Вкусовая сенсорная система. Физиология вкуса Основные типы вкусовой чувствительности

Вкус - это ощущение, возникающее в результате влияния пищевых веществ на рецепторы, расположенные на поверхности языка и в слизистой оболочке ротовой полости. Вкус относится к контактным видам чувствительности, является мультимодальным ощущением, т.е. сложной суммой возбуждений, вызываемых раздражением одно­временно вкусовых, обонятельных, а также тактильных, температур­ных и болевых рецепторов. Причём, прежде всего в слизистой обо­лочке возбуждаются тактильные рецепторы, несколько позже - темпе­ратурные, а затем вкусовые хеморецепторы.

Слизистая оболочка, покрывающая ротовую часть языка, образует мелкие выпячивания, называемые сосочками. У человека имеется 3 типа сосочков: нитевидные, грибовидные и желобоватые, в которых находятся вкусовые хеморецептры, называемые вкусовыми лу­ковицами или почками. При исследовании под световым микроско­пом было установлено, что вкусовые луковицы содержат поддержи­вающие (опорные) клетки, между которыми располагаются рецепторные клетки. Опорные клетки группируются вокруг мелкого углуб­ления, сообщающегося с поверхностью посредством вкусовой поры. В электронном микроскопе видно, что апикальная поверхность рецепторных вкусовых клеток покрыта микроворсинками. Между микро­ворсинками во вкусовой ямке находится электронно-плотное вещест­во с высокой активностью фосфатаз и значительным содержанием рецепторного белка и гликопротеидов. Это вещество играет роль адсорбента для вкусовых веществ, попадающих на поверхность язы­ка. В каждую вкусовую почку входит и разветвляется около 50 аффе­рентных нервных волокон, которые образуют синаптические контакты с базальной мембраной рецепторных клеток. На одной рецепторной клетке могут быть окончания нескольких нервных волокон, а одно волокно кабельного типа может иннервировать несколько вкусовых почек.

В числе "первичных" вкусовых ощущений различают сладкое, солё­ное, горькое и кислое. Кончик языка наиболее чувствителен к слад­кому, средняя часть - к кислому, корень - к горькому, боковые края - к солёному и кислому. Кислый вкус связывают с присутствием в веще­стве протонов водорода. Остальные вкусовые ощущения, как правило, невозможно связать с химическим строением вещества. Обычно вкусовые ощущения смешанные, поскольку раздражитель отличается сложным составом и объединяет несколько вкусовых качеств. Сход­ным вкусом могут обладать резко отличающиеся по химической структуре вещества, а оптические изомеры одного вещества могут иметь разный вкус. Ощущение вкуса возникает лишь в том случае, когда вещество, входящее в контакт со вкусовой луковицей, растворено в воде. Так, сухой сахар, положенный на осушенный фильтровальной бумагой язык, представляется безвкусным.

В естественных условиях вкусовое ощущение весьма сложно, и зависит от сочетания четырех первичных вкусовых качеств, возникающих при раздражении вкусовых рецепторов – сладкого, соленого, горького и кислого .

Наиболее чувствителен к сладкому кончик, к горькому – корень, к кислому – края, соленому – кончик и края языка. Зоны, чувствительные к каждому из этих раздражителей, перекрывают друг друга, и любое вкусовое ощущение может быть вызвано с различных областей языка. При этом, однако, приходится варьировать концентрации растворов. Так, ощущение сладкого с корня языка возникает при больших концентрациях, чем с его кончика (Рис.10).

Рисунок Вкусовые зоны языка

Теория вкуса.

Каждая вкусовая клетка, по-видимому, способна реагировать на не­сколько вкусовых стимулов. Поэтому считается, что разли­чение вкусов основано на опознавании комплексных реакций боль­шого числа чувствительных клеток.

Вкусовая рецепторная клетка относится к вторично-чувствующим рецепторам, возбуждается благо­даря взаимодействию молекул вкусового специфического вещества с белковыми рецепторными молекулами, локализованными в мембра­не микроворсинок вкусовой клетки. При этом рецепторная молекула меняет свою структуру, происходит её конформационное преобразо­вание, которое приводит к изменению ионной проницаемости клеточ­ной мембраны и развитию деполяризации, которая называется рецепторным потенциалом (РП). РП распространяется электротонически к синаптической области клетки. Далее процессы развиваются в том же порядке, как и в любом синапсе. В пресинаптической мем­бране активируются потенциалзависимые кальциевые каналы, через которые ионы кальция проникают в клетку. Под влиянием вошедше­го кальция происходит слияние синаптических пузырьков с пресинаптической мембраной и выделе­ние медиатора (серотонина или норадреналина) в синаптическую щель. Действие медиатора на постсинаптическую мембрану, пред­ставленную плазматической мембраной чувствительного нервного волокна, вызывает генерацию распространяющегося потенциала действия по афферентным волокнам (рисунок 9).

