Кіріспе

Негізгі дәм

Тәттілік – қантқа бай тағамдарды жегенде көбінесе сезілетін негізгі дәм. Тәтті дәмдер әдетте ұнамды деп есептеледі. Сахароза сияқты қанттардан басқа, альдегидтер, кетондар және қант спирттері сияқты көптеген басқа химиялық қосылыстар да тәтті болады. Олардың кейбіреулері өте төмен концентрацияда тәтті келеді, сондықтан оларды калориясыз қант алмастырғыштар ретінде қолдануға болады. Мұндай қантсыз тәттілендіргіштерге сахарин, аспартам, сукралоза және стевия жатады. Миракулин сияқты басқа қосылыстар тәттілік сезімін өзгерте алады. Қанттың және аспартам мен неогесперидин дигидрохальконы сияқты жоғары қуатты тәттілендіргіштердің сезілу қарқындылығы тұқым қуалайды, гендік факторлар ауытқудың шамамен 30% құрайды. Тәттілікті анықтаудың химиялық-сенсорлық негізі, адамдар мен түрлер арасында өзгешеліктерге ие, 20-шы ғасырдың соңында ғана зерттеле бастады. Тәттіліктің теориялық моделінің бірі – көп нүктелі байланыс теориясы, ол тәттілік рецепторы мен тәтті зат арасындағы бірнеше байланыс орындарын қамтиды. Зерттеулер көрсеткендей, қантқа және тәттілікке жауап берудің эволюциялық бастаулары өте ерте кезеңдерде пайда болған, тіпті E. coli сияқты жылдам қозғалатын бактерияларда да хемотаксис ретінде көрінеді. Жаңа туған сәбилер жоғары қант концентрацияларын жақсы көреді және ана сүтіндегі лактозадан тәттірек ерітінділерді артық көреді. Тәттілік дәмді танудың ең жоғары шегіне ие, сахарозаның ерітіндідегі 200-ден бір бөлігінде анықталады. Қарама-қарсылығы, ащылықтың анықталу шегі ең төменгі, хининнің ерітіндідегі 2 миллионнан 1 бөлігінде сезіледі. Адам приматтарының эволюциялаған табиғи ортасында тәттілік энергия тығыздығын, ал ащылық уыттылықты көрсетеді. Тәттілікті анықтаудың жоғары шегі және ащылықты анықтаудың төмен шегі біздің примат ата-бабаларымызды тәтті (және энергияға толы) тағамдарды іздеуге және ащы тағамдардан аулақ болуға бейімдеді. Жапырақ жейтін приматтардың арасында да пісіп-жетілмеген жапырақтарды артық көруге бейімділік бар, олар пісіп-жетілген жапырақтарға қарағанда ақуызға бай және талшықтар мен уытты заттарға төмен. Осылайша, "тәмді тіс" ежелгі мұра болып табылады, ал тағам өңдеу тұтыну үлгілерін өзгерткенімен, адам физиологиясы көбінесе өзгеріссіз қалды.

