WYBRANE ZAGADNIENIA Z CHEMII SMAKU

Smak- jeden z podstawowych zmysłów dostępnych organizmom, służący do chemicznej analizy chemicznej . U wielu organizmów smak i węch nie4 są nierozdzielne. Odczuwany smak pokarmu nie zależy tylko od receptorów smakowych, ale również węchowych. Ludzie mają 5 rodzajów receptorów smakowych, odpowiadających ważnym grupom substancji chemicznych znajdujących się w pożywieniu.

Problem: wrażenia sensoryczne towarzyszące spoczywaniu pokarmów : smakowe, węchowe, sensoryczne i akustyczne i inne.

Wrażenia smakowo-węchowe

Smak potrawy /materiału

• Brak laboratoryjnego przyrządu do badania smaku.

Narzędzia rozpoznawania smaku :

• Makroskopowo-podniebienne, język jam ustna, nos

• Mikroskopowo- brodawki smakowe (okolone, grzybowate, nitkowate, liściaste), komórki nabłonka węchowego błony śluzowej nosa.

Brodawki smakowe- zbudowane są z zespołów kubków smakowych (okolone około~100 sztuk pozostałe 8-10 sztuk.

Brodawki smakowe

Rodzaje brodawek na powierzchni języka :

• Nitkowate-(najliczniejsze i najmniejsze brak u nich kubków smakowych )

• Grzybowate-(większe i posiadają kubki smakowe)

• Okolone- (największe posiadają kubki smakowe)

• Liściaste- (występują obok języka i posiadają kubki smakowe)

Receptory smakowe- kubki smakowe (~10 000) zlokalizowane są na brodawkach smakowych(język, tylne podniebienie, przełyk).

Kubki smakowe

	Gęstość kubków smakowych
supertesterzy	156
normalni	127
Ludzie bez smaku	117

• Supertesterzy :

-większość stanowią kobiety

-nie przepadają za warzywami zielonymi i tłuszczami .

• Wiele owadów czuje smak przy pomocy nóg. Przy tym jest to bardzo wyczulone poczucie smaku.

• Motyl Vanessa` atalnta -wyczuwa cukier w roztworze który dla nas nie ma smaku, ponieważ czuje

on 200 czulszymi receptorami słodyczy.

• Niektóre ryby można uważać za pływające języki , ponieważ receptory maja rozmieszczone na

całej powierzchni ciała.

CO JEST ISTOTA CHEMII SMAKU ?

Badanie oddziaływań chemicznych pomiędzy cząsteczkami receptora cząsteczkami stymulatora oraz odnoszenie wyników badań do wrażeń sensorycznych.

Zadziwiającym może być faktem, że smak czy zapach są bardzo czułymi sygnalizatorami obecności danego związku chemicznego.

Walina- podstawowy element wdrążenia waniliowego, może być wykrywana na poziomie 0,1 ppm tzn. 1 część na 10 000 000.

Inny związek 2-metoksy-3-heksylopirazyna wykrywana jest na poziomie 1*10^-6 ppm tzn. 1 część na 1000 000 000 000 lub inaczej 1mg w 1000kg obojętnego nośnika .

Wanilina 2-metoksy-3-heksylopirazyna

Rodzaje smaków :

• Słodki

• Słony (słoność)

• Gorzki

• Kwaśny

• Cierpki

• Piekący(palący)

• Mięsny

• Smak aromat owocowy.

Smak słodki:

Związek chemiczny	Słodkość względna
Sacharoza	1,00
Glukoza	0,76
Fruktoza	1,52
Galaktoza	0,50
Maltoza	0,43
Laktoza	0,33
Cyklaminian sodowy	30,00
Acesulfan sodowy	140,00
Spartan	200
Sacharyna	350
1n-propoxy-2-amino-4-nitrobenzen	4000

Smak słodki :glukoza, fruktoza

Glikozę stosuje się najczęściej w dietetyce. Z uwagi na szybką resorpcje nadaję jako źródło energii w żywności dla dzieci, do wyrobu tabletek i ewentualnie preparatów wzmacniających, jako środek wzmacniający jako środek słodzący w niealkoholowych orzeźwiających w czekoladzie i piwie.

