Занимательная химия для детей и взрослых - Илья Леенсон

У разных цветов (красный, оранжевый…) есть своя числовая характеристика – частота колебаний световой волны (или длина волны). Для вкуса же подобной количественной характеристики нет – ведь для него единственный «измерительный прибор» – язык человека. Можно, однако, привести «типичные образцы» вкусов. Тогда образцом горького будет хинин, сладкого – сахароза (обычный свекловичный или тростниковый сахар), соленого – хлорид натрия (поваренная соль), кислого – любая кислота с «безвкусным» анионом. У большинства же других веществ вкус определяется сочетанием четырех «основных вкусов» разной интенсивности.

Аналогия вкуса и цвета не исчерпывается разложением их на «спектральные составляющие». Как существуют дальтоники, не различающие некоторые цвета (чаще всего – зеленый и красный), причем эта болезнь наследственная, так и по вкусовым ощущения людей можно разделить на определённые группы, которые также определяются наследственностью. Проведенные в США в 1932 г. опыты с растворами фенилтиомочевины C6H5–NH–CS–NH2 дали удивительный результат. Оказалось, что в среднем из ста испытуемых двадцать вообще не чувствуют вкус этого соединения, остальным же его раствор даже при умеренных концентрациях кажется нестерпимо горьким. Это свойство проявляется у многих соединений, молекулы которых, подобно фенилтиомочевине, содержат группу атомов –NH–C=S.

Вкусовая чувствительность к фенилтиомочевине у разных людей отличается исключительно сильно. Так, в 1955 г. был описан случай, когда один пробующий уловил горечь этого соединения при концентрации в растворе всего лишь 0,01 мг/л, в то время как другие не обнаружили то же вещество, когда его было 2,5 г/л, т. е. в 250 000 раз больше! Установлено, что это явление также обусловлено наследственностью. Бывают еще более удивительные вещества, имеющие для разных людей несколько «разных вкусов». Например, бензоат натрия – натриевая соль бензойной кислоты (С6Н5СООNa) одним кажется сладковатой, другим кислой, третьим горькой, а некоторым вообще безвкусной. Как рассказывают, некий химик любил шутить, предлагая группе своих знакомых на пробу раствор этой соли (она достаточно безвредна; раньше бензойную кислоту применяли для консервирования, да и брусника обязана этой кислоте тем, что может долго храниться, не плесневея). Так вот, после дегустации, как правило, разгоралась перебранка: каждый в компании не мог понять, почему окружающие не хотят говорить правду…

Бензоат натрия – далеко не единственное соединение, обладающее более чем «двумя вкусами». Подобное свойство обнаружено, например, у маннита – вещества класса сахаров, которое в свободном виде содержится в кожуре апельсинов; у креатина – вещества, постоянно содержащегося в мышечной ткани животных. Интересно, что, имея всего три-четыре подобных вещества, можно разделить всех людей на группы, отличающиеся определенными наследственными признаками. Таким образом, известная поговорка «На вкус и на цвет товарищей нет» находит строгое научное подтверждение!

Теперь, вероятно, не покажутся удивительными рассказы путешественников в Юго-Восточную Азию, например в Таиланд. Там растет удивительное растение дурьян (оно же дуриан). Это тропическое дерево семейства баобабовых, его родина – полуостров Малакка, на котором расположены Малайзия и часть Таиланда.

Масса плода этого дерева достигает 3 кг, а сочные части плодов жители тропиков употребляют в пищу. Плоды содержат вещества, запах и вкус которых для одних – райское наслаждение, для других – хуже рвотного. Причем запах этот настолько стойкий, что от него не спасает тщательная упаковка плода в три плотно завязанных полиэтиленовых пакета!