Рисунок Механизм возбуждения вкусовых рецепторных клеток

Нервные волокна вкусовой чувствительности не обладают выражен­ной специфичностью к раздражению тем или иным химическим ве­ществом. Однако, все рецепторы, иннервируемые одним волокном, имеют одинаковый спектр вкусовой чувствительности. Частота разря­да в одиночных волокнах зависит от концентрации и качества сти­мула. Обычно частота разряда повышается в течение первых 50 мсек, а затем снижается и остаётся постоянной, пока действует раз­дражитель (адаптация рецепторов).

Пути вкусовой чувствительности. Афферентные волокна от вкусо­вых рецепторов вместе с волокнами от болевых, тактильных и тем­пературных рецепторных клеток языка входят в состав лицевого и языкоглоточного черепномозговых нервов и идут в ядро одиночного пучка продолговатого мозга, где находятся нейроны второго порядка. Аксоны этих нейронов после частичного перекреста в составе меди­альной петли подходят к вентральным ядрам таламуса. Далее вкусовой путь идёт к коре больших полушарий и заканчивается в лате­ральной части постцентральной извилины.

Расстройства вкуса могут проявляться в виде потери вкусовой чувствительности-агевзия, понижения - гипогевзия, повышения -гипергевзия, извращения - парагевзия. Кроме того, бывают рас­стройства точного анализа вкусовых веществ - дисгевзия и даже вкусовые галлюцинации.

Исследование чувствительности вкусового анализатора проводится методом определения порога вкусового ощущения, а также мето­дом определения функциональной лабильности вкусовых рецепто­ров (по Снякину П.Г.). С помощью данного метода было установлено, что количество функционирующих вкусовых сосочков языка непосто­янно, оно всё время меняется. Наибольшее их количество функцио­нируют натощак, т.е. когда сильна мотивация голода. После приёма пищи число функционирующих сосочков уменьшается. Подобная реакция вкусовых сосочков является результатом рефлекторных влияний с желудка, возникающих при раздражении его пищей. Этот феномен называется гастролингвальным рефлексом, где вкусовые рецепторы выступают в роли эффекторов. Таким образом, на актив­ность вкусового рецепторного аппарата влияет выраженность биоло­гической мотивации голода.

Основные характеристики деятельности вкусового анализатора . Одной из важнейших характеристик сенсорной системы является абсолютный порог чувствительности, т.е. минимальная концентрация химического вещества, вызывающая у человека вкусовое ощущение. Для разных веществ он различен. Так, для сахара минимальный порог равен 0,01М, для поваренной соли - 0,05 М., для соляной кислоты – 0.0007 М, для солянокислого хинина – 0, 0000001 М раствора.

Пороговые величины вкусовой чувствительности индивидуальны. Причем возможно избирательное повышение абсолютного порога к отдельным веществам, вплоть до полной «вкусовой слепоты». Различия во вкусовых порогах характерны не только для разных людей, но и для одного и того же человека в различных состояниях (болезнь, беременность, усталость и т.п.).

Определенную ценность имеет исследование дифференциальных порогов , когда определяется величина минимально ощутимой разницы в восприятии одного и того же вкусового раздражителя при переходе от одной концентрации к другой. Показано, что дифференциальный порог при переходе от слабых концентраций к более сильным понижается и в пределах средних концентраций наблюдается увеличение различительной чувствительности. Она вновь уменьшается при переходе к сильным концентрациям. Так, 20% раствор сахара является максимально сладким, 10% раствор поваренной соли – максимально соленым, 0,2% раствор соляной кислоты – максимально кислым, 0,1% раствор солянокислого хинина – максимально горьким.

Заболевания слизистой оболочки полости рта, поражающие её рецепторные структуры, и заболевания желудочно-кишечного тракта вызывают потерю вкуса.

Помимо вкусовой чувствительности соматосенсорный анализатор полости рта включает в себя тактильную, температурную и болевую чувствительность. Изучение тактильной чувствительности (рецепторы прикосновения и давления-тельца Мейснера, диски Меркеля и сво­бодные нервные окончания) показало неравномерное распределе­ние рецепторов в различных отделах челюстно-лицевой области. Наибольшей чувствительностью обладает кончик языка и красная кайма губ. Верхняя губа имеет большую чувствительность, чем ниж­няя. Сравнительно высокой чувствительностью обладает слизистая оболочка твёрдого нёба, наименьшей - слизистая поверхность на­ружной (вестибулярной) поверхности дёсен. Изучение тактильного восприятия в участках, которые покрываются зубными протезами и являются так называемым протезным ложем, очень важно, и позволяет выявить индивидуальные особенности адаптации к зубным про­тезам у стоматологических больных.

