สารเคมีชนิดใดที่คิดว่ามีรสขม เปรี้ยว เค็ม และหวาน? เมื่อคุณกินขนมหรือแตงกวาดอง คุณสังเกตเห็นความแตกต่างเพราะลิ้นของคุณมีตุ่มพิเศษหรือปุ่มรับรสที่คอยรับรสเพื่อช่วยให้คุณแยกแยะความแตกต่างระหว่างอาหารต่างๆ มีเซลล์ตัวรับจำนวนมากบนตัวรับแต่ละตัวที่สามารถรับรู้รสชาติที่แตกต่างกันได้ สารประกอบทางเคมีที่มีรสเปรี้ยว ขมหรือหวาน สามารถจับกับตัวรับเหล่านี้ และคนๆ หนึ่งได้ลิ้มรสโดยไม่ได้ดูสิ่งที่พวกเขากิน
ตัวรับกรด
รสชาติคือความสามารถของเซลล์ประสาทในปาก ลำคอ และจมูก ของบุคคลและร่างกายในการรับสัมผัสสารเคมีบางชนิดและส่งสัญญาณไปยังสมองว่าระบุ กลิ่น เนื้อสัมผัส และอุณหภูมิของสารมีส่วนทำให้เกิดความรู้สึกของรสชาติ ซึ่งน้ำลายจะถูกส่งไปยังต่อมรับรส ซึ่งไม่เพียงแต่กระตุ้นความอยากอาหาร แต่ยังช่วยในการระบุสารอันตราย รสชาติคลาสสิกทั้งสี่รสขม เปรี้ยว เค็ม และหวาน
รสเปรี้ยวมีอะไรบ้าง ? รสเปรี้ยวตามที่สมมติขึ้นมีอาหารรสเปรี้ยว กรดในอาหารปล่อยไฮโดรเจนไอออนหรือโปรตอน ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนเป็นตัวกำหนดระดับความเป็นกรด การสลายตัวของอาหารโดยแบคทีเรียทำให้เกิดกรดหรือไฮโดรเจนไอออน และในขณะที่อาหารหมักดองบางชนิด เช่น โยเกิร์ตมีความเป็นกรดที่น่าพึงพอใจ แต่บางครั้งรสชาตินี้อาจเป็นการเตือนถึงการปนเปื้อนของแบคทีเรียในอาหาร
ไฮโดรเจนไอออนจับกับช่องที่ไวต่อกรดในเยื่อหุ้มเซลล์รับรส เมื่อเปิดใช้งานช่องสัญญาณจะส่งผลต่อเส้นประสาท การวิจัยเบื้องต้นระบุว่ารสเปรี้ยวส่วนใหญ่มาจากการผลิตไฮโดรเจนไอออนที่ปิดกั้นช่องโพแทสเซียม แต่การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ระบุช่องไอออนบวกที่ไวต่อออกซิเจนเป็นตัวแปลงสัญญาณหลักของรสเปรี้ยว
รสขม
ต่อมรับรสมีหน้าที่ในการแยกแยะอาหารที่มีรสขม เปรี้ยว เค็ม หรือหวานได้ รสขมเกิดจากกรด สารเคมี เช่น ซัลโฟนาไมด์ อัลคาลอยด์ กลูโคส ฟรุกโตส เกลือไอออไนซ์ กลูตาเมต สารอัลคาลอยด์หลายชนิดที่ปกติเป็นพิษทำให้เกิดรสขมและยังควินินซึ่งจับตัวรับที่ผูกกับโปรตีนจำเพาะ การเปิดใช้งานของพวกเขาเริ่มต้นการส่งสัญญาณน้ำตกที่สร้างความรู้สึกของความขมขื่น
มนุษย์มีตัวรับรสขม 40-80 ชนิดที่ตรวจจับสารต่างๆ รวมทั้งซัลโฟนาไมด์ เช่น ขัณฑสกร ยูเรีย และอัลคาลอยด์ รวมทั้งควินินและคาเฟอีน เด็กมีตัวรับรสมากกว่าผู้ใหญ่ และจำนวนตัวรับรสจะลดลงตามอายุ นอกจากนี้ เด็กมักไม่ชอบผัก ซึ่งอาจเกิดจากการผลิตสารที่มีรสขมโดยพืช เพื่อปกป้องพวกเขาจากสัตว์ที่กินมัน ความไวต่อสารที่มีรสขมนั้นขึ้นอยู่กับยีนที่เข้ารหัสตัวรับรสขม ความแปรปรวนของยีนเหล่านี้ทำให้บางคนไม่สามารถตรวจพบความขมในสารประกอบบางชนิด