Горькое, соленое, кислое

Чувствительность языка неодинакова к «разным вкусам». На первом месте чаще всего стоят вещества горькие. Это именно тот случай, когда ложка дегтя портит бочку меда. Действительно, вкус таких горьких веществ, как хинин и стрихнин, отчетливо воспринимается при разведении 1 : 100 000 и более (это примерно чайная ложка вещества, разведенная в полутонне воды!). Хинин – белое кристаллическое вещество, впервые выделенное из коры южноамериканского хинного дерева. Оно используется как одно из самых эффективных средств против малярии. В очень малых количествах хинин добавляют к некоторым горчащим напиткам типа тоника, которые хорошо утоляют жажду. Обнаружить хинин в тонике можно не только по вкусу, но и по яркому светло-голубому свечению напитка под лучами ультрафиолетовой лампы. Когда хинин используют в качестве лекарства, порошок этого нестерпимо горького вещества обычно заключают в капсулы из желатина. Человек глотает капсулу, не ощущая никакого вкуса; потом в пищеварительном тракте желатин растворяется, и лекарство попадает в кровь. Однако описаны случаи, когда после приема хинина в капсулах, исключающих непосредственный контакт лекарства с языком, люди жаловались на горький вкус во рту. Объясняли это удивительное явление тем, что, попав в кровь, хинин возбуждал вкусовые нервы «изнутри языка».

С химической точки зрения хинин относится к классу алкалоидов – природных соединений, содержащих один или несколько атомов азота в молекуле. Алкалоиды содержатся в некоторых растениях, откуда их можно выделить. К алкалоидам относятся и многие горькие и очень горькие вещества – кофеин, никотин, стрихнин. Известно более тысячи алкалоидов, и многие из них не только горькие, но и очень ядовитые (стрихнин, кураре). Возможно, ощущение их горького вкуса выработалось у человека в процессе эволюции как защитная реакция против отравления.

Хинин

Из простых неорганических солей горьким вкусом обладают CsCl, RbBr, CsBr, KI, RbI, CsI, MgSO4. Многие знакомы со вкусом последнего вещества из этого списка: сульфат магния содержится в морской воде, а в чистом виде его используют в медицине (обладает слабительным и желчегонным действием). Фармацевты так это вещество и называют: «горькая соль», хотя до хинина ей далеко. Эталоном соленого вкуса служит хлорид натрия. Правда, его «стандартный» соленый вкус не вполне постоянен. Так, в присутствии сахара или при повышенной температуре он ослабляется, а в присутствии кислот – усиливается. Соленым вкусом (правда, не совсем «чистым» и часто имеющим небольшой горьковатый привкус) обладают и многие другие соли, например хлорид калия KCl. Интересно, что крысам и кроликам хлорид натрия кажется более соленым, чем хлорид калия, а кошкам – наоборот. Конечно, кошка сама не расскажет о своих вкусовых ощущениях. Зато можно узнать, при какой концентрации хлорида натрия или калия животное откажется от питья, и таким образом определить его чувствительность к данному веществу.

Явственно соленый вкус (с горьковатым привкусом) обнаруживают многие неорганическое соли – LiCl, NH4Cl, KCl, RbCl, LiBr, NaBr, NH4Br, LiI, NaI, NaNO3, KNO3, Na2SO4. Сульфат натрия содержится во многих природных минеральных водах, в том числе в знаменитой карлсбадской. Под названием «глауберова соль» он также применяется в медицине как слабительное.

Понятно, что кислым вкусом обладают кислоты; их вкус обусловлен ионами водорода H+, который они отщепляют в водном растворе. Некоторые кислоты широко используются в пищевой промышленности. Уксус (разбавленный раствор уксусной кислоты, пищевая добавка Е260) добавляют в маринады, салаты. Фосфорную кислоту (пищевая добавка Е338) в небольших количествах добавляют к напиткам типа «Фанты» – для улучшения их вкусовых качеств и создания кислой среды, которая препятствует размножению микроорганизмов. С этой же целью некоторые сухие вина насыщают сернистым газом (пищевая добавка Е220): образующаяся в растворе слабая сернистая кислота H2SO3 обладает не только консервирующим, но и антиокислительным действием. Сильным антиокислителем является аскорбиновая кислота и ее соли (пищевые добавки Е300 – Е303). Все эти кислоты имеют явный кислый вкус. А вот очень плохо растворимая в холодной воде сорбиновая (2,4-гексадиеновая) кислота (пищевая добавка Е200) практически безвкусная. Зато она является совершенно безвредным веществом, предохраняющим продукты от плесени. Недаром не плесневеют ягоды рябины, в которых содержится производное сорбиновой кислоты (оно называется лактоном и в горячей воде превращается в сорбиновую кислоту). Кстати, эта кислота и получила название благодаря рябине (на латыни sorbus).