Температурные восприятия осуществляются рецепторами тепла (тельца Руффини), холода (кол­бы Краузе) и свободными нервными окончаниями. Тепловая чувстви­тельность постепенно возрастает от передних отделов полости рта к задним, а холодовая наоборот. Слизистая оболочка щёк мало чувст­вительна к холоду и ещё меньше к теплу. Восприятие тепла полно­стью отсутствует в центре твердого нёба, а центральная часть спин­ки языка не воспринимает ни холодовые, ни тепловые воздействия. Высокой чувствительностью к температурным раздражениям обладают кончик языка и красная кайма губ, так как при приеме пищи именно эти области раздражаются первыми, зубы обладают как холодовой, так и тепловой чувствительностью. Порогом холодовой чувствительности для резцов является температура в среднем 20 гр., для остальных зубов 13 гр. Порогом тепловой чувствительности для резцов является температура 52 гр., для остальных зубов 60-67 гр. Если температурные раздражения вызывают в зубе адекватные ощущения, это свидетельствует о том, что со стороны пульпы патоло­гии нет. Для исследования температурной чувствительности зубов проводят орошение водой высокой и низкой температуры или исполь­зуют ватный тампон, смоченный в эфире, который, быстро испаряясь, охлаждает зуб. При кариесе термическое раздражение сопровожда­ется болью. Депульпированный зуб на такие раздражители не реаги­рует.

Температура слизистой оболочки рта обусловлена рядом факторов: температурой и влажностью внешней среды, интенсивностью клеточного метаболизма, анатомо-физиологическими особенностями тканей, состоянием их сосудистой сети. Последнее зависит от количества капилляров и степени их наполнения, а также от скорости движения крови в артериолах. Указанные обстоятельства объясняют различную топографию температурных показателей органов полости рта.

Температура слизистой оболочки рта зависит также от испарения слюны с поверхности слизистой, например, при ротовом дыхании. Это является одним из механизмов теплоотдачи, обеспечивающим поддержание температурного гомеостаза организма. Кроме того, в функциональную систему терморегуляции включается действие слюны и слизистой оболочки органов полости рта, выравнивающее температуру пищи.

Установлено, что каждый участок слизистой оболочки имеет определенную температуру. Средняя температура кожи нижней губы равна 33,1 о С, а верхней – 33,9 о С; в зоне границы кожи и красной каймы губ температура снижается. Температура слизистой оболочки рта повышается в каудальном направлении. Температура твердого неба выше в дистальных отделах и при удалении от средней линии.

Температура зуба также колеблется в различных его участках с определенной закономерностью: на режущем крае и жевательной поверхности температура ниже (30,4-30,5 о С), чем в пришеечной области (30,9 о С). При исследовании зубов как верхней, так и нижней челюсти установлена тенденция к постепенному повышению температуры во всех областях коронки по направлению от центральных резцов к большим коренным зубам.

Исследование температуры органов и тканей челюстно-лицевой области можно проводить методом контактной электротермометрии и методом термовизиографии позволяющим исследовать температуру на расстоянии. Эти исследования имеют определенное значение в клинике, так как нарушение термометрических показателей может свидетельствовать об изменении трофики тканей и воспалительных процессах в полости рта. Исходную температуру слизистой оболочки рта и кожи челюстно-лицевой области необходимо учитывать при назначении лечения теплом или холодом. Так, например, при поражении лицевого нерва в соответствующих зонах иннервации на лице температура может снижаться на 8-10 о С. Назначение обычных тепловых процедур в таких случаях может вызвать чувство температурного дискомфорта, и даже боль.

Термометрия зуба играет огромную роль в разработке рациональных способов препарирования зуба в таком режиме, при котором тепловая травма эмали, дентина и пульпы была бы минимальной. Врач-стоматолог должен помнить, что при формировании кариозной полости или препарировании зуба под коронку происходит нагревание его тканей вследствие сопротивления (трения) действующего режущего (шлифующего) инструмента. Повышение температуры зуба выше 45 о С может явиться причиной ожога эмали и дентина и привести к термической травме пульпы. Для предотвращения этих явлений необходимо тщательно подбирать инструменты, учитывая величину и форму бортов и препаровальных дисков, скорость их вращения, а также материалы, из которых они изготовлены. Кроме того, следует строго соблюдать режим работы. Важными условиями являются прерывистость препарирования и использование высокоскоростных бормашин. При этом значительно ускоряется операция сошлифовывания твердых тканей, уменьшается давление и вибрация режущего инструмента и при достаточном охлаждении предупреждается ожог тканей зуба. Особое значение придается виду охлаждения, исправности охлаждающей системы и правильному направлению струи воды на место контакта режущего инструмента с твердыми тканями зуба.

