Das süße Leben eines Chemikers

Süße hat eine positive Konnotation. Die Süße der Charaktereigenschaften zieht Menschen an. Kleine Kinder und Tiere sind „süß“. Der Sieg schmeckt süß, und jeder wünscht sich ein süßes Leben – obwohl wir vorsichtig sein müssen, wenn uns jemand zu sehr „süßt“. Mittlerweile handelt es sich bei der Herstellung von Süßigkeiten um gewöhnlichen Zucker.

Wissenschaftler wären nicht sie selbst, wenn sie sich nicht mit diesem abstrakten Konzept befassen würden. Sie haben es sich in Form von Dichte oder Volumen ausgedacht Süßewas das Maß der Süße numerisch beschreibt. Noch wichtiger ist, dass die Messungen der Süße selbst in bescheidenen Heimlaborumgebungen durchaus akzeptabel sind.

Wie misst man die Süße?

Es gibt (noch?) keinen Süßemesser. Der Grund liegt in der unglaublichen Komplikation der primären chemischen Sinne: des Geschmacks und des damit verbundenen Geruchssinns. Bei den in der Evolution viel jüngeren Sinnesorganen, die auf körperliche Reize (Sehen, Hören, Tasten) reagieren, wurden gleichwertige Instrumente konstruiert – lichtempfindliche Elemente, Mikrofone, Berührungssensoren. Geschmacklich erfolgt die Beurteilung anhand des subjektiven Empfindens der Befragten, als Messinstrument dienen die menschliche Zunge und Nase.

10%ige Lebensmittelzuckerlösung, d.h. Saccharose. Für dieses Verhältnis beträgt der bedingte Wert 100 (in einigen Quellen ist er 1). Das heißt relative Süße, gekennzeichnet durch die Abkürzung RS (Englisch). Die Messung besteht darin, die prozentuale Konzentration einer Lösung der Testsubstanz so anzupassen, dass der Eindruck von Süße, den sie hervorruft, mit dem der Referenz identisch ist. Beispiel: Hat eine 5 %ige Lösung die gleiche Geschmackswirkung wie eine 10 %ige Saccharoselösung, ist die Prüfsubstanz bei 200 süß.

Saccharose ist der Maßstab für Süße.

Es ist Zeit für Süßemessungen.

Du brauchst es Gewicht. In einem Heimlabor reicht ein billiges Taschenmodell für ein Dutzend Zloty, mit einer Tragfähigkeit von bis zu 200 Gramm und einer Wägung mit einer Genauigkeit von 0,1 g (es wird sich bei vielen anderen Experimenten als nützlich erweisen).

Jetzt bewährte Produkte. Saccharose normaler Haushaltszucker. Glucose gibt es im Supermarkt, dort ist es auch erhältlich Xylit als Zuckerersatz. [glucose_xylitol] Fructose Werfen Sie einen Blick auf das Diabetiker-Lebensmittelregal Laktose Wird beim Heimbrauen verwendet.

Wir bereiten Lösungen mit Konzentrationen von 5 bis 25 % vor und kennzeichnen diese auf bekannte Weise (eine Lösung jeder Substanz in mehreren Konzentrationen). Denken Sie daran, dass es sich hierbei um Produkte handelt, die zum Verzehr bestimmt sind. Behalten Sie sie daher unbedingt im Auge. Hygieneregeln.

Suchen Sie nach Experimentatoren in Ihrer Familie und Ihren Freunden. Süßetests werden unter den gleichen Bedingungen wie bei der Verkostung der Aromen von Wein und Kaffee durchgeführt, lediglich die Zunge wird mit einer kleinen Menge der Lösungen benetzt (ohne zu schlucken) und der Mund wird vor der Verkostung gründlich mit klarem Wasser gespült. nächste Lösung.

Nicht immer süßer Zucker

Zucker	RS
Fructose	180
Glucose	75
Mannose	30
Galactose	32
Saccharose	100
Laktose	25
Maltose	30

Die getesteten Verbindungen waren mit Zucker (außer Xylit). IN Tabelle sie haben entsprechende RS-Werte. Einfache Zucker (Glukose, Fruktose, Mannose, Galaktose) sind normalerweise süßer als Disaccharide (Saccharose ist der einzige sehr süße komplexe Zucker). Zucker mit größeren Partikeln (Stärke, Zellulose) sind überhaupt nicht süß. Für die Wahrnehmung von Süße ist es wichtig, dass das Molekül und der Geschmacksrezeptor zueinander passen. Dieser Zustand ist besonders relevant für die Größe des Moleküls, was die größere Süße von Zuckern bei kleineren Molekülen erklärt. Die Süße natürlicher Produkte ist auf den darin enthaltenen Zucker zurückzuführen – Honig (ca. 100 Rupien) enthält beispielsweise viel Fruktose.

