Теоретическое обоснование

Вкус - органолептическая характеристика, отражающая ощущения, возникающие в результате возбуждения вкусовых рецепторов. Вкусовая рецепция у человека связана с функционированием вкусовых луковиц - специальных эпителиальных образований, расположенных в толще многослойного эпителия языка. Клетки вкусовых луковиц проходят через всю толщу эпителия, перпендикулярно к нему, достигая базальными концами базальной мембраны, а в апикальной части образуя вкусовой канал, соединенный с ротовой полостью через вкусовую пору. Вкусовая луковица включает 30-80 уплощенных, вытянутых веретенообразных клеток, тесно прилегающих друг к другу наподобие долек апельсина. Эпителиальные структуры вкусовой луковицы тесно связаны с нервными элементами. У человека вкусовые луковицы расположены преимущественно на дорсальной поверхности грибовидных, в желобках листовидных, канавках желобоватых сосочков языка, а также в значительно меньших количествах в слизистой неба, глотки, гортани, миндалин, небной занавески. Каждый грибовидный сосочек содержит 3-4 луковицы.

У детей вкусовые луковицы распространены более широко, чем у взрослых, по твердому и мягкому небу, на гортани, надгортаннике, грибовидных сосочках середины спинки языка. У взрослого человека насчитывают 9-10 тысяч вкусовых луковиц. После 45 лет часть вкусовых луковиц атрофируется.

Информация от рецепторов вкуса передается по афферентным волокнам лицевого, языкоглоточного и блуждающего черепных нервов к ядру одиночного тракта продолговатого мозга, затем переключение происходит в ядрах таламуса и далее в постцентральную извилину и островок коры больших полушарий, где формируется вкусовые ощущения.

В естественных условиях вкусовое ощущение весьма сложно, и зависит от сочетания четырех первичных вкусовых качеств, возникающих при раздражении вкусовых рецепторов – сладкого, соленого, горького и кислого. Наиболее чувствителен к сладкому кончик, к горькому – корень, к кислому – края, соленому – кончик и края языка. Зоны, чувствительные к каждому из этих раздражителей, перекрывают друг друга, и любое вкусовое ощущение может быть вызвано с различных областей языка.

До сих пор не обнаружено строгого соответствия между химическим строением вещества и ощущением, которое оно вызывает при воздействии на вкусовые сосочки. Наиболее четко определен класс раздражителей, вызывающих ощущение кислого вкуса. К ним относятся почти все кислоты, так как одним из факторов, определяющих кислый вкус, является концентрация свободных ионов водорода. Ощущение вкуса возникает лишь в том случае, когда вещество, входящее в контакт со вкусовой луковицей, растворено в воде. Так, сухой сахар, помещённый на осушенный фильтровальной бумагой язык, представляется безвкусным.

Порог ощущения вкуса зависит от:

- минимальной концентрации молекул вещества,

- температуры раствора,

- быстроты вкусового ощущения.

Следует помнить, что при 0 °С вкус продукта почти не ощущается, при повышении температуры с 10 до 20 °С вкусовая чувствительность повышается вдвое; при 30-40 °С начинает падать. Чувствительность к сладкому возрастает с повышением температуры до 35-40 °С, при 50 °С резко падает, затем совершенно пропадает. Наилучшее восприятие вкусовых веществ происходит при температуре растворов 36,5 °С. Горячие растворы тех же веществ в указанных концентрациях кажутся безвкусными.

20 % раствор сахара является максимально сладким, 10 % раствор поваренной соли – максимально соленым, 0,2 % раствор соляной кислоты - максимально кислым, 0,1 % раствор солянокислого хинина – максимально горьким.

Быстрее всех воспринимается соленый вкус, затем сладкий и кислый.

Горький вкус воспринимается наиболее медленно.

Между нанесением раздражителя и появлением ощущения вкуса проходит время скрытого периода вкусового ощущения. Оно зависит от концентрации раствора. При концентрации, приближающейся к пороговым, латентные периоды ощущения увеличиваются, а с увеличением концентрации - уменьшаются.

Сладкие и горькие вещества вызывают обычно только ощущение вкуса, тогда как соленый, кислый (pH<7) и щелочной (pH>7) вкус некоторых сильнодействующих веществ вызывают одновременное повреждение слизистых оболочек и болезненное ощущение - жжение, царапанье и т. п.

Вкусовая чувствительность у людей различна, а у одного и того же человека может резко изменяться под влиянием многих факторов. Так, показано, что вкус к сладкому у женщин развит лучше, чем у мужчин. Наблюдается притупление вкусовых ощущений у курящих.

В нашей жизни вкус имеет немаловажное значение. Вместе с обонянием он помогает человеку определить качество пищи.

