В 1767 году известному английскому химику Джозефу Пристли пришла в голову мысль, что изготовленная им в лаборатории вода, насыщенная углекислым газом, поможет морякам Королевского флота поддерживать здоровье во время многомесячных плаваний по океану. Несмотря на то, что этот напиток не спас их от цинги, его популярность быстро распространилась на всю Европу, и шипучие вина, тоники, да и просто газировка прочно вошли в обиход. В 1778 году Пристли открыл фотосинтез — то есть, что растения поглощают CO2 и выделяют кислород.
Автор
Редакторы
На сегодняшний день общепринято, что человек различает пять базовых вкусов — горький, сладкий, солёный, кислый и умами (вкус глутамата натрия), — а гастрономические нюансы являются их органолептической комбинаций с «примесью» запахов и механической чувствительности языка и верхнего отдела глотки. Новое исследование расширяет «горизонты вкуса», добавляя к этому списку рецептор вкуса углекислого газа (CO2), используемого для получения газированной воды и содержащегося в пиве и игристых винах. Американские учёные открыли, что этот рецептор — карбоангидраза 4, которая находится в мембранах рецепторных клеток кислого вкуса, расположенных во вкусовых сосочках языка.
В 1988-м году в журнал The American Journal of Medicine на имя главного редактора пришла забавная статейка. Один из её авторов, врач по имени Стивен Келлехер (Stephen Kelleher), описывал своё недавнее альпинистское восхождение, во время которого он принимал ацетазоламид — средство от высотной болезни. Компания захватила с собой на вершину упаковку пива, чтобы отметить покорение горного пика. И каково же было изумление Келлехера, когда вместо наслаждения вкусом напитка он почувствовал что-то напоминающее вкус грязных тряпок! Последовавшие эксперименты «ради интереса» выявили, что ацетазоламид безжалостно уничтожает также вкус газированной воды, но не виски (!). Учёные в шутку окрестили феномен «шампанский-блюз» («champagne blues») [1]. (Кстати, о самóм шампанском на «биомолекуле» речь недавно уже шла [2].)
В недавнем номере Science команда исследователей под руководством Чарльза Зукера (Charles Zuker) и Николаса Риба (Nicholas Ryba), широко известных за свои работы по вкусовым рецепторам [3], объясняет этот феномен. Используя методы электрофизиологии и генетического «нокаута» [4], учёные идентифицировали класс рецепторных клеток в языке, реагирующих на углекислый газ (CO2), придающий шипучим напиткам их «шипучесть». Удалось также установить, что рецептором CO2 является фермент под названием карбоангидраза 4 — один из тех, которые ингибируются уже упоминавшимся ацетазоламидом [5]. (По пока разрозненным сведениям, репертуар различимых человеком гастрономических оттенков может ещё больше расшириться за счет жирного и металлического вкусов.)
Большинство учёных (и не только) думает, что характерное покалывание на языке — это лишь эффект лопающихся пузырьков CO2, которые раздражают механорецепторы во рту. Однако некоторые наблюдения, включая сделанные альпинистами, говорят в пользу того, что тут участвуют и хеморецепторы, во множестве находящиеся во вкусовых сосочках на языке. Риба сообщает ещё один интересный факт, касающийся этого явления: «Если вам случится пить шипучку в барокамере, в которой CO2 не выходит так активно и пузырьки не лопаются, вы поймёте, что вкус-то на самом деле остался прежним. Хотя полное ощущение „шипучести“ является, несомненно, комбинацией действия вкусовой и соматосенсорных систем» [6].
Зукер и Риба, будучи заинтересованы во всех аспектах исследования вкуса, начали работу с того, что записывали электрическую активность главного нерва, соединяющего вкусовые клетки в языке с мозгом. Эксперименты проводились на мышах, поскольку их чувство вкуса, оказывается, близко к человеческому. В качестве возбудителя использовали либо газированную воду, либо просто сжатый CO2; в обоих случаях регистрировался всплеск активности. Далее эксперимент проводили уже на животных, генетическим образом лишённых отдельных популяций рецепторных клеток, воспринимающих вкус. У мышей с «нокаутированными» клетками-сенсорами кислого вкуса пропадала также чувствительность к CO2.
Однако почему же в таком случае шипучка не просто кислая на вкус? Зукер и его коллеги пока не могут дать однозначного ответа, однако они предполагают, что мозг может по-другому обрабатывать поступающие сигналы, если при этом к ним примешивается ещё сигнал механочувствительных клеток, реагирующих на лопающиеся пузырьки. Впрочем, — хотя это уже скорее лингвистические изыскания, — что-то общее у вкуса шипучки и кислого вкуса всё же есть: недаром же в Германии сельтерская вода ещё называется Sauerwasser, или кислая вода.
Биологическая роль сенсора CO2 во рту пока остаётся неясной, — то ли это действительно необходимый признак, то ли просто побочный эффект действия карбоангидразы, которая создаёт в клетках, чувствительных к кислоте, эффект буферизации pH.
Пока, правда, к сожалению, наука не приблизилась к решению проблемы «шампанского блюза», и, как написал Келлехер более 20 лет назад, — «альпинистам приходится выбирать, что оставить дома: ацетазоламид или пиво» [1].
По материалам рубрики «Новость недели» Science [7].
Почему мы чувствуем вкус пузырьков из газированной воды?