При приеме пищи слизистая рта может подвергаться температурным воздействиям, значительно отличающимся от температуры тела. Холодные блюда или напитки редко вызывают повреждение слизистой оболочки, потому что потребляемое их количество обычно невелико и находятся они в полости рта короткое время. Охлаждение влияет на кровообращение слизистой оболочки следующим образом: сначала возникает спазм сосудов, при углублении охлаждения он усиливается, и микроциркуляция почти полностью прекращается. Резкое охлаждение, например, хлорэтилом, не разрушает ткани, и после прекращения его действия их функция восстанавливается. Под влиянием тепла в слизистой оболочке развивается гиперемия, а вслед за ней – отек окружающих тканей. Горячие блюда, нагретые в процессе работы зубоврачебные инструменты и другие, попавшие в рот, горячие предметы могут вызвать ограниченный некроз слизистой оболочки. На месте ожога возникает пузырь, который вскоре вскрывается с образованием эрозии.

Болевая чувствительность. Болевые рецепторы представлены свободными неинкапсулированными нервными окончаниями, имею­щими разнообразную форму (волосков, спиралей, пластинок и др.). Наиболее подробно изучена болевая чувствительность слизистой оболочки альвеолярных отростков и твёрдого нёба, т.е. участков протезного ложа. Наибольшей болевой чувствительностью обладает участок слизистой на вестибулярной поверхности нижней челюсти в области боковых резцов. На внутренней поверхности щеки имеется узкий участок, лишённый болевой чувствительности. Самое большое количество болевых рецепторов находится в зубе. Так на 1 см 2 ден­тина расположено от 15 до 30 тысяч болевых рецепторов, на гра­нице эмали и дентина их количество доходит до 75 тысяч, а на 1 см 2 кожи не более 200 болевых рецепторов . Раздражение болевых ре­цепторов пульпы вызывает исключительно сильное болевое ощуще­ние. Даже лёгкое прикосновение вызывает острую боль. Поэтому зубная боль относится к самым жестоким болям. Зубная боль возникает при поражении зуба патологическим процессом. Лечение зуба прекращает процесс и боль исчезает. Но и само лечение является чрезвычайно болезненным процессом. При протезировании зубов иногда приходится препарировать здоровый зуб, что также может приводить к возникновению боли. В основном боль локализуется в области больного зуба, но может иррадиировать в глазное яблоко, лобную, височную, и затылочную область головы. При заболевании нескольких зубов может возникнуть диффузная головная боль. В ме­ханизме возникновения головной боли одонтогенного происхождения играют роль раздражения чувствительных окончаний второй и треть­ей ветвей тройничного нерва и нервных вегетативных узлов. Болевые ощущения возникают при воспалительных процессах, локализующих­ся в полости рта: стоматитах, глосситах, при явлениях гальванизма (гальванический синдром – образование электрического тока в полости рта. Причиной гальванизма является присутствие в полости рта разнородных металлов. Для изготовления зубных протезов применяют различные металлы и сплавы: кобальтохромовые, серебряно-палладиевые сплавы, нержавеющие стали, сплавы на основе золота, платины и др. В состав которых входят металлы: хром, никель, железо, титан, марганец, молибден, кремний, кобальт, палладий, цинк, серебро, золото и др. Если в полости рта находятся сплавы металлов с различными потенциалами, то образуются гальванические токи. Роль электролита выполняет слюна. Гальванизм проявляется следующими симптомами: металлический вкус во рту, чувство кислоты, извращение вкуса, жжение языка. Может появиться раздражительность, головные боли, общая слабость, сухость во рту.). Лицевые боли, обусловленные поражением нервов лица и челюстей называются прозопалгиями (prosopon - лицо, algos - боль, греч.) Если они являются результатом поражения чувствительных нервов, то их называют стомалгиями, если вегетативных - то симпаталгиями.

Введение

Лабораторный практикум предназначен для магистрантов, обучающихся по направлению 260100 «Продукты питания из растительного сырья».

Задания для лабораторных занятий и методические указания по их выполнению составлены в соответствии с действующей программой и отвечают требованиям Федерального образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 260100 «Продукты питания из растительного сырья» (квалификация (степень) «магистр»). Цель лабораторных занятий – приобретение специальных знаний по синтезу и выделению из природного сырья веществ, используемых в качестве усилителей вкуса, цвета и аромата в пищевой промышленности, знакомство с особенностями стандартизации и анализа этих соединений. При выполнении лабораторных работ студенты должны использовать знания, полученные при изучении таких дисциплин, как «Пищевая химия», «Аналитическая химия. Физико-химические методы анализа», «Органическая химия», «Физическая химия».

Лабораторные работы выполняются каждым студентом самостоятельно. По окончании работы студент должен оформить отчет.

