Gdy widzę słodycze, to…

Doświadczenie 1

Na szarej tekturze nakreśl ołówkiem literę Y. W pojemniku na mocz rozpuść łyżeczkę cukru typu kryształ (5 g) w 50 ml wody. Pędzelkiem nanieś roztwór na nóżkę i prawe ramię litery Y i pozostaw do wyschnięcia. Złap ślimaka nagiego lub winniczka i umieść go głową zwróconą ku podstawie nóżki litery Y. Obserwuj jego zachowanie. Powtórz eksperyment kilka razy.

Wyjaśnienie: Zwierzęta, w tym ślimaki, są wrażliwe na słodki smak. Jeśli ślimak go wyczuje, będzie zlizywał, a nawet zjadał tekturę nasączoną cukrem. Rozwidlenie w kształcie litery Y funkcjonuje jako prosty labirynt decyzyjny. Ślimak będzie poruszał się chętniej ścieżką posmarowaną cukrem.

Doświadczenie 2

W drogerii znajdź pastę do zębów zawierającą SDS (SLS lub sodium lauryl sulphate). W 100 ml wody w szklance rozpuść łyżeczkę (5 g) cukru typu kryształ. Upij kilka łyków i oceń smak. Umyj zęby, stosując nadmiar pasty. Pozwól pianie dokładnie pokryć język, po czym przepłucz usta słodką wodą. Oceń jej smak.

Wyjaśnienie: SDS jest detergentem. Jego cząsteczki wyłączają receptory słodkiego smaku – słodka woda przestaje być słodka – dlatego po umyciu zębów jedzenie dziwnie smakuje. Brak odczuwania słodyczy pojawia się niekiedy jako skutek uboczny chemioterapii nowotworów. Receptor wyłączają też substancje roślinne, np. laktizol wyizolowany z nasion kawowca czy kwas gymnemowy, który blokuje także wchłanianie glukozy, co jest przedmiotem intensywnych badań naukowych rozwijających nowe terapie cukrzycy. Nawet niektóre słodziki (np. acesulfam K) w wyższym stężeniu mogą chwilowo wyłączyć odczuwanie słodkiego smaku i doprowadzić do powstawania dziwnego i nielubianego przez konsumentów posmaku.

Doświadczenie 3

W 100 ml wody w szklance rozpuść łyżeczkę (5 g) cukru typu kryształ. Część zamroź w pojemniku na kostki lodu (A), część schłodź w lodówce (B), resztę pozostaw w temperaturze pokojowej (C). Czy polizana kostka słodkiego lodu jest słodka? Co jest słodsze, B czy C?

Wyjaśnienie: Receptor słodkiego smaku jest białkiem, a jego aktywacja pobudza komórkę na poziomie biochemicznym – działanie tych biologicznych elementów zwalnia wraz ze spadkiem temperatury. Dlatego tak samo słodka woda ma inny smak w różnych temperaturach – zimna woda wydaje się mniej słodka, a słodycz kostek lodu jest niemal niewyczuwalna, bo szybko schładzają język. Zimne desery czy lody muszą być zatem bardziej dosładzane, aby były smaczne.

Doświadczenie 4

Do dwóch szklanek wlej po 100 ml wody, rozpuść 5 g glukozy (A) i 5 g fruktozy (B). Spróbuj po łyżeczce każdego z roztworów i oceń ich smak.

Wyjaśnienie: Glukoza i fruktoza mają dokładnie taką samą masę i skład atomów. Po rozpuszczeniu w wodzie w każdej szklance powinno krążyć mniej więcej tyle samo cząsteczek. Ale cukry te znacznie różnią się słodkością, co wynika z różnic w budowie ich cząsteczek i ich wpasowywania się w receptor słodkiego smaku – im szybciej i na dłużej coś wiąże się do receptora, tym słodsze się wydaje. Fruktoza jest znacznie słodsza od glukozy, a nawet od sacharozy (cukier kryształ). Podobnie laktoza w mleku nie jest zbyt słodka, ale mleko bez laktozy zawiera produkty trawienia laktozy – znacznie słodsze od niej glukozę i galaktozę. Różnice w słodkości przyrównuje się najczęściej do roztworu sacharozy. Słodziki są przeważnie kilkaset (czasem kilka tysięcy) razy słodsze niż sacharoza, zatem do posłodzenia wystarczy ilość ledwie widoczna gołym okiem.

Doświadczenie 5

Sprawdź, jaki smak ma roztwór gliceryny kupiony w aptece. Czy smak jest wyczuwalny od razu, czy po kilku sekundach?