Дата новости: 29.10.2009
Когда мы пьем газированные напитки, появляется ощущение, что пузырьки воздуха лопаются у нас на языке, однако газирование ощущается нами вовсе не из-за лопающихся пузырьков. Если мы попробуем глотнуть воздух в борокамере, где нет пузырьков, ощущение будет таким же точно. Так каким же образом наш язык воспринимает углекислоту? Этим вопросом занялись ученые из университета Калифорнии, США и Национального института здоровья.
Человеческий язык способен распознать пять разновидностей вкуса: горький, сладкий, соленый, кислый и вкус белковых веществ – «пятый вкус». Оказывается, вкусовые сосочки, с помощью которых мы ощущаем кислый вкус, имеют на своей поверхности ферменты, которые взаимодействуют с углекислым газом, выяснили ученые. Они сделали это открытие, когда экспериментировали с мышами, чье чувство вкуса почти ничем не отличается от человеческого. Ученые давали мышам немного газировки или порцию углекислого газа, и наблюдали, каким образом язык сигнализировал об ощущениях в мозг. Газировка и углекислота производили одинаковый эффект. Однако, у мышей, лишенных вкусовых сосочков, ответственных за кислую пищу, сигналы о наличии углекислого газа не попадали в мозг. В ходе дальнейших тестов ученым удалось обнаружить фермент, играющий ключевую роль.
Почему, однако, у пузырьков не кислый вкус? Углекислота также стимулирует соматосенсорные клетки во рту, которые отвечают за чувство прикосновения, и, таким образом, то, что мы ощущаем – это уникальная комбинация. Впервые газированную воду люди попробовали около 250 лет назад, и поэтому перед ученым встал еще один вопрос: зачем млекопитающим уметь распознавать вкус углекислого газа? Пока на этот вопрос нет однозначного ответа, однако можно предположить, что такой механизм был необходим, чтобы защитить организм от пищи, выделяющей газ при ферментировании.
На сайте GastroScan.ru в разделе Литература имеется подраздел «Популярная гастроэнтерология», содержащий публикации для пациентов по различным аспектам гастроэнтерологии.
Газированные напитки входят в число продуктов-рекордсменов по количеству заблуждений, возникающих вокруг них. Один из самых распространенных мифов, касающийся негативного влияния газированных напитков на желудок человека, попробовал развеять профессор РНИМУ им. Н. И. Пирогова, эксперт Академии безалкогольных напитков Сергей Бельмер (на фотографии) в своем выступлении на XVII Международном славяно-балтийском научном форуме «Санкт-Петербург-Гастро-2015». После небольшого экскурса в историю, во время которого профессор рассказал о том, что газированную воду в лечебных целях использовали еще во времена Гиппократа, Бельмер подробно остановился на «больном» для многих потребителей вопросе — содержании пищевых кислот в газировке.
Для придания напиткам приятного кисловатого вкуса производители нередко добавляют в газировку лимонную, яблочную или ортофосфорную кислоту. Это хорошо изученные и разрешенные для использования в пищевой промышленности ингредиенты. Все без исключения продукты и напитки имеют определенный кислотный или щелочной уровень pH. Чем он ниже, тем кислее среда. Большинство пищевых продуктов имеют кислую среду, например, фрукты, соки, вино, кисломолочные продукты. Чем он ниже, тем кислее среда. При рН, равном 7,0, среда считается нейтральной. Уровень кислотности в нашем желудке в 100 и более раз выше, чем у газировки. К тому же часть углекислого газа выходит при вскрытии банки или бутылки, другая смешивается с воздухом при глотании. То небольшое количество газа, которое фактически достигает желудка, быстро всасывается через стенки желудочно-кишечного тракта. Поэтому газированные напитки при их умеренном потреблении не влияют на здоровую слизистую оболочку желудка. Правда, здесь ключевое слово «здоровую». Присутствие в воде углекислого газа повышает выделение соляной кислоты слизистой оболочкой желудка, поэтому людям с заболеваниями желудочно-кишечного тракта (гастриты, язвы) все же не рекомендуется пить газировку, так как при подобных заболеваниях вообще показана строгая диета, исключающая, в том числе, свежий хлеб, кофе, молоко и многие другие продукты.
Лимонная кислота (E330) обычно не вызывает столько вопросов, как привычный ингредиент многих продуктов питания. Ортофосфорная кислота обычно нуждается в отдельном представлении. Ортофосфорная кислота — это пищевая добавка, разрешенная как за рубежом, так и в России. Она придает напиткам приятный немного терпкий кисловатый вкус. Концентрация кислот, используемых в газированных напитках очень мала и находится на естественном уровне, как у большинства фруктовых соков и нектаров. Для сравнения: содержание ортофосфорной кислоты в сыре 500−600 мг/100 г, в вареной колбасе — 400 мг/100 г, в помидорах — 114 мг/100 г, в стерилизованном молоке и молочных продуктах детского питания — до 1000 мг/л, в плавленых сырах — до 20000 мг/л (!), а в напитках типа кола- менее 70 мг/100 г. Профессор С. В. Бельмер в своем докладе отметил: «Газированные напитки не только не приводят к повышению кислотности желудочного содержимого, но, напротив, регулируют ощелачивающую функцию желудка, устраняя симптомы нарушения пищеварения». Кроме того, эта кислота выступает, как усилитель антиокислительных свойств природных антиоксидантов, таких как витамины С, Е, бета-каротин, биофлавоноиды и т.п., которые еще и мощные антиканцерогены. Ортофосфорная кислота является одним из основных элементов буферной системы крови. Поэтому в концентрациях, разрешенных к применению в напитках и других пищевых продуктах, ортофосфорная кислота абсолютно безвредна. Прежде чем принимать на веру заблуждения и мифы, сначала нужно разобраться в вопросе.