Теории вкусовой рецепции. Раскрытие механизмов, лежащих в основе вкусовой рецепции, является весьма важным для создания теории вкуса. До сих пор механизмы формирования вкусовых ощущений однозначно не установлены и одновременно существует целый ряд гипотез и теорий.

Прежде всего заслуживает упоминания гипотеза П.П. Лазарева. Он полагал, что под влиянием адекватных вкусовых раздражений происходит распад гипотетических высокочувствительных веществ белковой природы, содержащихся во вкусовых луковицах, что приводит к специализированному раздражению нервных окончаний ионизированными продуктами распада. Каждая луковица способна реагировать на все вкусовые вещества, но в значительно меньшей степени, чем на вещество одного вкусового качества.

Ферментативная теория вкуса Баради и Бурна объясняет возникновение специфического вкусового ощущения активизацией определенных ферментов в клетках вкусовой луковицы. Однако эта теория в дальнейшем подверглась критике.

Согласно гипотезы Бейдлера, связывающей вкусовую рецепцию с мембранными процессами, начальным этапом вкусовой рецепции является адсорбция молекулы вещества на специализированных участках белковой цепи, связанной с мембраной рецептора.

Многими исследователями изучался вопрос о соответствии между вкусом и потребностями организма в пище. Доказано, что острота вкуса уменьшается непосредственно после насыщения, а спустя 1-1,5 часа вновь восстанавливается до прежнего уровня.

У каждого человека по мере развития чувства голода чувствительность к сладкому заметно повышается, к кислому и горькому несколько понижается.

Вкусовая чувствительность уменьшается в темноте, в условиях кислородной недостаточности, при низкой и высокой температуре пищи, при низкой и высокой температуре окружающей среды.

Воздействие на вкусовые рецепторы вызывает сдвиги в состоянии многих систем организма: изменяется работоспособность, обмен веществ, половая деятельность, сосудистый тонус. Так, кислые и горькие растворы уменьшают кровоток конечностей, увеличивают кровоток мозга, снижают кожную температуру, вызывают учащение пульса и повышение кровяного давления.

Сладкие вещества вызывают увеличение кровотока конечностей, уменьшение кровотока мозга и повышение кожной температуры, т.е. действуют противоположно кислым и горьким раздражителям. Интенсивный соленый раздражитель чаще всего вызывает расширение мозговых и периферических сосудов. Соленый и сладкий вкус сходны по составу. Соленый вкус при превышении критической концентрации начинает ощущаться как сладкий. Чтобы определить вкус вещества, необходимо в среднем в 25000 раз больше молекул, чем для определения его запаха.

Основные виды вкуса. Выделяют 4 базовых вкуса пищевых продуктов: солёное, кислое, сладкое, горькое.

Сладкий вкус. Сладость обычно ассоциируется с приятным ощущением, чаще всего сладость ощущается при принятии пищи, богатой простыми углеводами, такими как сахар или глюкоза, но то же ощущение возникает от многоатомных спиртов (глицерин, сорбит, ксилит), некоторых белковых веществ, аминокислот (аспартам). Сладкий вкус присущ также некоторым альдегидам, кетонам, амидам, эфирам, а также солям бериллия и свинца.

В настоящее время самым сладким веществом, являющимся съедобным и безвредным, является метилфенхиловый эфир – L-α-аспарагил-аминомалоновой кислоты, который в 40000 раз слаще сахарозы. Это вещество запантетовано японскими учеными, возможно, оно будет применяться для производства шоколада. По данным исследований трех капель этого вещества хватит, чтобы вагон-цистерна емкостью 60 тонн был сладким, как чай с двумя ложками сахара на кружку емкостью 200 мл.

Детекторами сладкого являются специальные рецепторы — G-белки, расположенные во вкусовых почках. Используется система «вторичных посредников», конкретно ц3,5-АМФ, связанная с Н+-каналами, то есть рецепцией «кислого вкуса». Необходимо минимум два разных вида «рецепторов сладкого» для того, чтобы мозг ощутил «сладость». Информация от рецептора вкуса передается по афферентным волокнам лицевого, языкоглоточного и блуждающего черепных нервов к ядру одиночного тракта продолговатого мозга, затем переключение происходит в ядрах таламуса и далее в постцентральную извилину и островок коры больших полушарий, где формируются вкусовые ощущения.

Традиционно сладкий вкус связывается с сахарозой. В таблице 1 представлена сладость некоторых веществ относительно сахарозы.

Таблица 1 – Относительная сладость некоторых веществ

Среднестатистические пороги обнаружения некоторых сладких веществ для человека (в миллимолях) представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Порог обнаружения некоторых сладких веществ

В соответствии с требованиями методических рекомендаций 2.3.1.2432-08 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» (далее МР 2.3.1.2432-08) потребление добавленного сахара не должно превышать 10 % от калорийности суточного рациона.