Работы, требующие использования легколетучих и легковоспламеняющихся жидкостей (петролейного эфира, этанола, хлороформа и др.), необходимо проводить под тягой в шлифованной посуде.


Вкус является откликом организма на молекулярные раздражители. У всех высших животных существуют раздельные ответные реакции на вкус и запах. У менее высокоорганизованных животных, например, беспозвоночных, разделение вкусовых ощущений и запаха менее отчетливо.

Различают четыре основных вида вкуса: кислый, сладкий, соленый и горький.

К этим четырем основным видам вкуса, которые описал в ХIХ веке немецкий физиолог Адольф Фик, недавно официально добавили еще и пятый - вкус умами. Этот вкус характерен для белковых продуктов: мяса, рыбы и бульонов на их основе; его создает глутамат натрия. К другим видам вкуса относятся металлический, терпкий и др.

Вкусовые вещества пищевых продуктов условно делят на следующие группы:



1. Глюкофорные (сладкие) вещества – моно- и дисахара, сахарин, глицерин и глицин.

Согласно глюкофорной теории ощущения носителями сладости являются глюкофорные группы -СН 2 (ОН); -СН(ОН), а регуляторами – ауксоглюконовые группы –СН-.

2. Кислые вещества – минеральные и органические кислоты, кислые соли - обуславливают кислый вкус благодаря наличию ионов водорода. Исключение составляют такие аминокислоты, как глицин, обладающий сладким вкусом, масляная и нитросульфокислоты, имеющие горький вкус.

3. Соленые вещества - соли хлора с низким молекулярным весом. Соленый вкус определяется наличием свободных ионов хлора. Исключение составляют соли, обладающие солено-кислым вкусом (КBr и др.) и горьким (KI, CaCl 2 , MgCl 2 и др.). Примесь их в поваренной соли ухудшает соленый вкус, придавая неприятные оттенки.

4. Горькие вещества – вышеназванные соли, гликозиды, эфирные масла, например, луковичных овощей, цитрусовых плодов (нарингин, геспиридин); алкалоиды (теобромин, кофеин). Таким образом, горький вкус так же, как и сладкий, возникает при воздействии на рецепторы веществ разнообразного строения. Горький вкус некоторых веществ проявляется лишь в сочетании с другими веществами. Примером может служить лимонин, который приобретает горький вкус при соединении с лимонной кислотой, что наблюдается при подмораживании и загнивании цитрусовых плодов.

Для воздействия на нервные окончания, вызывающие вкусовые ощущения, необходима определенная минимальная концентрация молекул вещества, называемая порогом вкусовой чувствительности .

Пороги вкусовой чувствительности выявляются поочередным нанесением на поверхность языка растворов веществ, обладающих разными вкусовыми качествами (табл. 1). Абсолютным порогом чувствительности считают появление определенного вкусового ощущения, отличающегося от вкуса дистиллированной воды. Вкус одного и того же вещества может восприниматься по-разному в зависимости от его концентрации в растворе; например, при малой концентрации хлорида натрия он ощущается сладким, а при большей концентрации - соленым. Максимальная способность различать концентрацию растворов одного и того же вещества и, соответственно, самый низкий дифференциальный порог вкусовой чувствительности характерны для среднего диапазона концентраций, а при высоких концентрациях вещества дифференциальный порог повышается.

Абсолютные пороги вкусовой чувствительности индивидуально различаются, но у подавляющего большинства людей самым низким оказывается порог определения веществ с горьким вкусом. Эта особенность восприятия возникла в процессе эволюции, она способствует отказу от употребления в пищу веществ горького вкуса, к которым принадлежат алкалоиды многих ядовитых растений. Вкусовые пороги различаются у одного и того же человека в зависимости от его потребности в тех или иных веществах, они повышаются вследствие длительного употребления веществ с характерным вкусом (например, сладостей или соленостей) или курения, потребления алкоголя, обжигающих напитков.

Вкусовая чувствительность зависит от следующих факторов:

1. Химического состава слюны. Слюна, растворяющая пищу, представляет собой сложную смесь химических соединений, содержащую как неорганические вещества – хлориды, фосфаты, сульфаты, карбонаты, тиоцианаты, так и органические соединения – протеины и пищеварительные ферменты. После продолжительного промывания языка дистиллированной водой, в результате которого вкусовые рецепторы освобождаются от слюны, порог чувствительности к соли значительно снижается;

2. Химической природы вызывающего вкусовые ощущения соединения и его концентрация;

3. От того, что человек ел до воздействия этого соединения;

4. Температуры потребляемого продукта: самые низкие пороговые значения чувствительности получены в интервале 22 - 32°С.

