouze ke slazení připravených jídel, která se již neohřívají.

Přes lákavé vlastnosti sladidel (sladkost bez kalorií!) je efekt jejich použití často kontraproduktivní. Receptory sladké chuti jsou rozptýleny v mnoha orgánech našeho těla, včetně střev. Sladidla stimulují střevní receptory, aby vyslaly signál „nové dodávky“. Tělo říká slinivce břišní, aby produkovala inzulín, který pomáhá přesunout glukózu z krve do buněk. Když se ale místo cukru použijí sladidla, glukóza vylučovaná ve tkáních nenahradí, její koncentrace se sníží a mozek vysílá signály hladu. I přes snězení dostatečné porce jídla se tělo stále necítí syté, přestože výrobky bez cukru obsahují další složky, které dodávají energii. Sladidla tedy brání tělu správně odhadnout obsah kalorií v jídle, což má za následek pocit hladu, který vybízí k dalšímu jídlu.

Fyziologie a psychologie chuti

Čas na nějaké dojmy.

Velký krystal cukru (ledového cukru) dáme na jazyk a pomalu cucáme. Vypláchněte si ústa vodou a poté si jazyk poprašte špetkou moučkového cukru (nebo jemně mletého běžného cukru). Porovnejme dojmy z obou produktů. Jemný krystalický cukr se zdá sladší než ledový cukr. Důvodem je rychlost rozpouštění sacharózy, která závisí na povrchu krystalů (a to je v součtu spíše pro malou strouhanku než pro jeden velký kus stejné hmotnosti). Rychlejší rozpouštění má za následek rychlejší aktivaci více receptorů na jazyku a větší pocit sladkosti.

super sladké

Nejsladší známou látkou je sloučenina tzv Lugduname, kterou získali francouzští chemici z Lyonu (v latině). RS látky se odhaduje na 30.000.000 300 20 XNUMX XNUMX (to je XNUMX krát sladší než sacharóza)! Existuje několik podobných spojení s XNUMX miliony Rs.

Ve starých učebnicích biologie byla mapa citlivosti jazyka na jednotlivé chutě. Podle ní musel být na sladkosti obzvlášť vnímavý samotný konec našeho chuťového orgánu. Navlhčete hygienickou tyčinku cukerným roztokem a dotkněte se jazyka na různých místech: na konci, na základně, uprostřed a po stranách. S největší pravděpodobností nebude významný rozdíl v tom, jak různé jeho oblasti reagují na sladkost. Rozmístění receptorů pro základní chutě je v celém jazyku téměř jednotné a rozdíly v citlivosti samotné jsou velmi malé.

Konečně něco od psychologie chuti. Připravujeme cukerné roztoky stejné koncentrace, ale každý jiné barvy: červený, žlutý a zelený (barvíme samozřejmě potravinářským barvivem). U známých, kteří neznají složení roztoků, provádíme test sladkosti. S největší pravděpodobností zjistí, že červené a žluté roztoky jsou sladší než zelené roztoky. Výsledek testu je také reliktem lidské evoluce – červené a žluté plody jsou zralé a obsahují hodně cukru, na rozdíl od nezralých zelených plodů.