Кулинария – наука приготовлении пищи. Как всякая наука она должна опираться на достижения других наук. Связь кулинарии с гигиеной, физиологией питания, диетологией, биохимией и даже с психологией достаточно широко раскрыта в специализированной литературе. Нейрофизиологический аспект освещен значительно хуже, не смотря на всю его немаловажность. Ведь именно с точки зрения нейрофизиологии прежде всего, мы должны рассматривать главное кулинарное качество пищи – вкус. В данной работе сделана попытка нейрофизиологического анализа вкуса как главной кулинарной категории, потому что для нас мало, чтобы пища была калорийной и питательной, содержащей необходимый состав белков, жиров, углеводов, витаминов, аминокислот, как об этом написано в руководствах по гигиене питания. Нет, пища, помимо всего этого, обязательно должна быть вкусной! Именно с этой целью в пищу всегда добавляют в качестве приправ, улучшающих ее вкус и запах, специальные вкусовые вещества. Именно на это в основном направлен весь кулинарный процесс.

Вкусовой анализатор.

Клетки, воспринимающие вкусовые раздражения, собраны во вкусовые луковицы (или почки) размером около 70 микрометров, которые размещаются на вкусовых сосочках. У человека эти структуры расположены на языке, а также в зеве, мягком небе и надгортаннике. Вкусовые луковицы состоят из продолговатых клеток, расположенных в них наподобие долек апельсина и сравнительно плоских базальных клеток, лежащих у основания почек. Количество вкусовых рецепторов во вкусовой луковице составляет от 30 до 80 (хотя в некоторых источниках называют и меньшие и большие числа). Продолговатые клетки делятся на опорные и собственно рецепторные. От опорных клеток они отличаются более плотным содержимым и наличием на свободных концах микроворсинок, выдающихся в полость вкусовой поры. На эти микроворсинки длиной от 0,5 до 2 и шириной 0,1...0,2 микрона, по всей вероятности, непосредственно действуют растворы веществ, вызывающих вкусовые ощущения. Крупные сосочки у основания языка содержат до 500 вкусовых луковиц каждый, мелкие – на передней и боковых поверхностях языка – по несколько луковиц, а всего у человека несколько тысяч вкусовых луковиц. Есть четыре типа сосочков, различающихся локализацией и формой: грибовидные на кончике языка, листовидные на боковой поверхности, желобковые на передней части языка и нитевидные, содержащие рецепторы, чувствительны не ко вкусу, а лишь к температуре и механическому воздействию. Влияние температуры и механического воздействия на ощущение вкуса реализовано не в мозге (как влияние запаха на ощущение вкуса), а на уровне, лежащем ниже, то есть оно уже предусмотрено строением рецепторного механизма. Считается, что восприятие температуры и механического воздействия важно для возникновения ощущения едкого, вяжущего и терпкого вкуса.

Железы между сосочками секретируют жидкость, которая промывает вкусовые луковицы. Наружные части вкусовых рецепторных клеток образуют микроворсинки длиной 2 микрометра и диаметром 0,1-0,2 микрометра, выходящие в общую камеру луковицы, которая через пору на поверхности сосочка сообщается с внешней средой. Стимулирующие молекулы достигают вкусовых клеток, проникая через эту пору.

Вкусовые клетки замещаются очень быстро, продолжительность их жизни составляет всего 10 дней, после чего из базальных клеток формируются новые рецепторы. Новые вкусовые сенсорные клетки связываются с сенсорными нервными волокнами – специфичность волокон при этом не меняется. Как сказал бы инженер, детали заменяются, но схема остается той же. Механизм, обеспечивающий такое взаимодействие между рецептором и волокном, пока неизвестен. Вкусовые рецепторы начинают функционировать с первых дней жизни ребенка: появляются положительные реакции на сладкие и слабокислые растворы и отрицательные – на горькие и соленые. Развитие луковиц идет до 45 лет, затем число их начинает уменьшаться, особенно заметно атрофируются вкусовые почки желобовидных сосочков языка. Уменьшение количества вкусовых почек приводит к снижению вкусовой чувствительности в пожилом и старческом возрасте.

Вкусовые рецепторные клетки не имеют аксонов (длинных клеточных отростков, проводящих нервные импульсы). Информация передается окончаниям чувствительных волокон с помощью трансмиттеров – "промежуточных веществ". Обработка вкусового сигнала организована иерархически. Одиночное нервное волокно разветвляется и получает сигналы от рецепторных клеток разных вкусовых луковиц, поэтому у каждого волокна имеется свой "вкусовой профиль". Одни волокна особенно сильно возбуждаются при действии горького, другие – при действии соленого, сладкого или кислого. Нервные импульсы от вкусовых луковиц по язычному, языкоглоточному, лицевому и блуждающему нервам поступают в продолговатый мозг и затем – в контрлатеральное ядро таламуса. Расположение кортикального центра вкуса точно не установлено. Предполагают, что он находиться вблизи обонятельной области, в лимбической извилине внутренней поверхности больших полушарий головного мозга.

