Съедобное — несъедобное: как ученые меняют вкус еды

МОСКВА, 11 авг — РИА Новости, Альфия Еникеева. Вкус подсказывает, стоит ли употреблять в пищу тот или иной продукт — горечь ассоциируется с токсинами, а кислый привкус — с тем, что еда испорчена. И все же человек старается обмануть свою вкусовую систему. Ученые много лет не оставляют попыток создать устройство, которое кардинальным образом изменило бы вкус пищи без добавления химических веществ.

Посолить без соли

В мае исследователи из Национального университета Сингапура представили изобретение, состоящее из специальной миски и электронных палочек для еды. Тридцати добровольцам предлагалось съесть суп мисосиру и картофельное пюре. Оба блюда были представлены в двух вариантах — соленое и пресное.

Когда участники эксперимента ели специально настроенными палочками пюре без соли, оно казалось им соленым. Эффект достигался за счет электрической стимуляции вкусовых рецепторов. Ведь главный компонент обоих приспособлений — электроды. Их закрепили на краю миски, а палочки через аккумулятор соединили с управляющей платой.

Ученые задавали параметры тока для двух вкусов: кислого (сила тока 180 микроампер и скважность при широтно-импульсной модуляции 70 процентов) и соленого (40 микроампер и 20 процентов соответственно). Пресная еда показалась соленой большей части добровольцев, а вот кислый вкус практически никто не почувствовал.

Обмануть систему

В 2016 году японские инженеры придумали вилку, которая заставляла пищу казаться соленой, воздействуя на язык импульсами тока, а сингапурцы сделали кружку, имитирующую вкус лимонада, когда человек пил обычную воду.

"Вкус — это продукт обработки сенсорной информации от трех систем: вкусовой, обонятельной и тригеминальной, обеспечивающей мозг тактильными и температурными данными о химических воздействиях на язык. Здесь электрическим током подобранной полярности, частоты и величины воздействовали на вкусовые клетки, специализирующиеся на распознавании избранных вкусовых стимулов, и тем самым обманывали вкусовую систему в целом", — поясняет Станислав Колесников, заведующий лабораторией молекулярной физиологии клетки Института биофизики клетки РАН (Пущино).

Вкусовые почки — это изолированные группы из 50-100 вкусовых клеток, расположенные главным образом на языке. Они первыми реагируют на вкус еды. От них идут проводящие пути, несущие нервные импульсы в мозг. Эти импульсы возбуждают в сенсорной коре мозга центры интерпретации информации от периферического вкусового органа. При всей объективности вкусовых стимулов ощущения соленого, сладкого или горького субъективны, поэтому ими в какой-то степени можно манипулировать. Вкусовые иллюзии, возникшие вместе с человеческой цивилизацией, всегда направлены на изменение вкусового ощущения.

"Человек — это единственное животное, которое использует органы чувств, включая вкусовые, в значительной степени не по назначению, а с гедонистическими целями. Цивилизация породила кулинарное искусство, в еду стали добавлять усилители вкуса — соль, перец, приправы. Горькие лекарства маскируют сладким. Запах пищи тоже влияет на вкус — это так называемый интраназальный вкус. Поэтому при создании вкусовых иллюзий широко применяется изменение аромата пищи, например, с использованием соусов", — уточняет Станислав Колесников.

Сила еды в ее аромате

"Чтобы продемонстрировать роль обоняния в восприятии вкуса пищи можно провести простой эксперимент. Во время приёма пищи нужно зажать нос для исключения попадание запаха в носовые ходы, где расположены обонятельные рецепторы. При таком приёме пищи её восприятие будет обеспечиваться только вкусовыми и зрительными рецепторами. При этом можно отметить изменение восприятия пищи и тут же сравнить с восприятием этой же пищи с участием обонятельных рецепторов, для чего достаточно просто разжать нос и продолжать её есть. Исключение обонятельных рецепторов из восприятия вкуса пищи – одна из причин изменения вкуса еды при, например, заложенности носа, насморке", — рассказывает Алексей Умрюхин, доктор медицинских наук, заведующий кафедрой нормальной физиологии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова.

Другая причина изменения отношения к пище и восприятия её вкуса при инфекционных заболеваниях, заключается в снижении активности пищевых центров в головном мозгу при активации иммунного ответа в ответ на попадание в организм бактериальных или вирусных частиц. Изменение активности пищевых центров гипоталамуса при этом сопровождается снижением интереса к пище, угасанием аппетита и другими реакциями.

Активность нервных центров, определяющих пищевой интерес, регулируется сложными многоуровневыми процессами, в которых стимуляция вкусовых рецепторов языка — лишь одно из многочисленных звеньев, настраиваемых головным мозгом. По словам Алексея Умрюхина, инженеры и изобретатели, заявляющие о разработке приборов для имитации вкусовых ощущений через стимуляцию периферических вкусовых рецепторов, столкнутся с ограничением эффективности воздействий при изменении активности пищевых центров головного мозга в различных функциональных состояниях организма.

О времена, о вкусы

Сегодня известно пять вкусов: соленый, кислый, горький, сладкий и вкус умами, который исследователи связывают с белковыми продуктами (рыбой, мясом, творогом) и глутаматом натрия. Последний долгое время считался обычным усилителем вкуса наравне с приправами, но в 2009 году выявили особые рецепторы, реагирующие именно на него, и умами признали стимулятором вкуса.

"Раньше полагали, что есть вкусовая избирательность отдельных видов рецепторов. Иными словами, одни рецепторы реагируют только на кислое, другие на горькое, третьи на соленое. В настоящее время показано в экспериментах, что рецепторы избирательно возбуждаются одним веществом только при низкой его концентрации. При средних и высоких концентрациях химических веществ отдельные вкусовые рецепторы могут возбуждаться одновременно двумя и более веществами различного вкуса", — говорит Алексей Умрюхин. 

В 2016 году исследователи из Университета Орегона сообщили о шестом вкусе — "крахмальном". Одни связывают его с рисом, другие — с макаронами и хлебом. Официально его еще не признали вкусом наравне с соленым, горьким, сладким, кислым и умами, поскольку не доказано, что есть особые распознающие его рецепторы.

Есть или не есть?

В природе вкусовая система играет роль беспристрастного судьи, когда надо принять критическое для выживания решение: есть или не есть. Как замечает Станислав Колесников, горький или кислый вкус для животных — это сигнал опасности. Горькое ассоциируется с токсинами, а кислое — с недозрелыми фруктами и испортившейся ферментированной едой.

У человека вкусовая сенсорная система тоже способна регулировать поступление в организм питательных веществ — по крайней мере, ограничивать их. По словам Алексея Умрюхина, изменение вкусовых ощущений — это эволюционно заложенная функция.

"При избытке однообразной пищи происходит адаптация рецепторов, снижение их чувствительности при повторном действии вкусовых веществ. Скажем, если вы начнете ложками есть красную икру, то уже на третий-пятый день будет не так вкусно. А ведь вкус не изменился. Это справедливо для любых продуктов, понижение вкусовой чувствительности происходит за счет изменения функции нервных центров", — поясняет ученый.

Вкусовая чувствительность может зависеть и от набора веса. Как выяснили исследователи из Корнеллского университета, из-за воспалительных процессов в организме, связанных с ожирением, уменьшается количество вкусовых рецепторов, и вкусовые ощущения притупляются.