Татты заттардың мысалдары

Көптеген химиялық қосылыстар, мысалы, альдегидтер мен кетондар тәтті болады. Жалпы биологиялық заттардың ішінде барлық қарапайым көмірсулар да белгілі бір дәрежеде тәтті. Сахароза (асхана қанты) – тәтті заттардың классикалық мысалы. Ерітіндідегі сахарозаның тәттілік сезімі 1 бағасымен өлшенсе, басқа заттар осыған қатысты бағаланады. Мысалы, тағы бір қант – фруктоза, сахарозадан 1,7 есе тәттірек. Көптеген өсімдік түрлері қанттардан әлдеқайда төмен концентрацияда тәтті болатын гликозидтерді өндіреді. Ең танымал мысалы – лакрица тамырының тәтті құрамы болып табылатын глицирризин, ол сахарозадан 30 есе тәтті. Тағы бір коммерциялық маңызды мысал – Оңтүстік Америкалық бұтадан алынған Stevia rebaudiana-дан алынған стевиозид. Ол сахарозадан 250 есе тәтті. Табиғи тәттілендіргіштердің тағы бір күшті класы – батыс Африкалық катемфе жемісінде кездесетін тауматин сияқты тәтті ақуыздар. Тауық жұмыртқасындағы антибиотик ақуызы да тәтті болады. + Әртүрлі қосылыстардың тәттілігі Атауы Қосылыстың түрі Тәттілігі Лактоза дисахарид 0,16 Мальтоза дисахарид 0,33 – 0,45 Трехалоза (α,α трехалоза) дисахарид макс. 0,45 Исомалтулоза дисахарид 40 – 50 Сорбитол полиалкоголь 0,6 Галактоза моносахарид 0,65 Глюкоза моносахарид 0,74 – 0,8 Глицин аминоқышқыл 0,6 – 0,86 Сукроза дисахарид 1,00 (эталон) Ксилитол қант спирті 1,02 Фруктоза моносахарид 1,17 – 1,75 Натрий цикламаты сульфонат 26 Стевиол гликозиді гликозид 40 – 300 Аспартам дипептид метил эфирі 180 – 250 Ацесульфам калий оксиатиазинон диоксиді 200 Натрий сахарині сульфонил 300 – 675 Сукралоза модификацияланған дисахарид 600 Тауматин протеин 2000 Неотам аспартам аналогы 8000 Сукрооктат гуанидин 162 000 (шамамен) Бернардам гуанидин 188 000 (шамамен) Сукрононикалық қышқыл гуанидин 200 000 (шамамен) Каррелам гуанидин 200 000 (шамамен) Люгдунам гуанидин 230 000 (шамамен)

Әртүрлі зерттеулер арасында мәндердің өзгеруі жиі кездеседі. Мұндай өзгерістер әдістемелік айнымалылардың әртүрлілігінен, яғни сынама алудан талдау мен интерпретацияға дейін туындауы мүмкін. Шындығында, сахароза (тәттілік үшін), тұз қышқылы (қышқылдық үшін), хинин (ащылық үшін) және натрий хлориді (тұздық үшін) сияқты эталондық заттарға тағайындалған тәттілік индексі 1, практикалық мақсаттар үшін өзіндік болып табылады. Жүзделген синтетикалық органикалық қосылыстар тәтті деп белгілі, бірақ олардың тек бір бөлігі ғана заң бойынша тамақ қоспасы ретінде рұқсат етілген. Мысалы, хлороформ, нитробензол және этиленгликоль тәтті, бірақ сонымен қатар улы. Сахарин, цикламат, аспартам, ацесульфам калий, сукралоза, алитам және неотам жиі қолданылады.

Таттылықты өзгертетін заттар

Кейбір заттар тәтті дәмді қабылдау жолын өзгертеді. Олардың бірі – қант немесе жоғары қуатты тәттілендіргіштерден алынған тәтті дәмді қабылдауды тежейтін заттар тобы. Коммерциялық тұрғыдан ең маңыздысы – лактизол, оны Domino Sugar компаниясы шығарады. Ол кейбір желелерде және басқа жеміс консервілерінде жеміс дәмдерін күшейтеді, олардың тым күшті тәттілігін басады. Табиғи екі өнімнің де тәттілікті тежейтін қасиеттері бар екені анықталды: Gymnema sylvestre үнділік жүзімнің жапырақтарынан алынған гимнемикалық қышқыл және қытай жужубының (Ziziphus jujuba) жапырақтарынан алынған зизифин. Гимнемикалық қышқыл дәстүрлі медицинада қантқа құмарлықты және қант диабетін емдеу үшін кеңінен қолданылады. Ал, мираклин мен куркулин деген екі өсімдік протеині қышқыл тағамдарды тәтті етіп сезіндіреді. Егер тіл осы протеиндердің біріне тап болса, бір сағатқа дейін қышқылдық дәм тәттілік ретінде қабылданады. Куркулиннің өзінің де сәл тәтті дәмі бар, ал мираклиннің өзі дәмсіз болып келеді.