Возможно, что разные эшелоны обработки сигнала – как вкусового, так и зрительного – наследие эволюции: эволюция не дает "задний ход", и метод обработки сигнала, реализованный на этапе, когда мозга еще не было, сохраняется у рода Homo, только этот метод дополняется другими. Может быть, поэтому человек вообще так сложен? В частности, до сих пор неизвестно, на каком уровне, то есть где и как, пять элементарных сигналов образуют все те тысячи вкусов, которые различает тренированный человек. Это может происходить по крайней мере в трех разных местах: прямо в клетках, в нервной сети, доставляющей сигнал в мозг, и, наконец, в мозге.

Физиология восприятия вкусового ощущения.

До сих пор не ясно, что является специфическим рецептором – вкусовая луковица или вкусовая клетка. Если верна первая гипотеза, то можно предположить, что есть сосочки, содержащие луковицы только одного вида, двух или трех видов и, наконец, всех видов. При этом преобладающее количество луковиц, возбуждаемых раздражителем каждого вида, находится в сосочках, расположенных в разных областях поверхности языка, благодаря чему эти области неодинаково восприимчивы к разным воздействиям, но все же до некоторой степени обладают чувствительностью к каждому из них. А некоторые авторы считают, что рецепторные участки вкусовых клеток реагируют на вкусовые стимулы различных типов, причем каждая вкусовая клетка может иметь рецепторные участки нескольких типов.

Как именно клетка воспринимает сигнал от вещества – тоже пока доподлинно неизвестно. Считается, что рецепторы для соленого и кислого – это ионные каналы (причем кислый вкус создают просто водородные ионы), а другие ощущения вызваны тем, что вкусовые вещества воздействуют на клетки не сами, а сначала вступают в химическую реакцию с каким-то белком, а уж результат реакции воздействует на клетки. Действительно, во вкусовых сосочках существуют фракции белковых макромолекул, вступающие в реакцию со сладкими и горькими веществами. В таком случае нечувствительность к сладкому и горькому должна быть связана с нарушениями в деятельности каких-то определенных генов. В подтверждение этой гипотезы были обнаружены генетические различия между людьми, ощущающими и не ощущающими сладкое. В литературе есть сведения о том, что взаимодействие веществ с клеткой имеет несколько стадий, что последние из них носят ферментативный характер, что при этом во вкусовой клетке происходит каталитическое расщепление АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) и высвобождается энергия, необходимая для возникновения рецепторного потенциала. Возможно, что существует вторая рецепторная система – у некоторых животных обнаружены распределенные между сосочками голые нервные окончания. Они реагируют на высокие концентрации и тормозят активность других рецепторов – осуществляют, выражаясь радиотехническим языком, отрицательную обратную связь, расширяющую динамический диапазон анализатора, то есть способность воспринимать как слабые, так и сильные сигналы.

Как это ни странно, связь между химическими свойствами веществ и их вкусом довольно слабая, хотя известно, что некоторые химически подобные вещества имеют сходный вкус. Например, сладкий вкус характерен для сахара, солей свинца и заменителей сахара – веществ, имеющих с точки зрения химика очень мало общего. Но вкусовой анализатор считает иначе. Более того, воспринимаемый вкус вещества зависит от концентрации последнего – например, поваренная соль в малых концентрациях кажется сладкой. Поэтому появляющиеся время от времени сообщения о создании прибора, различающего вкус, можно считать некоторым преувеличением. Можно сделать химический анализатор на любое вещество или группу веществ, но до тех пор, пока не удастся понять, как именно работает анализатор природный, мы не сможем утверждать, что созданный нами прибор способен правильно идентифицировать вкус вещества, которое ему ранее не предъявлялось.

Вкусовые вещества вызывают соответствующее ощущение, только если растворены в воде. В обычных условиях имеет значение лишь степень растворимости этих веществ, так как во рту всегда есть некоторое количество слюны, способной растворять сухие вещества. Проделаем такой опыт: осушите поверхность языка с помощью фильтровальной бумажки и положите на него твердый кусочек сахара. В первый момент вы не почувствуете никакого вкуса. Вещества, совершенно не растворяющиеся в воде – золото, платина, – не имеют вкуса. Другие металлы, например, медь и железо, которые при воздействии слюны образуют растворимые соединения, обладают им. Это правда не означает, что сила вкусового ощущения напрямую зависит от растворимости вещества. Сахарин, например, значительно слаще сахара, хотя растворяется в воде хуже. Многие растворимые в воде аминокислоты являются безвкусными. Вероятно, существуют какие-то другие закономерности механизма действия вкусовых раздражителей.

Всеобъемлющей и общепризнанной теории вкуса пока еще не существует. Попытки раскрыть физико-химические механизмы вкуса были сделаны немецким физиологом Д.Ж. Ренквистом в 1919 году и советским академиком П.П. Лазаревым в 1922 году. Теории П.П. Лазарева и Д.Ж. Ренквиста не объясняют полностью всех особенностей вкусовых ощущений. Главное их достоинство заключается в том, что они пытаются выявить физико-химические процессы, которые лежат в основе развития возбуждения вкусовых рецепторов, коренным же недостатком – то, что они ограничиваются изучением только этих процессов. Задачей же теории вкуса является не только трактовка процессов, протекающих в рецепторах, но и истолкование разнообразных вкусовых ощущений.

Страницы: 1, 2, 3