Fruktozę stosuje się w dietetyce, ponieważ nie zwiększa ona zapotrzebowania na insulinę. W organizmie fruktoza szybko ulega metabolizmowi w wątrobie do glikogenu D-fruktoza jest najlepiej rozpuszczalnym cukrem w wodzie , jest higroskopijna , zawarta w sokach nie ulega krystalizacji , działa przy okazji jako substancja pochłaniająca wilgoć. Dalsza korzystna właściwością D-fruktozy jest mniejsza lepkość jej roztworów w porównaniu z roztworami sacharozy , oraz wzmacnianie smaku i woni owoców . Związek ten nie ulega inwersji , tworzy substancje wonne, smakowe i barwne. Dwukrotnie przyspiesza rozkład etanolu w organizmie, zapobiega próchnicy zębów. Nadaje się do wyrobu cukierków, a zastosowany w napojach bezalkoholowych zwiększa ich lepkość i zmniejsza wartość energetyczna .

Smak gorzki (SG):

SG jest rozpoznawany przez kubki smakowe w tylnej części języka. SG może być spowodowany przez różne sole nieorganiczne, ale także przez niektóre związki organiczne.

Sole nieorganiczne w percepcji SG:

Badani halogenków metali alkalicznych wykazały, że podstawowym kryterium strukturalnym w powodowaniu smaku gorzkiego jest wielkość cząsteczki (jonów). Jeśli suma średnic jonów jest poniżej wielkości odpowiadającej KBr (0,658nm), który powoduje odczucie Samku słonego i gorzkiego , posmak słony dominuje . Np dla NaCl jest 0,556 nm , a słony smak jest oczywisty. Dla KI mamy 0,706 nm i ta sól jest gorzka. Sole magnezowe (MgCl2 0,856 nm są gorzkie.

Związki organiczne w percepcji smaku gorzkiego:

Różne związki mogą powodować odczucie smaku gorzkiego. Związki fenolowe w postaci flawonoidów są ważnym źródłem „gorzkości „ np. grapefruitów. Najbardziej znanym przedstawicielem jest naringina.

Innym związkiem powodującym smak gorzki owoców cytrusowych jest limonina.

Smak gorzki: naringina,

Naringina wykazuje szerokie spektrum aktywności farmakologicznej , m.in. obniża poziom cholesterolu , działa przeciw zapalnie , przeciwrakowo i antyseptycznie. Blokuje także niektóre enzymy wątrobowe biorące udział w metabolizmie wielu leków, dlatego nie poleca się popijanie leków sokiem gerjfrutowym.

Pozastawianie gorzkiego posmaku jest charakterystyczne dla piwa. Wysuszone kwiatostany chmielu dodawane do brzeczki ważonego piwa. Kwiatostany te zawierają lotne związki wnoszące udział do aromatu piwa, ale także pewne żywice , które powodują posmak gorzki. Najważniejszymi sa α-kwasy spokrewnione β-kwasy mają najmniejszy udział w tworzeniu gorzkiego posmaku piwa.

Innym ważnym czynnikiem formułowania smaku gorzkiego napojów jest chinina , dodawana do produkcji np.. toniku.

Chinina - alkaloid o gorzkim smak, znajdujący się w korze drzewa chinowego rosnącego w Ameryce PD w Andach . Chinina była pierwszym skutecznym lekiem przeciw malarii. Ponadto chinina posiada własności : przeciwbólowe, przeciwzapalne, przeciwgorączkowe.

Chinina jest powszechnie stosowana jako dodatek smakowy do napojów gazowanych o gorzkim smaku.