Der evolutionäre Grund, warum Zucker als schmackhaft wahrgenommen wird (was zum Verzehr von Lebensmitteln führt, die ihn enthalten), ist seine leichte Verdaulichkeit und sein hoher Kaloriengehalt. Sie sind also eine gute Energiequelle, „Treibstoff“ für die Zellen unseres Körpers. Allerdings haben die physiologischen Anpassungen, die zum Überleben im Zeitalter der Vormenschen in einer Zeit des einfachen Zugangs zu Nahrungsmitteln notwendig waren, viele negative Folgen für die Gesundheit.

Nicht nur Zucker ist süß

Sie schmecken auch süß Nichtzuckerverbindungen. Xylitol wurde bereits bei Versuchen zur Bestimmung der Süße von Stoffen eingesetzt. Es ist ein natürliches Derivat eines der weniger verbreiteten Zucker und sein RS ähnelt Saccharose. Es ist ein zugelassener Süßstoff (Code E967) und wird auch zur Geschmacksverbesserung von Zahnpasten und Kaugummis verwendet. Verwandte Verbindungen haben ähnliche Verwendungszwecke: Mannit E421 i Sorbit E420.

Molekülmodell einiger Zucker: Glucose (oben links), Fructose (oben rechts), Saccharose (unten).

Glycerin (E422, Süßungsmittel und Feuchtigkeitsspeicher) und Aminosäure Glycin (E640, Geschmacksverstärker) sind ebenfalls süß schmeckende Stoffe. Die Namen beider Verbindungen (wie auch Glucose und einige andere) leiten sich vom griechischen Wort ab, das „süß“ bedeutet. Glycerin und Glycin können für Süßetests verwendet werden (vorausgesetzt, sie sind rein, z. B. aus der Apotheke bezogen). Aber testen wir nicht den Geschmack anderer Verbindungen!

Proteine, die aus einigen exotischen Pflanzen gewonnen werden, sind ebenfalls Süßstoffe. In Europa ist die Verwendung erlaubt. Thaumatin E957. Sein RS liegt bei etwa 3. um ein Vielfaches höher als die von Saccharose. Es gibt interessante Beziehungen MiraculinaObwohl es an sich nicht süß schmeckt, kann es die Funktion der Rezeptoren auf der Zunge dauerhaft verändern. Sogar Zitronensaft schmeckt nach der Einnahme sehr süß!

Andere Zuckerersatzstoffe Stevioside, also Stoffe, die aus einer südamerikanischen Pflanze gewonnen werden. Diese Stoffe sind etwa 100-150-mal süßer als Saccharose. Stevioside sind unter dem Code E960 als Lebensmittelzusatzstoff zugelassen. Sie werden zum Süßen von Getränken, Marmeladen, Kaugummi und als Süßungsmittel in Hartbonbons verwendet. Sie können von Diabetikern gegessen werden.

Von den beliebten anorganischen Verbindungen haben sie einen süßen Geschmack. Solnce Beryll (ursprünglich hieß dieses Element Glucin und hatte das Symbol Gl) und führen. Sie sind sehr giftig – insbesondere Blei(II)acetat Pb(CH).₃Betriebsleiter)₂, von den Alchemisten bereits Bleizucker genannt. Unter keinen Umständen sollten wir diese Beziehung versuchen!

Süße aus dem Labor

Das Essen enthält immer mehr Süßigkeiten, die nicht aus natürlichen Quellen stammen, sondern direkt aus dem Chemielabor. Es ist auf jeden Fall beliebt SüßstoffeDer RS ​​ist zehn- und sogar hundertmal größer als der von Saccharose. Dadurch muss die Energiemenge aus der Mindestdosis eliminiert werden. Wenn Stoffe im Körper nicht verbrannt werden, haben sie wirklich „0 Kalorien“. Meist genutzt:

• Saccharin E954 - der älteste künstliche Süßstoff (entdeckt 1879);
• Natriumcyclamat E952;
• Aspartam E951 - einer der beliebtesten Süßstoffe. Im Körper zerfällt die Verbindung in Aminosäuren (Asparaginsäure und Phenylalanin) und den Alkohol Methanol, weshalb mit Aspartam gesüßte Lebensmittel auf der Verpackung einen Warnhinweis für Menschen mit Phenylketonurie (einer genetischen Störung des Phenylalaninstoffwechsels) tragen. Eine häufige Beschwerde über Aspartam ist die Freisetzung von Methanol, einer giftigen Verbindung. Eine typische Dosis Aspartam (wenn nicht mehr als ein Gramm pro Tag eingenommen wird) produziert jedoch nur Zehntelgramm Methanol, das nicht mit dem Körper in Zusammenhang steht (mehr wird durch den natürlichen Stoffwechsel produziert);
• Acesulfam K E950;
• Sucralose E955 - ein Derivat der Saccharose, in das Chloratome eingeführt sind. Dieser chemische „Trick“ verhinderte, dass der Körper es verstoffwechselte.