5. Места и площади стимулируемого участка языка, что обусловлено особенностями распределения вкусовых рецепторов. Кончик языка более других областей чувствителен к сладкому, боковые стороны языка - к кислому и соленому, а корень языка - к горькому.

6. Возраста: вкусовая чувствительность у пожилых людей уменьшается, тенденция к снижению чувствительности становится заметной примерно к 60 годам;

7. Индивидуальных особенностей человека.

Таблица 1. - Абсолютные пороги вкусовой чувствительности веществ с характерным вкусом

Пищевые продукты имеют либо какой-то один вкус (сахар – сладкий, поваренная соль – соленый), либо отличаются сочетанием основных видов вкуса. В этом случае говорят о гармоничном и негармоничном сочетании вкуса. Так, гармонично, как единое целое сочетаются сладкий или соленый вкус с кислым или горьким. Например, сладко-кислый вкус плодов, некоторых кондитерских изделий; сладко-горький вкус шоколада; кисло-соленый вкус квашеных овощей; солено-горький вкус маслин.

Негармоничными считаются сочетания солено-сладкий, горько-кислый, эти сочетания воспринимаются как два разных вкуса, они несвойственны пищевым продуктам, встречаются редко и возникают, как правило, вследствие порчи.

Разные виды вкуса при сочетании могут смягчить или усиливать друг друга. Так, сладкий вкус смягчает кислый и горький, кислый усиливает соленый и горький, вяжущий и острый усиливают кислый и горький, но смягчают сладкий.

При одновременном воздействии различных вкусов может иногда наблюдаться исчезновение наиболее слабого из них, даже если вещество, его вызывающее, содержится в количествах, превышающих порог ощущения. Исчезновению слабого вкуса могут способствовать и другие факторы, изменяющие или компенсирующие вкус (рН среды, сочность, содержание жира и др.). Легко исчезают соленый, сладкий и кислый вкусы.

Вкус большинства веществ пока не установлен. Принято считать, что многие белки, полисахариды, жиры лишены вкуса. Однако знания в этой области пока еще неполны. Так, недавно открыты специфические белки растительного происхождения, обладающие высокой вкусовой активностью. Два из них (монеллин, тауматин) имеют интенсивно сладкий вкус и могут рассматриваться как вкусовые белки.

Кроме того, обнаружены вещества, являющиеся модификаторами вкуса (вещества, способные изменить вкусовое качество), например, гликопротеид миракулин. После миракулина кислота воспринимается как сладкое вещество (это явление называют вкусовой иллюзией ). Предполагается, что миракулин связывается плазматической мембраной. Кислота изменяет конформацию мембраны, стимулируя сладкий её участок. Модификаторы представляют особый интерес для пищевой промышленности.

Обычно при органолептической оценке пищевых продуктов под вкусом понимаются ощущения, возникающие в результате раздражения хеморецепторных клеток, и ощущения осязательные и обонятельные. Первые связаны с консистенцией продукта или действием химических веществ на слизистую оболочку рта. В связи с этим вкус может характеризоваться таким понятием, как терпкость . Вызывают её дубильные вещества, воздействующие на внутреннюю поверхность полости рта, вследствие чего появляется чувство стягивания поверхности и её сухости. Острый, жгучий вкус ощущается вследствие ожога слизистой оболочки, например, капсаицином перца, синальбином горчицы.

Для характеристики комплекса впечатлений вкуса, запаха и осязания при распределении продукта в полости рта, определяемых количественно и качественно, применяется определение – вкусность пищевых продуктов .

Вкусовые вещества широко используют в пищевых производствах, их применение контролируется органами Госсанэпиднадзора РФ.

Лабораторные работы

Оценка вкусовой чувствительности

Проверку сенсорной чувствительности по распознаванию основных типов вкуса проводят на модельных растворах химически чистых веществ:

сладкий – 1 % раствор сахарозы

соленый – 0.4 % раствор хлористого натрия

кислый – 0.05 % раствор винной кислоты

горький – 0.5 % раствор сульфата магния

Для приготовления раствора используют обработанную активированным углем дистиллированную воду. Растворы хранят в колбах с притертыми пробками при температуре 18-20°С. В дегустационные бокалы наливают по 35 мл раствора. Всего готовят девять проб: по два бокала с любыми тремя растворами и три бокала с четвертым раствором. Испытуемый не должен знать очередности подачи проб. Между пробами делают 1-2 минутный перерыв, обязательно ополаскивают рот чистой водой. При семи и более правильных ответах кандидата в дегустаторы рекомендуют для выполнения следующих тестовых задач.