รสขมเป็นรสที่เกี่ยวข้องกับสารที่มีโพลีฟีนอล ฟลาโวนอยด์ ไอโซฟลาโวน กลูโคซิโนเลตและเทอร์ปีน มีอยู่ในผักและผลไม้และอาหารจากพืชหลายชนิด เช่น กาแฟ เบียร์ ไวน์ ช็อคโกแลต และชา หลายคนหลีกเลี่ยงผักและผลไม้ โดยเฉพาะกลุ่มบราสซิกา ซึ่งรวมถึงกะหล่ำดาวและบรอกโคลี เนื่องจากความขมของพวกมัน กลุ่มบราสซิกาผลิตกลูโคซิเนต ไวน์แดงผลิตฟีนอล และผลไม้รสเปรี้ยวผลิตฟลาโวนอยด์ พืชใช้ความขมขื่นเพื่อป้องกันผู้ล่า รสขมเป็นเครื่องเตือนใจมนุษย์ ปริมาณเล็กน้อยของสารเหล่านี้อาจมีประโยชน์ต่อสุขภาพในการต่อสู้กับโรคเรื้อรัง แต่ในปริมาณมากเป็นพิษ
เครื่องรับรสเค็ม
คนมักกระหายความเค็มเพราะโซเดียมไอออนมีความจำเป็นต่อการทำงานของร่างกายหลายอย่าง ความเค็มในอาหารส่วนใหญ่ผลิตจากโซเดียมคลอไรด์ (เกลือทั่วไป) รสเค็มที่น่าพึงพอใจเกิดขึ้นเมื่อโซเดียมไอออนเข้าสู่ช่องโซเดียมบนพื้นผิวของเซลล์รับรสและไกล่เกลี่ยกระแสประสาทผ่านแคลเซียมที่ไหลเข้า ฮอร์โมนที่เรียกว่าอัลโดสเตอโรนจะเพิ่มจำนวนช่องโซเดียมในเซลล์รับรสเมื่อมีภาวะขาดโซเดียม ช่องโซเดียมบนเซลล์รับรสมีความไวต่อสารเคมี amiloride และแตกต่างจากช่องโซเดียมบนเส้นประสาทและกล้ามเนื้อ
สูตรหวาน
ร่างกายต้องการรสหวานอาจเนื่องมาจากความสามารถของอาหารหวานที่จะให้พลังงานเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว รสหวานในอาหารประกอบด้วยกลูโคสและฟรุกโตสเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งพบในซูโครสหรือน้ำตาล อย่างไรก็ตาม รสหวานอาจมาจากสารที่ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรต เช่น แอสปาแตม ขัณฑสกร และโปรตีนบางชนิด สารหวาน เช่น สารขม จะไปจับกับตัวรับโปรตีนควบคู่ ส่งผลให้เกิดการกระตุ้นปลายประสาท
กรดคาร์บอกซิลิกที่เป็นกรด
รสเปรี้ยวเกิดจากกรดที่เรียกว่ากรดคาร์บอกซิลิก ทำให้เกิดรสเปรี้ยวในอาหาร เช่น ผลไม้ น้ำส้มสายชู ผลิตภัณฑ์จากนม และเนื้อสัตว์แปรรูป มีตั้งแต่กรดมาลิกที่พบในแอปเปิ้ล ไปจนถึงกรดลอริก ซึ่งเป็นกรดไขมันที่พบในมะพร้าว หน้าที่ของกรดคือการปรับปรุงรสชาติของอาหารและลดระดับ pH ของอาหาร ซึ่งยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์
กรดยังทำหน้าที่เป็นสารเพิ่มความแข็ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเนื้อสัตว์และปลา ในขั้นต้น นักวิทยาศาสตร์ระบุว่ารสเปรี้ยวเกิดจากการแตกตัวของกรดในสารละลายในไฮโดรเจนไอออนและแอนไอออน และมีเพียงความรู้สึกของไฮโดรเจนเท่านั้นที่รับผิดชอบต่อความรู้สึกของรสชาติ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่สามารถอธิบายความเข้มของความเป็นกรดที่แตกต่างกันได้ อาจเกี่ยวข้องกับตัวแปรอื่นๆ เช่น จำนวนกลุ่มคาร์บอกซิลในโครงสร้างโมเลกุลของกรด