В таблице 3 представлены данные о рекомендуемых нормах потребления сахара различными группами населения с учетом рекомендуемой им суточной калорийности питания.

Таблица 3 - Рекомендуемые нормы потребления сахара

Солёный вкус. Соленый вкус в чистом виде присущ только поваренной соли - хлористому натрию. Другие соли, обладающие соленым вкусом, дают дополнительные ощущения сладкого, горького и кислого. Считается, что соленый вкус определяется главным образом катионом натрия (Na+), при этом при молекулярном весе солей ниже 110 преобладает соленый вкус, выше 160 –горький.

Натрий - основной внеклеточный ион, принимающий участие в генерации и передаче электрических нервных сигналов, мышечном сокращении. Недостаток натрия в организме выражается общей слабостью, апатией, головными болями, гипотонией, судорогами. Среднее потребление натрия составляет 3000-5000 мг/сутки, а установленный уровень потребности в нем составляет 1300-1600 мг/сутки. Верхний допустимый уровень не установлен.

Хлориды необходимы для образования и секреции соляной кислоты в желудке, участвуют в регуляции осмотического давления и водного обмена. Среднее потребление хлоридов составляет 5000-7000 мг/сутки, а установленный уровень потребности составляет 2000-2500 мг/сутки. Верхний допустимый уровень не установлен.

Физиологические потребности в натрии и хлоре, впервые установленные МР 2.3.1.2432-08, представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Рекомендуемые нормы потребления натрия и хлоридов

Натрий и хлор поступают в организм в основном в виде поваренной соли. Потребление большого количества соли ведет к повышению артериального давления и увеличению нагрузки на почки, а также стойкому набору веса. Происходит это из-за удержания в организме излишней жидкости, а еще и потому, что вместе с пищей, богатой солью, люди склонны потреблять больше жиров и сахара и меньше кальция и клетчатки. Подобное питание в течение длительного времени может вызвать сердечно-сосудистые заболевания и болезни печени, диабет, ожирение и даже рак. Считается, что количества соли, поступающего в организм из животных и растительных продуктов вполне достаточно, для нормального функционирования организма.

Физиологическая потребность человека в поваренной соли невелика - около 10 г в сутки, некоторые авторы считают, что достаточно 4 г.

Кислый вкус. Как было отмечено ранее, кислый вкус однозначно ассоциируется с величиной pH жидкости. Механизм восприятия кислого подобен восприятию соленого. Ионы оксония (преимущественно H₃O⁺) возникают при диссоциации кислот. Так как величина pH слюны человека близка к нейтральному значению (рН=7), действие сильных кислот и кислот средней силы вызывает ощущение чисто-кислого вкуса. Однако некоторые слабые органические кислоты и гидролизующиеся ионы (алюминий) могут вызывать и ощущение терпкости (вяжущий вкус).

Горький вкус. Горьким вкусом обладают вещества самого различного строения, имеющие в своем составе следующие группы: (NO₂)>2, N=, SH-, -S-,- S-S-, CS-. Горечь, как и сладость, воспринимается посредством G-белков. Исторически горький вкус ассоциировался с неприятным ощущением, и, возможно, - с опасностью некоторых растительных продуктов для здоровья. Действительно, большинство растительных алкалоидов одновременно токсичны и горьки, и эволюционная биология имеет основания к такому заключению.

Умами - название вкусового ощущения, производимого свободными аминокислотами, в частности глутаминовой, которые можно найти в ферментированной и выдержанной пище, например сырах пармезан и рокфор, в соевом и рыбном соусах. Также они содержатся в большом количестве неферментированных продуктов, например грецких орехах, винограде, брокколи, помидорах, грибах и, в меньшем количестве, в мясе.

К другим ощущениям, близким к вкусовым относятся жгучий вкус, терпкое, жирное, металлический привкус. Выделяют также мятный, щелочной и др. вкусы.

Жгучий вкус не относят к числу основных вкусов, так как до настоящего времени не обнаружены соответствующие вкусовые рецепторы. Он связан с веществами, стимулирующими «тепловые» рецепторы (этанол, капсаицин) - они возбуждают ветви тройничного нерва и вносят свой вклад в «чисто вкусовое» ощущение.

Терпкое - это ощущение («вяжущий вкус») связано с рецепцией дубильных веществ (таннины в чае, в ягодах терна и др.). Механизм его возникновения объясняют связыванием таннинов с белками, богатыми пролином.