Для определения пороговой чувствительности к основным вкусовым ощущениям оценщику предлагают попробовать серию растворов возрастающей концентрации. Каждая серия состоит из 12 растворов. Концентрацию считают обнаруженной, если в трех треугольных сравнениях опознан исследуемый раствор. В каждой тройке растворов два содержат воду, а один – исследуемый раствор. Подают их в неизвестной испытуемому последовательности. Растворы готовят в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2. - Растворы, использующиеся при определении пороговой вкусовой чувствительности

Номер раствора Вещество (г/л)
сахароза NaCl винная кислота MgSO 4
1.0 0.1 0.05 1.0
1.3 0.2 0.07 1.3
1.7 0.3 0.1 1.7
2.0 0.4 0.15 2.1
2.7 0.5 0.20 2.7
3.5 0.7 0.27 3.5
4.5 1.0 0.35 5.5
5.7 1.5 0.45 5.7
7.3 2.0 0.6 7.3
9.4 2.8 0.8 9.4
12.0 4.0 1.00 12.0

Пороговая чувствительность к основным типам вкуса у кандидатов в дегустаторы должна быть: для сладкого вкуса – 7 г/л сахарозы; для соленого вкуса – 1,5 г/л по хлористого натрия; для кислого вкуса – 0,5 г/л винной кислоты; для горького вкуса – 5,0 г/л сульфата магния.

Вкусовые луковицы на языке реагируют на стимулы, локализованные во рту. Иными словами, вкусовая чувствительность у всех позвоночных участвует в ориентации на близком расстоянии. В то же время у рыб чувство вкуса может служить также ориентации на далеком расстоянии. В воде вкусовые вещества перемещаются благодаря диффузии и конвекции из очень далеких источников к вкусовым луковицам, которые могут быть рассеяны по всей поверхности тела рыбы.

Помимо своей роли в ориентации на близком расстоянии чувство вкуса у человека выполняет важную функцию, запуская ряд рефлексов. Например, отмывание языка секретом из серозных желез контролируется рефлексом, который находится под действием вкусовых луковиц. Секреция слюны тоже запускается рефлекторно соответствующей стимуляцией вкусовых рецепторов. Даже состав слюны варьирует в зависимости от характера стимулов, действующих на сенсорные клетки, и вкусовые стимулы влияют также на выделение желудочного сока. Наконец, доказано, что рвота вызывается при участии вкусовой чувствительности.

Литература

  • 1. Батуев А.С., Куликов Г.Л. Введение в физиологию сенсорных систем. -- М.: Высшая школа, 1983. -263 с.
  • 2. Лекции по физиологии центральной нервной системы: Учебное пособие. Биолого-химический факультет УдГУ, Проничев И.В. -- Powered by swift.engine.edu, 2003. - 162 с.
  • 3. Шульговский В. В. Основы нейрофизиологии: Учебное пособие для студентов вузов. -- М.: Аспект Пресс, 2000. с. 277.
  • 4. Шульговский В. В. Физиология высшей нервной деятельности с основами нейробиологии: Учебник для студ.биол. специальностей вузов.- М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 464 с.

Вкусовые качества.

Человек различает четыре основных вкусовых качества: сладкое, кислое, горь­кое и соленое,

которые достаточно хорошо харак­теризуются типичными для них веществами. Вкус сладкого ассоциируется главным обра­зом с природными углеводами типа сахарозы и глю­козы; хлорид натрия - соленый; другие соли, на­пример KCI, воспринимаются как соленые и горь­кие одновременно. Такие смешанные ощущения

характерны для многих естественных вкусовых стимулов и соответствуют природе их компонентов. Например, апельсин- кисло -сладкий, а грейпфрут - кисло-сладко-горький. У кислот вкус кислый; мно­гие растительные алкалоиды горькие. На поверхности языка можно выделить зоны специфической чувствительности.

Горький вкус вос­принимается главным образом основанием языка; другие вкусовые качества воздействуют на его бо­ковые поверхности и кончик, причем эти зоны взаимоперекрываются.

Между химическими свойствами

вещества и его вкусом

не существует однозначной корреляции. Например, не только сахара, но и соли свинца сладкие, а самый сладкий вкус у искусственных заменителей сахара типа сахарина. Более того, воспринимаемое качество вещества зависит от его концентрации. Поваренная соль в низкой концент­рации кажется сладкой и становится чисто соленой только при ее повышении. Чувствительность к горьким веществам существенно выше. Поскольку они часто ядовиты, эта их особенность предосте­регает нас от опасности, даже если их концентрация в воде или пище очень низка. Сильные горькие раздражители легко вызывают рвоту или позывы на нее. Эмоциональные компоненты

вкусовых ощуще­ний широко варьируют в зависимости от состояния организма. Например, человек, испытывающий дефицит соли, считает вкус приемлемым, даже если ее концентрация в пище так высока, что нормаль­ный человек от еды откажется.