Дәмділік рецепторы

Татты деп танылған химиялық заттардың кең түрлілігіне және тәтті дәмді қабылдау қабілеті тілдегі дәмді түйіндерде болуы керектігіне қарамастан, тәтті дәмнің биомолекулалық механизмі осыдан 20 жыл бұрын, яғни 1990-жылдарға дейін толыққанды түсініксіз болды, сондықтан бірде-бір "тәмділік рецепторының" бар екендігіне күмән туды. Тәттілік табиғатын түсінудегі маңызды қадам 2001 жылы зертханалық егеуқұйрықтармен жүргізілген тәжірибелер болды. Онда T1R3 генінің әртүрлі нұсқаларына ие егеуқұйрықтар тәтті тағамдарды әртүрлі дәрежеде ұнататыны анықталды. Келесі зерттеулер T1R3 ақуызының T1R2 деп аталатын туысқан ақуызбен кешен құрастырып, сүтқоректілерде тәттілік рецепторы болып табылатын G-белокпен байланысқан рецепторды құрайтынын көрсетті. Адамдарға қатысты зерттеулер тәтті дәм рецепторлары тілде ғана емес, сонымен қатар асқазан-ішек жолының қабығында, мұрын эпителийінде, панкреатикалық арал жасушаларында, сперматозоидтарда және ұрықтарда да болатынын көрсетті. Асқазан-ішек жолындағы тәтті дәм рецепторлары аштық және тойыну сезімін реттейді деп болжанады. Тағы бір зерттеу тәтті дәмді қабылдаудың шегі күнің уақытына тікелей байланысты екенін көрсетті. Бұл қандағы лептин деңгейінің өзгеруінен туындайды, ол тағамның жалпы тәттілігіне әсер етуі мүмкін. Ғалымдар бұл адам сияқты күндіз белсенді жануарлардың эволюциялық қалдығы деп санайды. Тәттілікті қабылдау түрлер арасында айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін. Мысалы, тіпті приматтардың арасында да тәттілік сезімі әртүрлі. Жаңа әлем маймылдары аспартамды тәтті деп таба алмайды, ал Ескі әлем маймылдары мен гоминидтер (адамдардың көпшілігі сияқты) оны тәтті деп санайды. Мысықтар тәттілікті мүлдем сезіне алмайды. Тәтті дәмді тану қабілеті етқоректілерде, олар жемістер сияқты тәтті тағамдарды жемейтін болғандықтан, генетикалық тұрғыдан нашарлайды. Бұған бөтелкелі дельфиндер, теңіз арыстандары, дақты гиеналар және фоссалар жатады.

Татты қабылдау жолы

Жасушаны деполяризациялау үшін және нәтижесінде жауапты реакцияны тудыру үшін, организм дәм талқаншасындағы әртүрлі жасушаларды пайдаланады. Бұл жасушалар тәтті, қышқыл, тұзды, ащы немесе умами дәмдерін сезуге арналған рецепторларды өрнектейді. Дәм рецепторынан кейін, тәтті, ащы және умами дәмдерін сезетін жасушалар бірдей жасуша ішіндегі сигналдау жолын бөліседі. Тәтті молекулалар өз рецепторларымен байланысқанда, молекуланың конформациялық өзгерісі пайда болады. Бұл өзгеріс G белгісін, гюстдуцинды белсендіреді, ол өз кезегінде фосфолипаза С-ны белсендіріп, инозитол трифосфатын (IP3) құрайды. Содан кейін IP3 рецепторы ашылып, эндоплазмалық тордан кальцийдің шығуына себеп болады. Жасуша ішіндегі кальцийдің артуы TRPM5 каналын белсендіреді және жасуша деполяризациясын тудырады. Деполяризация CALHM1 АТФ шығару каналын белсендіреді, ол дәм талқаншасын иннервациялайтын афферентті нейрондарды белсендіретін АТФ нейротрансмиттерін шығарады.

Танымдық

Тамақтың түсі тәттілік сезіміне әсер етеді. Ішімдікке қызыл түс көп қосылса, оның тәттілігі көбірек сезіледі. Бір зерттеуде, сахароза концентрациясы 1% кем болғанына қарамастан, қараңғы түсті ерітінділер ашық түстілерге қарағанда 2–10% жоғары бағаланған. Түстің осы әсері когнитивтік күтулермен байланысты деп саналады. Кейбір иістер тәтті сезім береді және есте сақтау қабілеті тәттіліктің дәмімен сезілгені ме, иісімен сезілгені ме деп шатастырады.

