Пленительная сладость (часть 1)

Пленительная сладость
Кандидат биологических наук Г.В.Hикольская
Химия и жизнь
О сладкой жизни люди мечтали всегда. Hу конечно, не только о пряниках и меде - не случайно сладкими называли приятный сон, поцелуй, воспоминание...

 

Hаука и промышленность осуществили "съедобную" часть мечты: сахар производится миллионами тонн и доступен всем. Он стал настолько привычныв, что многие воспринимают его как совершенно неободимый продукт. Это вещество изменяет вкус, влияет на цвет, консистенцию и, что самое важное, сохранность пищи. Чем мы и пользуемся, заготавливая варенья, джемы, повидло. Однако воплощение мечты, как это часто бывает, изрядно горчит. Hеумение соблисти меру приводит к сбоям регуляторных систем организма и к болезням. Большинство врачей признают, что избыточное потребление сахара (свыше 100-150 граммов в сутки) увеличивает риск ожирения и сахарного диабета.

Это противоречие навело ученых на мысль поискать в природе или попытаться синтезировать заменители сахара - дешевые, сладкие, но не настолько вредные. Другими словами, отделить приятные ощущения от огорчительных последствий.

Чтобы не вести поиск вслепую, нужно было выяснить, чем же уже известные сладкие молекулы отличаются от всех прочих. Сделать это было непросто, ведь в их список попадают сахара, спирты, аминокислоты, белки и другие мало похожие друг на друга соединения из разных классов. Тольков 1967 году P. Шелленбергер открыл в структуре молекул сладких веществ те признаки, которые придают им способность вызывать именно такое ощущение. Для этого один должны содержать функциональные группы, способные к образованию водородных связей и расположеные на расстоянии 0:3 нм (3 ангстрема) друг от друга. Одна из таких групп атомов должна быть донором, а другая акцептором протона. Через них молекулы связываются с активными центрами белков-рецепторов. (Правда, и тут, в мире молеукул, от сладости до горечи рукой подать: достаточно изменить промежуток между группами на доли ангстрема, чтобы соединение воспринималось как горькое.)

Когда молекула сладкого вещества связывается со вкусовым рецептором на клеточной мембране, та деполяризуется, изменяется ее проницаемость и возникает нервный имульс. Степень сладости препаратов и содержащих их продуктов количественно оценивают эксперты. Они пробуют растворы с разной концентрацией вещества, от меньшей к больше, и определяют, при какой начинает чувствоваться вкус. За единицу шкалы берется сладость раствора сахарозы, которая начинает ощущаться при содержании ее 0,01М (3,4 г/л). Эта величина (абсолютный порог чувствительности) различна у разных людей, поэтому для объективной оценки, вероятно, нужно будет разработать сенсоры или биохимические тесты с белками-рецепторами.

Древнейшие природные сладкие вещества - мед, плоды, соки, а иногда сердцевина растений. Обычно они содержат смесь разных сахаров и кислот.

Сахарный тростник, из которого до сих пор получают сахарозу, описан еще в хрониках о походах Александра Македонского в Индию. В 1747 г. А. Маргграф получил сахар из сахарной свеклы, а его ученик Ахард вывел сорт с высоким содержанием сахара. Эти открытия послужили началом свеклосахарной промышленности в Европе.

Когда именно русские люди познакомились с кристаллическим сахаром, точно неизвестно, но историки утверждают, что в Pоссии инициатором производства чистого сахара из привозимого сырца был Петр 1. В кремле для переработки сладкого лакомства имелась специальная "сахарная палата".

Источники сахара могут быть весьма экзотичны. В Канаде, США и Японии, например, из сока сахарного клена (Acer saccharum) вырабатывают кленовй сироп, состоящий на 98% из сахаридов, среди которых сахароза составляет 80-98%. К середине XIX века сложилось представление, что сахароза - единственное природное сладкое вещество, пригодное для промышленного производства. Позже это мнение изменилось, и для специальных целей (питания больных, спортсменов, военных) были разработаны методы получения и других натуральнрых сладких веществ, конечно, в меньших масштабах.