Chinina może być stosowana jako dodatek do napojów w większości krajów świata. Pod warunkiem że jej stężenie nie przekracza określonej wartości. W USA i Kanadzie nie może przekraczać 83 ppm . w Polsce i w innych krajach UE dopuszczalne stężenie chininy wynosi do 100 mg/kg.

Smak słony

Wykrywany końcem i brodawkami końca języka , powodowana jest obecnością soli nieorganicznych głównie NaCl . Inne sole mają drugorzędne znaczenie w technologii żywności. Wkład NaCl w walory smakowo-zapachowe żywności jest niedoceniany.

• Uwypukla smak i aromat potraw.

• Obniża słodkość cukrów co powoduje ,że potrawa daje bardziej kompletny smak.

• Wpływa na rozwój choroby nadciśnieniowej.

Odczuwaniem intensywność zależy od temperatury :

• Wzrost temperatury wzmaga odczuwanie smaku (słodkiego i gorzkiego)

• Przy niższych temperaturach słone jest bardziej słone.

Kwaśność

Powszechnie kojarzona z roztworami o niskim pH , ale jak się okazuje obecność jonów H+ jest mniej istotna niż niezdysocjowane postacie kwasów organicznych. Większości owoców i soków owocowych obecne są kwasy: cytrynowy, 2-hpdroksy-burtsztynowy , izocytrynowy, szczawiowy.

CH3COOH produkowany Wdo celów spożywczych jako ocet (6-10%) , jest powszechnie stosowany do marynowania warzyw i grzybów. Kwas ten występuje w mleku i serach i kwasnych wyrobach mlecznych.

[h+]=

Kwaśność

Smak Cierpki

Wrażenie ściśle związane z popoznawaniem smaku gorzkiego , ale rozpoznawany nie tylko przez język ale i całą jamę ustną. Cierpkość jest pożądanym, warzeniem oczekiwanym od niektórych owoców, ale wręcz niezbędnym dla czerwonych wytrawnych win i herbaty. i powodujące to wrażenie są polifenolami

Najważniejszymi polifenolami występującymi w winie iw herbacie są polifenole z rodziny flawonoli , związki te pełnia również funkcje ( przeciwutleniaczy, barwników naturalnych)

Smak Cierpki, palący

Jest to wrażenie odbierane przez całą jamę ustna i język. Wywoływane przez niektóre przyprawy np. zielone i czerwone chilii w których czynnikiem aktywującym jest capsaicyna lub dihydroksycapsaicyna , pieprz (Piper nigrum) w którym około 5% ziarna to aktywny palący składnik piperyna . Natomiast za ostry smak imbiru odpowiadają tzw. gingerole.

Smak Mięsa

Odczuwane wrażenie w czasie spożywania mięsa dają wrażenie wielosmakowe . Jednakże sak mięsda jest kojarzony w szczególności z obecnością związków : monofosforan inozyny , L-gutamonianu monosodowego. Względna zawartość MSG i IMP określa subtelny smak mięsa , ale smak ten jest róniez kojarzony przez inne związki np. karnozyna (smakmbaraniny).

IMP i MSG były jako pierwsze zidentyfikowane w tradycyjnych potrawach japońskich „ UNAMI” określa smak tych potraw .

Smak Unami odpowiada za wykrywanie kwasu glutaminowego, który występuje w mięsie, a także w potrawach sfermentowanych, popularnych w kuchni azjatyckiej - sosach rybnych, sosach sojowych, pastach krewetkowych , grzyby orzechy, zupki chińskie.

Spożywany w dużych ilościach jest niebezpieczny dla człowieka .(Zakład Fizjologii na AWF) Mimo to jest zalegalizowany w UE. Udowodniono że przyjmowany w małych ilościach powoduje niekorzystny wpływ na przewodnictwo nerwowo-mięśniowe . glutaminian sodu jest uznawany za przyczynę tzw. syndromu chińskiej restauracji .Choroby związanej z nadmiernym spożyciem glutaminianu sodu lub nadwrażliwością na niego. Objawy to: zawroty głowy, palpitacje serca, nadmierna potliwość i uczucie niepokoju

• Roczna produkcja glutaminianu sodu 400 tyś. Ton

• Dorosły człowiek zjada go przeciętnie 0,58 g grama dziennie. A dawka u dzieci jest dwukrotnie wyższa : chipsy, słone orzeszki etc. Około 1,3 g .

