89646

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВКУСОВЫХ ВЕЩЕСТВ И ТЕОРИЯ ВКУСА

Доклад

Биология и генетика

Вещества близкие по химическим свойствам но обладающие разным вкусом. Вещества разной структуры но сходного вкуса. Все они обладают сладким вкусом.

Русский

2015-05-13

70.15 KB

2 чел.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВКУСОВЫХ ВЕЩЕСТВ И ТЕОРИЯ ВКУСА

Все вкусовые вещества условно можно разделить на три группы:

  1.  Вещества, близкие по своей химической структуре и вызывающие примерно одинаковые вкусовые ощущения.
  2.  Вещества, близкие по химическим свойствам, но обладающие разным вкусом.
  3.  Вещества разной структуры, но сходного вкуса.

К первой группе относятся сахара: глюкоза, сахароза, галактоза, лактоза. Все они обладают сладким вкусом. Кислым вкусом обладают диссоциированные неорганические и органические кислоты.

Ко второй группе относится ряд изомеров, например, -валин, имеющий горьковато-сладкий вкус; 1-валин, имеющий сладкий вкус; d-лейцин, имеющий сладкий вкус; 1-лейцин, имеющий горький вкус.

К третьей группе можно отнести, например, полисахариды: глицерин, гликокол, сахарин, нитробензол, хлористый метил, хлороформ, - имеющий сладкий вкус, а так же, хинин, нитропроизводные бензола и многие неорганические соли и кислоты, имеющий горький вкус. Аналогичность вкуса при таком несходстве химической структуры вещества, главным образом, относится к горькому и сладкому вкусам.

Соленый вкус NaCl присущ и другим хлоридам (K, , Ca и т.д.). Можно было бы предположить, что свободный анион , а не катионы , , , , ответственен за соленый вкус, однако, значение катионов также нельзя исключить. Так, например, в слабой концентрации NaCl обладает соленым вкусом, NaBr – горьковато-соленым, NaI – солоновато-горьким. Из этого можно заключить, что ион придает растворам всех этих солей присущий им солоноватый вкус. В настоящее время считают, что в основе соленого стимула лежит действие низкомолекулярных анионов и катионов. При этом, принимают, что интенсивность вкуса низкомолекулярных солей зависит от катионов (, , , и т.д.), а характер вкуса от анионов (, и т.д.).

Кислым вкусом обладает большинство органических и неорганических кислот. Как известно, общей чертой всех кислот является их способность к диссоциации в водных растворах на анионы и катионы . Кислый стимул связывают с воздействием на вкусовые клетки ионов . В этом убедились при помощи опытов. Так, например, HCl ощущается кислотой при разбавлении в пропорции 1:800, в то время, как при этой же концентрации, весь диссоциированный NaCl безвкусен. Воздействие ионов пропорционально его концентрации, однако, более сильные кислоты в одинаковой концентрации со слабыми, не всегда вызывают более сильное вкусовое ощущение. Это объясняется тем, что для ионов проницаемость субстанции окружающей микровиллы вкусовых клеток имеет низкое значение. Слабые же кислоты в виде недиссоциированных молекул, достигают микровилл вкусовых клеток, и только затем диссоциируют. При этом, образовавшиеся ионы взаимодействуют с активными центрами микровилл.

Сладкий вкус вызывается большим числом органических веществ, которые, как правило, не диссоциируют. В настоящее время окончательно не выяснено, какие свойства молекул вызывают сладкий вкус. Многие сладкие вещества являются многоатомными спиртами с повторяющейся группой (сахара, глицерин). Сахарин, который обладает сладким вкусом, имеет совершенно другую структуру. По мнению Акри, сладкий стимул молекул связан с их возможностью образовывать слабые водородные связи, с активным центром рецепторной молекулы, которая локализована во вкусовой клетке. Во всех случаях, структура молекулы должна соответствовать стерическому положению, и возможностям водородных связей рецепторной молекулы.

Менее всего изучена природа горького стимула вкусовых веществ. Было отмечено, что соли, по мере увеличения молекулярного веса, становятся все более горькими. Так, например, раствор NaCl имеет соленый вкус, цезий-хлор – горький, KI – горький. Имеются данные, что горький стимул связан с возможностью образования слабых дисперсионных связей типа водородных.

Существует несколько теорий, которые пытаются объяснить конкретные процессы взаимодействия молекул вкусовых веществ с рецепторными клетками. Так, Лазарев еще в 1920 г., исходя из роли ионов в процессе возбуждения, допускал, что вкусовые луковицы каждого сосочка содержат высокочувствительные вещества белковой природы, которые разлагаются под влиянием адекватного стимула. При этом ионизируемые продукты распада возбуждают соответствующие нервные окончания.

В настоящее время наиболее разработанной является теория Бейдлера. Он предположил, что вкусовые стимулы (молекулы или ионы) взаимодействуют с определенными участками плазматической мембраны вкусовой клетки, которые он выделяет в качестве активных центров. Активные центры представляют собой полиэлектролиты белковой природы, содержащие большое количество заряженных боковых цепей. Взаимодействие вкусовых стимулов с активными центрами протекает по типу мономолекулярной реакции, которая имеет вид:

С+(N-Z) (1)

С – концентрация стимулирующего вкусового вещества;

N – общее число активных центров рецепторов;

Z – число связанных активных центров, при концентрации вкусового вещества, равного С.