Der Nachteil einiger künstlicher Süßstoffe besteht darin, dass sie bei der Lebensmittelverarbeitung (z. B. Backen) zerfallen. Aus diesem Grund eignen sie sich nur zum Süßen von zubereiteten Speisen, die sich nicht mehr erhitzen.

Trotz der verlockenden Eigenschaften von Süßungsmitteln (Süße ohne Kalorien!) ist die Wirkung ihres Einsatzes oft kontraproduktiv. Süßgeschmacksrezeptoren sind in vielen Organen unseres Körpers verstreut, auch im Darm. Süßstoffe regen die Darmrezeptoren an, ein „Neulieferungs“-Signal zu senden. Der Körper weist die Bauchspeicheldrüse an, Insulin zu produzieren, das dabei hilft, Glukose aus dem Blut zu den Zellen zu transportieren. Wenn jedoch Süßstoffe anstelle von Zucker verwendet werden, gibt es keinen Ersatz für die im Gewebe ausgeschiedene Glukose, ihre Konzentration nimmt ab und das Gehirn sendet Hungersignale. Trotz ausreichender Nahrungsaufnahme verspürt der Körper immer noch kein Sättigungsgefühl, obwohl zuckerfreie Produkte andere energieliefernde Inhaltsstoffe enthalten. So hindern Süßstoffe den Körper daran, den Kaloriengehalt der Nahrung richtig einzuschätzen, was zu einem Hungergefühl führt, das zum weiteren Essen anregt.

Physiologie und Psychologie des Geschmacks

Zeit für ein paar Eindrücke.

Wir geben einen großen Zuckerkristall (Eiszucker) auf die Zunge und lutschen langsam daran. Spülen Sie Ihren Mund mit Wasser aus und bestäuben Sie dann Ihre Zunge mit einer Prise Puderzucker (oder fein gemahlenem normalem Zucker). Vergleichen wir die Eindrücke beider Produkte. Feinkristalliner Zucker scheint süßer als Eiszucker. Der Grund liegt in der Auflösungsgeschwindigkeit der Saccharose, die von der Oberfläche der Kristalle abhängt (und das gilt insgesamt eher für einen kleinen Krümel als für ein großes Stück gleichen Gewichts). Eine schnellere Auflösung führt zu einer schnelleren Aktivierung von mehr Rezeptoren auf der Zunge und einem stärkeren Süßegefühl.

Super süß

Die süßeste bekannte Substanz ist eine Verbindung namens Lugduname, erhalten von französischen Chemikern aus Lyon (in lateinischer Sprache). Der RS ​​der Substanz wird auf 30.000.000 300 20 geschätzt (das ist XNUMX-mal süßer als Saccharose)! Es gibt mehrere ähnliche Verbindungen mit XNUMX Millionen Rupien.

In den alten Biologielehrbüchern gab es eine Karte der Empfindlichkeit der Zunge gegenüber individuellen Geschmäckern. Ihr zufolge muss das äußerste Ende unseres Geschmacksorgans besonders empfänglich für Süßigkeiten gewesen sein. Befeuchten Sie ein Hygienestäbchen mit Zuckerlösung und berühren Sie die Zunge an verschiedenen Stellen: am Ende, am Ansatz, in der Mitte und an den Seiten. Höchstwahrscheinlich wird es keinen signifikanten Unterschied darin geben, wie verschiedene Bereiche auf Süße reagieren. Die Verteilung der Rezeptoren für Grundgeschmacksrichtungen ist auf der gesamten Zunge nahezu gleichmäßig und die Unterschiede in der Empfindlichkeit sind sehr gering.

Endlich etwas von Psychologie des Geschmacks. Wir stellen Zuckerlösungen gleicher Konzentration, aber jeweils unterschiedlicher Farbe her: Rot, Gelb und Grün (wir färben natürlich mit Lebensmittelfarbe). Wir führen einen Süßetest bei Bekannten durch, die die Zusammensetzung der Lösungen nicht kennen. Sie werden höchstwahrscheinlich feststellen, dass rote und gelbe Lösungen süßer sind als grüne Lösungen. Auch das Ergebnis des Tests ist ein Relikt der menschlichen Evolution: Rote und gelbe Früchte sind reif und enthalten im Gegensatz zu unreifen grünen Früchten viel Zucker.