Вкусовые ощущения, очевидно, весьма сходны у всех млекопитающих. Поведенческие эксперименты показали, что различные животные различают те же вкусовые ка­чества, что и человек. Однако регистрация активности отдельных нервных волокон выявила и некоторые отсут­ствующие у человека способности. Например, у кошек обнаружены «водяные волокна», либо реагирующие только на раздражение водой, либо демонстрирующие вкусовой профиль, включающий воду в числе эффективных стиму­лов .

Биологическое значение.

Биологическая роль вку­совых ощущений заключается не только в проверке съедобности пищи (см. выше); они также влияют на процесс пищеварения. Связи с вегетативными эфферентами позволяют вкусовым ощущениям влиять на секрецию пищеварительных желез, причем не только на ее интенсивность, но и на состав, в зависимости, например, от того, сладкие или со­леные вещества преобладают в пище.

С возрастом

способность к различению вкуса снижается. К этому же ведут потребление биоло­гически активных веществ типа кофеина и интен­сивное курение.

Вирусная генетическая информация в трансформированных клетках
Все трансформированные вирусом клетки содержат его генетический материал. За исключением ДНК вируса ЭБ, который поддерживается в трансформированных им лимфоцитах в виде плазмиды, вирусная ДНК ковал...

Физико-химические основы взаимодействия низкоэнергетического лазерного излучения с биообъектом
Биомеханизм лазерной терапии весьма сложен и до конца не изучен. Воздействие на живой организм низкоэнергетическим лазерным излучением с лечебной целью относится к методам физической терапии. ...

Резюме: в восприятии вкуса выделяют четыре составляющих: восприятие сладкого, кислого, соленого, горького.

Вкусовая чувствительность - чувствительность рецепторов полости рта к химическим раздражителям. Субъективно проявляется в виде вкусовых ощущений (горького, кислого, сладкого, соленого и их комплексов). При чередовании ряда химических веществ может возникать вкусовой контраст (после соленого пресная вода кажется сладкой). Целостной вкусовой образ возникает в силу взаимодействия вкусовых, тактильных, температурных, обонятельных рецепторов.

Чувствительность по отношению к разным вкусам различная. Человек наиболее чувствителен к горькому вкусу, который может восприниматься в минимальных концентрациях. Чуть менее чувствителен он отношению к кислому, еще менее – к соленому и сладкому.

Абсолютные пороги вкусовой чувствительности.

Методы определения обонятельной чувствительности. Для определения вкусовой чувствительности используют глазную пипетку, с помощью которой наносят на язык капли: 1% раствора сахара, 0,0001% хинина солянокислого, 0,1% хлористого натрия, 0,01% лимонной кислоты. После каждой пробы рот тщательно прополаскивают.

Чувствительность различных участков языка к вкусовым раздражителям неодинакова. Наиболее чувствительны: к сладкому - кончик языка, к кислому - края, к горькому - корень, к соленому - кончик и края.

При восприятии комплексных вкусов, мозг не может дифференцировать локализацию вкуса: хотя в средней части языка мало рецепторов, вкус ощущается всем языком.

Адаптация. После достаточно продолжительного действия на вкусовые рецепторы вкусового раздражителя по отношению к нему наступает адаптация. Быстрее она наступает по отношению к сладким и соленым веществам, медленнее - к кислым и горьким. Так, если действовать соленым, то уже через 15 сек начинает пропадать ощущение интенсивности данного вкуса. Время адаптации зависит от степени концентрации стимульного раствора. Чем выше концентрация, тем быстрее наступает адаптация. Чтобы восстановить вкусовую чувствительность, достаточно прополоскать рот чистой водой, после этого чувствительность будет полностью восстановлена.

Во вкусовом анализаторе обнаруживается эффект контраста. После адаптации к сладкому, соленый вкус будет казаться более соленым. Более того, после адаптации к сахарозе, фруктозе и сахарину чистая вода кажется кислой и горькой, и наоборот, адаптация к таким горьким веществам, как хинин или черный кофе, приводит к тому, что вода становится на вкус сладкой. Если адаптироваться к соленому вкусу, то та же чистая вода будет казаться кислой или горькой, а после адаптации к солям – кислой, сладкой и слегка горьковатой, а адаптация к кислому, например, к раствору лимонной кислоты, - сладкой. Наиболее сложно добиться появления в результате такого последействия ощущения соленого. Это может быть связано с тем, что в состав слюны уже входит соль.



С возрастом количество вкусовых рецепторов уменьшается, а вместе с этим снижается чувствительность к вкусу. Употребление алкоголя и курение ускоряют потерю вкуса.

В отношении вкусовых ощущений есть свидетельства о их синестезии: вкус, наряду с обонянием, влияет на пороги чувствительности других модальностей. Например, могут повышаться острота зрения и слуха, а также меняться кожная и проприоцептивная чувствительности.