ในธรรมชาติมีสารหลายอย่างที่ส่งผลต่อการรับรส มีสี่รสชาติพื้นฐานที่ลิ้นของมนุษย์สามารถรับรู้ได้ คือ ความขม ความเป็นกรด ความเค็ม และความหวาน ตำนานที่ได้รับความนิยมซึ่งถูกหักล้างไปแล้วก็คือ พื้นที่ต่างๆ ของลิ้นมีส่วนเกี่ยวข้องกับการรับรู้ถึงรสนิยมที่แตกต่างกัน ที่จริงแล้ว ปุ่มรับรสทั้งหมดสามารถรับรู้ทุกรสนิยม และปุ่มรับรสจะพบทั่วลิ้น เช่นเดียวกับแก้มและหลอดอาหารส่วนบน
สารที่มีรสเปรี้ยว
ตัวอย่างอาหารที่มีรสเปรี้ยว ได้แก่ มะนาว นมบูด ส้ม องุ่น เป็นต้น รสชาติจะถูกวัดและกำหนดโดยใช้สารที่เป็นตัวกำหนด รสเปรี้ยววัดจากเกณฑ์ความเป็นกรดของความขมของกรดไฮโดรคลอริกเจือจางซึ่งเท่ากับ 1 ดังนั้นกรดทาร์ทาริกจึงมีคะแนนความเป็นกรด 0.7 กรดซิตริกเท่ากับ 0.46 และกรดคาร์บอนิกเท่ากับ 0.06 เมื่อเทียบกับเกณฑ์ของกรดไฮโดรคลอริก
สารที่มีรสเปรี้ยวเป็นอย่างไร? คำตอบฟังดูเข้าใจยากเล็กน้อย: ความเป็นกรดถูกกำหนดโดยความเข้มข้นไฮโดรเนียมไอออนในช่องไฮโดรเจนไอออนิก หมายถึงอะไร? ไฮโดรเนียมไอออนเกิดจากน้ำและกรด ไฮโดรเจนไอออนที่เกิดขึ้นจะแทรกซึมเข้าไปในช่องอะไมโลไรด์ ทำให้สามารถตรวจจับความเป็นกรดได้ นอกจากกลไกการตรวจจับรสเปรี้ยวเหล่านี้แล้ว ยังมีกลไกอื่นๆ เช่น การแปลง CO2 เป็นไอออนไบคาร์บอเนต ซึ่งอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนกรดอ่อนๆ
สารที่มีรสเปรี้ยว
เมื่อพูดถึงรสเปรี้ยว คนส่วนใหญ่มักนึกถึงมะนาว เมื่อคิดถึงแต่น้ำลายก็จะไหลออกมาเล็กน้อย ชื่อทางเคมีของสารที่มีรสเปรี้ยวคืออะไร? นี่คือตัวอย่างบางส่วน:
- กรดอะซิติกในน้ำส้มสายชู
- กรดซิตริกในผลไม้รสเปรี้ยว;
- กรดแลคติกในผลิตภัณฑ์นม;
- กรดทาร์ทาริกในองุ่นและไวน์
มันทั้งหมดขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและกรดที่แรงอาจทำให้ร่างกายถึงตายได้ อาหารที่เราคุ้นเคยมีความเข้มข้นในระดับที่ยอมรับได้ เช่น ผักโขม สีน้ำตาล ผลไม้และผลเบอร์รี่บางชนิดมีสารรสเปรี้ยว เช่น กรดออกซาลิก ที่พบมากที่สุดคือกรดซิตริก ซึ่งพบในผลไม้รสเปรี้ยว เช่นเดียวกับในสตรอเบอร์รี่ ราสเบอร์รี่ และมะยม กรดแลคติกเป็นผลมาจากการหมักกรดแลคติก คุณสมบัติที่เป็นกรดมากกว่าคือกรดมาลิก ซึ่งกำหนดความเปรี้ยวของแอปเปิ้ล เชอร์รี่ มะตูม และเสาวรส ไวน์มีลักษณะเป็นผลึก สามารถเห็นได้ในตะกอนที่ด้านล่างของถังหรือด้านในของขวดไวน์ปลั๊ก
สารอื่นใดที่มีรสเปรี้ยว? เหล่านี้เป็นสารประกอบอนินทรีย์เช่นกรดคาร์บอนิกและฟอสฟอริกกรดฟอสฟอริกซึ่งทำให้น้ำอัดลมมีรสเปรี้ยว ในกระเพาะอาหารของมนุษย์และสัตว์ทุกชนิดมีกรดไฮโดรคลอริก มดผลิตกรดฟอร์มิก สารที่มีรสเปรี้ยวมีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติและไม่เพียงพบในอาหารเท่านั้นแต่ยังพบได้ในสิ่งมีชีวิตด้วย