Согласно закона действующих масс, постоянная равновесия данной реакции:

K= (2)

Величина ответа рецепторной клетки прямо пропорциональна числу активных связанных центров R=Z, а максимальный отклик имеет место в том случае, когда все центры заняты. Тогда уравнение (2) можно записать в виде:

(3)

Уравнение (3) представляет собой основное уравнение вкусовой рецепции. Величина C/R выражает суммарную реакцию вкусовых рецепторов. Согласно данному уравнению, между C/R и С существует линейная зависимость. Данное положение получило экспериментальное подтверждение.

Бейдлер предполагал, что взаимодействие частиц вкусового вещества с активными центрами рецептора, представляет собой физический процесс адсорбции, в основе которого лежит слабое дисперсионное взаимодействие. Это предположение согласуется с предсказанием Акри об образовании водородных связей между молекулами сладкого стимула и рецептора. На основании экспериментальных данных и уравнения вкусовой рецепции (3), можно найти величину (константы) равновесия конкретной реакции. Она изменяется от 7,7 для бутирата натрия до 9,8 для NaCl. Эти величины – константы равновесия, очень близки к коэффициенту для адсорбции солей на белках. Это, в свою очередь, соответствует исходному допущению Бейдлера об адсорбции вкусового вещества на поверхности рецептора.

О физической природе процесса свидетельствует также и то, что реакция вкусовых рецепторов на соленый стимул не изменяется при повышении температуры от 20 до С. Кроме того, величина реакции заметно не изменяется при сдвиге pH от 3 до 11, что исключает возможность сильного электростатического взаимодействия с иногенными группами белковых молекул. Термодинамические расчеты показывают, что процесс адсорбции частиц приводит либо к уменьшению количества гидратационной воды на поверхности рецептора, либо к небольшому изменению конформации молекул рецептора. Возможно, что изменение конформаций рецепторных молекул лежит в основе дальнейшего процесса, приводящего в конечном счете к возбуждению вкусовой клетки.

Дальнейшее развитие теории вкусового восприятия было связано с открытием Дастоли сладкочувствительных и горькочувствительных белков во вкусовых луковицах млекопитающих. Дастоли удалось выделить из специфических сладкочувствительных и горькочувствительных сосочков белки, которые избирательно взаимодействуют со сладкими или горькими веществами. Термодинамическая и кинетическая особенности взаимодействия сладких и горьких веществ с молекулами выделенных белков, совпадают с особенностями мономолекулярных реакций, описанных Бейдлером. В этой связи в настоящее время считают, что именно этими белками представлены активные центры вкусовых клеток, однако, локализация этих белков во вкусовых клетках еще не установлена.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

58856. Основні класи неорганічних речовин 52.5 KB
  Мета: закріпити знання про склад оксидів, основ, кислот, солей, фізичні властивості солей, галузі їх застосування; продовжити формувати вміння писати рівняння реакції, розв’язувати задачі; розвивати пам’ять, логічне мислення, уміння нестандартно мислити...
58857. Рухливі ігри та естафети 72.5 KB
  Під час повороту руки притисни до тулуба. Вправи на відновлення дихання звичайна ходьба Кроком руш звичайна з вправами на відновлення дихання Руки через сторони вгору вдих. Опустити руки вниз видих. Перешикування на місці Шикуйсь в одну шеренгу де стояли на початку уроку...
58858. Разработка стратегии ОАО «ИЭСК» по слиянию одноотраслевых компаний в электросетевом комплексе Иркутской области 813 KB
  Оценив потенциальные выгоды от приобретения компании, а также определив стоимость сделки, компания-инициатор сталкивается с проблемой финансирования. Следует сказать, что, по данным Росстата за декабрь 2009 года, 52% организаций (11), входящих в группу «Производство и распределение электроэнергии, газа и воды» в России отмечают отсутствие необходимых денежных средств как фактор, ограничивающий их деловую активность
58859. Створення коміксу засобами Paint 1.73 MB
  Уолт Дісней великий кінематографіст фундатор цілого художнього напряму в анімації Уолт Дісней народився не в Чікаго як було прийнято вважати довгі роки а в Іспанії у селищі Мохакар в Андалусії.
58860. Твоя країна – Україна. Символи держави 50.5 KB
  Ознайомити з найвідомішими містами найбільшими річками та озерами України. Розширити та уточнити знання учнів про державні символи України. Обладнання: Карта України костюми комп’ютер виставка книг. Наш урок присвячений Україні її символам найвідомішим містам та найбільшим річкам України.
58861. Координатна пряма, цілі і раціональні числа 167.5 KB
  Мета уроку: узагальнити і систематизувати відомості учнів про види чисел; перевірити вміння визначати координати вказаних точок та будувати на координатній прямій точки за вказаними координатами; знаходити значення виразів що містять числа під знаком модуля...
58862. У країні міфів 115.5 KB
  Міфологія – це зібрання переказів про богів та героїв Грецький народ, поділений на багато племен, по- різному оповідав про свої божества. У кожному місті, селі чи общині були різні версії походження світу, народження богів.
58863. Краса мирного життя 676 KB
  Учитель: Доброго дня любі друзі та шановні гості Ми раді вітати вас на черговому засіданні лабораторії Творчість тема якого Краса мирного життя. Отже сьогодні ми з вами будемо говорити про найяскравіші моменти мирного життя.
58864. Творча лабораторія 167.5 KB
  Усі ми в дитинстві читали багато цікавих казок про добрих фей та могутніх чаклунів які творили незвичні чудеса але в житті як відомо ні фей ні чаклунів не існує.