Жирное. Человек, несомненно, воспринимает «жирный» вкус - но это ощущение не так чётко выражено, как обычно выделяемая стандартная тетрада «сладкий – кислый – горький - солёный».

Металлический привкус характерен для свежей (несвернувшейся) крови, а также обычно чувствуется у пищи, которая соприкасалась с окисленными металлами (ложки, вилки, банки). Особенно сильный металлический привкус наблюдается при контакте с медными сплавами - латунью, мельхиором и др., поэтому столовые предметы из мельхиора и нейзильбера покрывают тонким слоем серебра. Это ощущение может служить признаком некоторых заболеваний; отравлений металлами (например, при литейной лихорадке) или пестицидами, действия некоторых лекарственных средств и др. Металлический вкус во рту обычно также возникает во время проведения процедуры электрофореза.

Пищевые продукты имеют либо какой - то один вкус (сахар - сладкий, поваренная соль - соленый, кислоты - кислый), либо отмечаются сочетанием основных видов вкуса. В этом случае можно говорить о гармоничном и негармоничном сочетании вкуса. Примером могут служить сладко-кислый вкус плодов, некоторых кондитерских изделий, сладко-горький вкус шоколада, кисло-соленый вкус квашеных овощей, солено горький - маслин. Негармоничными считаются сочетания солено-сладкий и горько-кислый. Они не свойственны пищевым продуктам и возникают, как правило, вследствие порчи.

Разные виды вкуса при сочетании могут смягчать или усиливать друг друга. Так, сладкий вкус смягчает кислый и горький, кислый усиливает соленый и горький.

Качественное определение вкуса связано не только с определением основных вкусовых ощущений (сладкого, кислого, соленого, горького) и их гармоничного сочетания, но и с осязанием пищи, что характеризуется терпкостью вкуса, остротой, жгучестью. Вкус многих продуктов определяется также обонятельными ощущениями.

Для характеристики комплекса впечатлений вкуса, запаха и осязания, определенных количественно и качественно, применяется определение "вкусность пищевых продуктов".

Расстройства вкуса - дисгевзии. Дисгевзия возникает по разным причинам - беременность, сахарный диабет, заболевания желудочно-кишечного тракта или ротовой полости, анемия, гипотиреоз и др.

Выделяют различные виды дисгевзий:

- агевзия - потеря одного из основных вкусовых ощущений,

- гипогевзия - ослабление одного из ощущений,

- парагевзия - когда вместо сладкого, ощущается соленое,

- фантагевзия - когда ощущение того или иного вкуса наблюдается без явных физических причин, например, при неврозах.

- бридость - временная потеря или искажение вкуса у повара или кондитера, аналогично потере голоса у певцов, которая возникает в результате переутомления, возбуждения, заболевания органов внутренней секреции или в результате ожогов полости рта при опробовании горячей пищи или напитков и исчезает после получения отдыха.

Изменение вкуса отмечается довольно часто: при инфекционных и желудочно-кишечных заболеваниях, при заболеваниях ротовой полости и полости носа, при органических поражениях головного мозга, при наркомании и длительном приеме различных лекарственных препаратов. Психиатрам известно, что на ранних стадиях шизофрении многие больные жалуются на неприятный вкус или безвкусность пищи. С патологией вкусового анализатора у таких больных, по-видимому, связаны частичный или полный отказ от пищи, а также бредовые идеи отравления и отдельные варианты ипохондрического бреда. Феномен понижения и извращения вкуса встречается у 0,5 % всех больных. Больные с понижением вкусовой чувствительности обычно страдают также снижением обоняния и аппетита. Они, как правило, худеют и долго, но не всегда успешно, лечатся. Для некоторых из них прием пищи нередко превращается в мучительное испытание из-за того, что пищевые продукты приобретают скверный, порою зловонный запах и вкус. Показано, что такие состояния могут быть связаны со снижением в организме меди и цинка, и в этих случаях хорошо помогают пилюли, содержащие сульфат цинка.

Многие лекарства способны изменить ощущения вкуса, особенно часто наблюдается «металлический вкус». К медикаментам, изменяющим вкусовые ощущения, можно отнести следующие группы препаратов: антибактериальные, гиполипидемические, седативные и противосудорожные препараты, антихолинергические, нестероидные противовоспалительные и сердечно-сосудистые (ингибиторы АПФ, антагонисты кальция).

Ощущение вкуса может возникать под действием радиоактивного облучения, в ряде случаев при уровнях около 1 р/ч.

Методика проверки на вкусовую чувствительность. При определении вкусовой чувствительности включают проверку на:

-"вкусовой дальтонизм" (определение способности распознавать основные виды вкуса – сладкий, соленый, кислый, горький);

- порога вкусовой чувствительности;

- порога разницы интенсивности вкуса.