Кристин Нолин, Университет Ричмонда
Быстрая прогулка по отделу с напитками в любом магазине показывает невероятную изобретательность ученых-диетологов в поисках сладких вкусов. В некоторых напитках вы найдете сахар. Диетическая газировка может содержать искусственный или натуральный низкокалорийный подсластитель. И очень во многом содержится кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы.
Я — химик, изучающий соединения, встречающиеся в природе, а также люблю поесть. Из-за запутанных этикеток на продуктах питания, утверждающих, что продукты и напитки являются диетическими, не содержат сахара или «искусственных подсластителей», может быть сложно понять, что именно вы потребляете.
Так что же это за сладкие молекулы? Как тростниковый сахар и искусственные подсластители могут создавать такие похожие вкусы? Во-первых, полезно понять, как работают вкусовые рецепторы.
Вкусовые рецепторы и химия
«Карта вкуса» — идея о том, что вы чувствуете разные вкусы на разных частях языка, — далека от истины. Люди могут ощущать все вкусы везде, где есть вкусовые рецепторы. Так что же такое вкусовой рецептор?
Вкусовые рецепторы — это клетки языка, которые могут различать пять вкусов: сладкий, кислый, соленый, горький и умами (вкус высокобелковой пищи, выделяемый в самостоятельный, пятый вкус – прим. ред). Когда вы едите, молекулы пищи растворяются в слюне, а затем омываются вкусовыми рецепторами, где они связываются с различными клетками вкусовых рецепторов. Только молекулы определенной формы могут связываться с определенными рецепторами, что приводит к восприятию различных ароматов.
Молекулы, обладающие сладким вкусом, связываются со специфическими белками на клетках вкусовых рецепторов, называемыми G-белками. Когда молекула связывается с этими G-белками, она запускает серию сигналов, которые отправляются в мозг, где она интерпретируется как сладкая.
Натуральные сахара
Натуральные сахара — это типы углеводов, известные как сахариды, которые состоят из углерода, кислорода и водорода. Вы можете представить сахара как кольца атомов углерода с парами кислорода и водорода, присоединенными к внешней стороне колец. Кислородные и водородные группы делают сахар липким на ощупь. Они ведут себя как липучки, прилипая к парам кислорода и водорода на других молекулах сахара.
Простейшие сахара представляют собой мономолекулярные сахара, называемые моносахаридами. Вы, наверное, слышали о некоторых из них. Глюкоза является самым основным сахаром и в основном производится растениями. Фруктоза – это сахар из фруктов. Галактоза — это сахар в молоке.
Столовый сахар или сахароза, получаемая из сахарного тростника, является примером дисахарида, соединения, состоящего из двух моносахаридов. Сахароза образуется при соединении молекулы глюкозы и молекулы фруктозы. Другими распространенными диссахаридами являются лактоза из молока и мальтоза из злаков.
Когда эти сахара употребляются в пищу, организм обрабатывает каждый из них немного по-разному. Но в конце концов они расщепляются на молекулы, которые ваше тело преобразует в энергию. Количество энергии, получаемой из сахара и всей пищи, измеряется в калориях.
Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы
Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы является основным продуктом питания в США, и этот гибридный сахарный подсластитель нуждается в отдельной категории. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы производится из кукурузного крахмала — основного углевода, содержащегося в кукурузе. Кукурузный крахмал состоит из тысяч молекул глюкозы, связанных вместе. В промышленных масштабах крахмал расщепляют на отдельные молекулы глюкозы с помощью ферментов. Затем эту глюкозу обрабатывают вторым ферментом, чтобы преобразовать часть ее во фруктозу. Как правило, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы содержит примерно 42-55% фруктозы.
Эта смесь сладкая и дешевая в производстве, но имеет высокую калорийность. Как и в случае с другими натуральными сахарами,
слишком много кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы вредно для вашего здоровья.
А поскольку большинство обработанных пищевых продуктов и напитков наполнены этим веществом, легко съесть слишком много.
Натуральные подсластители без сахара
Габриэла Ф. Руэллан/WikimediaCommons
Вторая категория подсластителей может быть определена как натуральные подсластители без сахара. Это пищевые добавки, такие как стевия и архат, а также натуральные сахароспирты. Эти молекулы не являются сахарами, но они все еще могут связываться со сладкими рецепторами и поэтому имеют сладкий вкус.
Стевия — это молекула, полученная из листьев растения Stevia redaudiana. Он содержит «сладкие» молекулы, которые намного больше, чем большинство сахаров, и к ним присоединены три молекулы глюкозы. Эти молекулы в 30-150 раз слаще самой глюкозы. Сладкие молекулы архата похожи на стевию и в 250 раз слаще глюкозы.
Человеческому организму очень трудно расщеплять как стевию, так и монаха. Поэтому, несмотря на то, что они оба очень сладкие, вы не получаете калорий от их употребления.
Сахарные спирты, такие как сорбит, например, не такие сладкие, как сахароза. Их можно найти в различных продуктах, включая ананасы, грибы, морковь и морские водоросли, и их часто добавляют в диетические напитки, жевательную резинку без сахара и многие другие продукты и напитки. Сахарные спирты состоят из цепочек атомов углерода, а не из кругов, как обычные сахара. Хотя они состоят из тех же атомов, что и сахара, сахарные спирты плохо усваиваются организмом, поэтому они считаются низкокалорийными подсластителями.
Искусственные подсластители
Эван Амос/WikimediaCommons
Третий способ сделать что-то сладким — добавить искусственные подсластители. Эти химические вещества производятся в лабораториях и на фабриках и не встречаются в природе. Как и все сладкие на вкус вещи, они делают это потому, что могут связываться с определенными клетками во вкусовых рецепторах.
На данный момент Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило шесть искусственных подсластителей. Наиболее известными, вероятно, являются сахарин, аспартам и сукралоза, более известные как Splenda. Все искусственные подсластители имеют разные химические формулы. Некоторые из них напоминают натуральные сахара, в то время как другие радикально отличаются от них. Обычно они во много раз слаще сахара — сахарин слаще столового сахара в 200–700 раз — и некоторые из них трудно расщепляются организмом.
В то время как сладкий десерт может быть простым удовольствием для многих, химия того, как ваши вкусовые рецепторы воспринимают сладость, не так проста. Только молекулы с идеальной комбинацией атомов имеют сладкий вкус, но тело по-разному справляется с каждой из этих молекул, когда речь идет о калориях.
Источник: Healthy Woman
Перевод с английского
Main photo by Lucie Liz
Coffee Time journal
Твой журнал на каждый день!