Na smak mięsa wpływa jego obróbka (gotowanie, smażenie , pieczenie) powodująca powstanie wielu związków chemicznych . Wpływają one na smak ale i na zapach. Powstające związki często zawierające S z metioniny i cysteiny , są głównymi nośnikami tego zapachu .

Metylofuranolon metylo-tiofenon

SMAK /AROMAT

• Prawdopodobnie tylko 10% odczucia smaku to wrażenie odebrane przez kubki smakowe, a za pozostałe 90% odpowiada węch.

• Kubki smakowe są 10 000 razy mniej wrażliwe na stężenie cząsteczek chemicznych zawartych w jedzeniu niż nos.

• Słabość zmysłu smaku odczuwamy zwłaszcza podczas zwykłego kataru.

• Ludzie potrafią odróżnić ponad 20 000 różnych zapachów w co najmniej 10 topniach intensywności.

SMAK /AROMAT OWOCOWY

Wieloskładnikowa mieszania związków chemicznych tworzących warzenia smakowo-zapachowe owoców. Ich stężenia wynoszą od kilkunastu i więcej % do kilku ppm , nawet ułamków ppm.

Syntetyczne mieszaniny zapachowe:

Zapach	Składniki
Ananasowy	maślan etylu, izowalerian izopenylu, etanol
Bananowy	Octan benzylu, octan wentylu , wanilina, laurynian butylu
Czekoladowy	Trisulfid dimetylowy, 2-6 dimetylopirazyna, etylowanilina, izowaleroaldehyd
Gruszkowy	Octan pentylu, maslan pentylu, octan etylu, chloroform, spirytus
Truskawkowy	Maślan etylu, mrówczan etylu, salicylan etylu, octan etylu, octan amylu, gliceryna, etanol
wiśniowy	Benzeosan etylu, enantan etylu, octan etylu, kwas benzeosowy , gliceryna benzaldehyd, etanol

Olejki zapachowe:

Rodzaj	Źródło	Składniki
Anyżkowy	Owoce	anetol, fenchon, cymen
Bazylikowy	Zioła	Linalol, metychawikol, cyneol, eugenol
Cynamonowy	Liście, kora	Aldehyd cynamonowy , eugenol
Goździkowy	paki	Eugenol, acetyloeugenol
Kardamonowy	Zioła	Limonen, sabinen, borneol, cyneol, terpineol
Miętowy	Zioła	Mentol,menton, pinnehn limonen,
Migdałowy	Nasiona	Aldehyd benzoesowy
Pomarańczowy	Skórki owoców	Limonem, terpineol, dekanat
Lawendowy	kwiaty	Kumaryna, aldehyd walerianowy.

Aromat naturalny-to substancja zapachowa otrzymana w wyniku zastosowania odpowiednich procesów fizycznych, enzymatycznych lub mikrobiologicznych z surowców roślinnych, zalicza się do nich naturalne olejki eteryczne.

Aromat identyczny z naturalnymi- sztucznie wytworzony odpowiednik naturalnego występującego w przyrodzie.

Aromaty syntetyczne-otrzymane n drodze syntezy chemicznej i nie posiadających odpowiedników naturalnych obecnych w surowcach roślinnych i zwierzęcych.

Ageuzja- objaw choroby polegający na utracie odczuwania smaku. Stan obniżenia odczuwaniu smaku nazywa się dysgeuzją. Asgeuzja, a zwłaszcza dysgeuzja może występować w banalnych przypadkach, takich jak miejscowe zakażenia, zwłaszcza wirusowe, obejmujące jamę ustną, ale również pojawiać się w poważnych chorobach neurologicznych, genetycznych, metabolicznych .

---