Wyjaśnienie: Gliceryna jest alkoholem – zawiera trzy grupy -OH połączone z kolejnymi trzema atomami węgla. Tymczasem już dwie takie grupy (a konkretnie układ CHO) mogą ułożyć się w trójkąt słodkości i aktywować receptor słodkiego smaku – gliceryna jest wyczuwalnie słodkawa. Z samej obecności sąsiadujących ze sobą grup -OH nie odgadniemy, czy układają się one w trójkąt słodkości. Pochodna glukozy – lewoglukozan – ma tak wygięte cząsteczki, że nie będzie słodka. Także grupy zawierające azot, np. -NH₂, mogą uczestniczyć w tworzeniu trójkąta – dlatego słodkie mogą być białka czy aminokwasy. Słodycz nie zawsze pojawia się od razu. Mija chwila, nim substancja zostanie rozprowadzona, ale część cząsteczek zwiąże się z białkami śliny, a pozostałe – choć dotrą do receptora – to nawet wtedy mogą wielokrotnie przyczepiać się i odczepiać od niego i dopiero z czasem rozwinąć coraz wyraźniejsze wrażenie słodkiego smaku, pojawiające się w przypadku słabszych substancji słodzących nawet po upływie kilku do kilkudziesięciu sekund. Jednymi z najsłodszych znanych obecnie substancji są lugdunam i karrelam – są ponad 200 tys. razy słodsze niż sacharoza.

***

Uwaga!

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za ewentualne szkody powstałe wskutek doświadczeń.

***

Zestaw przyrządów i materiałów

gliceryna, tektura, pędzelek, cukier kryształ, glukoza spożywcza, fruktoza, pasta do zębów z SLS, pojemnik na mocz

Niewliczone w cenę: szklanki, łyżeczka, foremka do kostek lodu

Czas przygotowania: 1,5 godz.

Koszt: 50 zł

***

Uwaga!

Ze względu na różnice w indywidualnej wrażliwości możesz przygotować roztwory z wyższą zawartością cukru, jeśli smak proponowanych proporcji jest dla ciebie zbyt słabo wyczuwalny.

***

Wiedza w pigułce

Ze względu na epidemię otyłości cukier jest posądzany o działanie uzależniające. Nie jest jednak jak narkotyk i nie wpływa na mózg bezpośrednio, choć spożywanie słodkich posiłków uaktywnia pewne ośrodki w mózgu, potocznie zwane układem nagrody, które zawiadują naszymi motywacjami i satysfakcją płynącą z podejmowanych działań. Bez satysfakcji życie straciłoby cały sens (tak dzieje się w przypadku wielu form depresji), nie mielibyśmy zachęty, by cokolwiek jeść. Każdy posiłek działa na nas nagradzająco – zwłaszcza słodki. Rozwój depresji wywoływanej u szczurów laboratoryjnych rozpoznaje się po tym, że tracą ochotę na częste popijanie słodzonej wody.

Przy obfitości jedzenia mogą jednak powstawać zachowania przypominające postępowanie hazardzisty uzależnionego od gier. Mózg musi się wpierw nauczyć, że posiłek ma być nagradzający, i ma to niewiele wspólnego ze smakiem jedzenia, lecz z tym, ile dostarcza ono energii. U larw much prowadzi to wręcz do frustracji, gdy karmione są bezkalorycznym słodzikiem. Zaczynają wtedy unikać słodkich pokarmów – podobnie można „nauczyć” szczury preferowania ohydnie gorzkich pokarmów, jeśli po ich spożyciu wstrzykiwano roztwór cukru do jelit – co ciekawe, w jelitach też są receptory słodkiego smaku.

Głodnemu smakuje bardziej – maksymalne pobudzenie układu nagrody obserwowano u głodnych szczurów popijających nawet ledwie posłodzoną wodę – u sytych zwierząt efekt był już proporcjonalny do słodkości wody. Cukier kochają nie tylko ludzie – nawet bakterie naszpikowane są receptorami wykrywającymi cukry. Poszkodowane są koty. Na skutek mutacji ich organizmy nie produkują działającego receptora słodkiego smaku. Aby pobudzić taki receptor, atomy cząsteczki muszą być odpowiednio ułożone – u ssaków w tzw. trójkąt słodkości – dlatego słodkie będą aminokwas glicyna, gliceryna czy słodziki, niektóre białka (np. brazzeina) oraz niestety także trucizny – glikol etylenowy i octan ołowiu. Nie każdy cukier jest słodki – zbyt duża skrobia nie zwiąże się z receptorem, a deoksyryboza (cukier obecny w DNA) nie ma sąsiadujących ze sobą grup -OH, aby utworzyć trójkąt słodkości.