Тарихи теориялар

Органикалық химияның 19-шы ғасырдағы дамуы көптеген жаңа химиялық қосылыстарды және олардың молекулалық құрылымдарын анықтау жолдарын енгізді. Алғашқы органикалық химиктер өз өнімдерінің көптеген түрлерін қасақана (сипаттама беру құралы ретінде) немесе жайсыз жағдайларға байланысты (зертханалық гигиенаның нашар болуынан) татып көрген. Молекулалардың құрылымы мен олардың дәмі арасындағы жүйелі байланысты алғаш рет зерттеуге тырысқандардың бірі – 1914 жылы неміс химигі Георг Конн. Ол, белгілі бір дәмді сезіну үшін молекуланың құрамында сол дәмді тудыратын құрылымдық элемент (сапофор деп аталады) болуы керек деп болжады. Тәттілікке қатысты, ол көптеген гидроксил тобын және хлор атомдарын қамтитын молекулалардың көбінесе тәтті екенін, ал құрылысы ұқсас қосылыстардың ішінде молекулалық массасы кішірек болғандары көбінесе үлкендеріне қарағанда тәттірек болатынын атап өтті. 1919 жылы Оертли мен Майерс синтетикалық бояулардағы түс туралы сол кездегі қалыптасқан теорияға негізделген, одан да күрделі теория ұсынды. Олар, қосылыстың тәтті болуы үшін оның құрамында екі түрлі құрылымдық элемент болуы керек – глюкофор және ауксоглюк деп болжады. Сол кезде тәтті деп танылған қосылыстарға сүйене отырып, олар алты үміткер глюкофор мен тоғыз ауксоглюк тізімін ұсынды. 20-шы ғасырдың басындағы осы бастамалардан кейін, тәттілік теориясы 1963 жылға дейін ғылыми қауымдастықтың назарына ілікпеді. Осы жылы Роберт Шалленбергер мен Терри Акри тәттіліктің АH B теориясын ұсынды. Қысқасы, олар қосылыстың тәтті болуы үшін 0,3 нанометрдей арақашықтықта сутекті байланыс доноры (АH) және Льюис негізі (B) болуы керек деп ұсынды. Бұл теорияға сәйкес, тәттілендіргіштің АH B бөлігі биологиялық тәттілік рецепторындағы сәйкес АH B бөлігімен байланысып, тәттілік сезімін тудырады. 1972 жылы Лемонт Кир B X теориясын ұсынды. Бұрынғы зерттеушілер кейбір қосылыстар тобында гидрофобтылық пен тәттілік арасында байланыс бар екенін байқаған. Бұл теория осы байқауларды формалдап, қосылыстың тәтті болуы үшін үшінші байланыс орны (X деп белгіленген) болуы керек екенін ұсынды, ол Лондон дисперсиялық күштері арқылы тәттілік рецепторындағы гидрофобтық орынмен өзара әрекеттесе алады. Кейінгі зерттеушілер тәтті заттардың бірнеше отбасыларындағы AH, B және X орындары арасындағы қашықтықты статистикалық түрде талдап, тәттілік рецепторындағы осы өзара әрекеттесу орындары арасындағы қашықтықты бағалауға тырысты.

МПА теориясы

Осы уақытқа дейін тәттіліктің ең толыққанды теориясы – Жан Мари Тинти мен Клод Нофре 1991 жылы ұсынған көп нүктелі байланыс теориясы (КНБТ). Бұл теория тәттілендіргіш пен тәттілік рецепторы арасындағы жалпы сегіз өзара әрекеттесу орнынан тұрады, бірақ барлық тәттілендіргіштердің барлығы сегіз ормен байланыспайды. Бұл модель жоғары қуатты тәттілендіргіштерді табуға бағытталған жұмыстарды сәтті жетектеді, оның ішінде қазіргі күнге дейін белгілі ең қуатты тәттілендіргіштер отбасы – гуанидин тәттілендіргіштері. Олардың ең қуаттысы – лугдунаме – сахарозадан 225 000 есе тәтті.