Психофизиологические основы органолептики

1. Природные вещества. Дуранс природные соединения делит на 2 класса:

- одорирующие смеси, встречающиеся в природе в натуральном виде (например, эфирные масла);

- соединения или смеси, получаемые путем экстракции из натурального сырья (например, эвганол, цитраль);

2. Синтетические вещества, идентичные природным: ванилин, коричный альдегид, кумарин и т.д.

3. Соединения, полученные искусственным путем, и соединения, до сих пор не обнаруженные в продуктах.

В большинстве стран применение ароматизаторов связано с определенными требованиями и ограничениями гигиенического характера. При токсикологической оценке учитываются сами ароматические вещества и их растворители, свойства сопутствующих веществ. Особое внимание заслуживают вопросы ароматизации пищи детского назначения. В ряде стран запрещено применять искусственные ароматизаторы в продуктах детского питания.

Влияние запахов на человека

Давно установлено, что запахи оказывают большое влияние на самочувствие человека: приятные - улучшают его, неприятные - угнетают и могут вызвать различные отрицательные реакции (тошноту, рвоту, обмороки, отвращение к пище и т.п.).

Еще в 1885 году русский физиолог П.А. Истаманов показал, что раздражение обонятельного анализатора человека приятными запахами (розовым и бергамотовым маслами) повышали температуру кожи, снижали кровяное давление замедляли пульс). Неприятные запахи (уксусной кислоты, аммиака, гнили и т.п.), наоборот вызывают понижение температуры и повышение кровяного давления, учащение пульса.

В настоящее время имеются многочисленные исследования, подтверждающие воздействие запахов на организм человека. Установлено, что запах камформы увеличивает сопротивление бронхов, бензола и герантиола - улучшает слух, а индола - ухудшает, лаванды, розмарина, укропа и герани - успокаивает, розы, мяты и лимона, эвкалипта - повышает работоспособность, возбуждает. Запахи бергамотового масла, пиридина и толуола повышают остроту зрения в сумерках.

Проведенные японской фирмой "Силица" исследования показали, что число ошибок программиста снижается на 20% от запаха лаванды, на 33% - жасмина, на 54% - лимона. Английские ученые обнаружили, что запах моря может уменьшить чувство тревоги и беспокойства.

Очень интенсивные запахи быстро вызывают утомляемость обоняния, потерю восприятия данного запаха или запахов вообще. В ряде случаев насыщенные запахи могут вызвать головокружение, головную боль, усиление сердцебиения (например, запах черемухи).

Вкусовой метод - метод, основанный на восприятии вкуса с помощью вкусовых рецепторов.

Вкус - ощущение, возникающее в результате взаимодействия вкусового стимула с рецепторами, отражающее свойства стимула и физиологические особенности индивида.

Вкус продукта познается в ротовой полости возбуждением органов вкуса определенными растворимыми веществами. В аналитической терминологии выделяют четыре основных вида вкуса:

- кислый вкус - ощущение, для которого типичным вкусовым стимулом является водный раствор уксусной, лимонной и других кислот.

Кислость - органолептическое свойство индивидуальных веществ или смесей вызывать кислый вкус (кислость не эквивалентна кислотности, определяемой величиной рН);

- сладкий вкус - ощущение, для которого типичным вкусовым стимулом является водный раствор сахарозы и др. веществ (например, аминокислот).

Сладость - органолептическое свойство индивидуальных веществ или смесей вызывать сладкий вкус;

- соленый вкус - ощущение, для которого типичным вкусовым стимулом является раствор хлорида натрия.

Соленость - органолептическое свойство индивидуальных веществ или смесей вызывать соленый вкус;

- горький вкус - ощущение, для которого типичными вкусовым стимулами являются водные растворы кофеина, хинина и некоторых других алкалоидов.

Горечь - органолептическое свойство индивидуальных веществ или смесей вызывать горький вкус.

Вкус может иметь также следующие ощущения:

Щелочной вкус - ощущение, для которого типичным вкусовым стимулом является водный раствор бикарбоната натрия.

Щелочность - органолептическое свойство индивидуальных веществ или смесей вызывать щелочный вкус.

Вяжущий вкус - ощущение, для которого типичным вкусовым стимулом является водный раствор танинов.

Терпкость - органолептическое свойство индивидуальных веществ или смесей вызывать вяжущий вкус.

Предшествующий вкус - первоначальный непродолжительный вкус пищевого продукта, предшествующий основному вкусу продукта, ему присущему.

Вкусовое последствие - ощущение, оставшееся после удаления вкусового стимула, качественно идентичное первичному ощущению или

видоизмененное.

Порок вкуса - привкус у пищевого продукта, несвойственный продукту хорошего качества.

Вкусовой аппарат

Качественное определение вкуса вызвано воздействием веществ на вкусовые луковицы, которые находятся преимущественно в сосочках на языке. Кроме того, они найдены на слизистой поверхности ротовой полости, стенок глотки, миндалин, гортани. Общее количество вкусовых луковиц в полости рта человека достигает 9 тыс. Кроме того, определение вкуса связано с осязанием пищи в ротовой полости.

Вкусовой аппарат рта человека является химическими анализатором, причем более чувствительным, чем современные приборы. Все богатство разнообразных оттенков, сочетаний вкусовых ощущений возникает в результате раздражения особых органов чувств - вкусовых луковиц (почек), каждая из которых состоит из нескольких чувствительных хеморецепторных клеток, соединенных с сенсорными нейронами и окруженных поддерживающими клетками. Хеморецепторные клетки реагируют на определенные химические вещества.

Вкусовые почки дифференцированы к восприятию основных видов вкуса: сладкого, соленого, кислого и горького. Вкусовые почки, находящиеся на кончике языка, наиболее чувствительны к сладкому вкусу, у краев передней части языка - к соленому, у краев задней части языка - к кислому, у основания - к горькому.

Все вещества, обуславливающие вкус пищевых продуктов, растворимы в воде, только в растворенном виде они могут воздействовать на химические анализаторы вкусового аппарата.

В основу теоретических представлений о вкусе и вкусовых ощущений положены некоторые принципы молекулярной биофизики.

Одним из положений является понятие об "организме, как химической машине, управление и регуляция которой осуществляется посредством молекулярных сигналов, молекулярных источников, преобразователей и рецепторов информации".

Узнавание сигнала рецептором является основным свойством такой регулируемой и регулирующей системы, как человеческий мозг. Он осуществляет классификацию объектов, информация о которых передается рецептором. Молекулы белков и липидов рецепторных мембран "узнают" молекулы или атомные группы вещества, на которые они дифференцированы. Кроме того, вкус определяется воздействием на специфические центры рецепторных мембран. При этом возникает нервный импульс, передаваемый в ЦНС, где он трансформируется в определенный "вкусовой образ". По-видимому, в этих же участках коры головного мозга запасается и хранится информация о разных видах вкуса.

При молекулярном узнавании распознающее устройство сохраняет свою целостность в акте узнавания и возвращается в исходное состояние, совершив преобразование молекулярного сигнала. Узнавание определяется слабым взаимодействием, реализуемым при структурном соответствии. Однако для воздействия на нервные окончания, вызывающие вкусовые ощущения, необходима определенная минимальная концентрация молекул вещества, называемая - порогом ощущения. Например, порог ощущения сахарозы - 0.4 г на 100 мл воды, поваренной соли - 0.05, соляной кислоты - 0.003, хлористоводородного хинина - 0.000008г.

Порог ощущения зависит от температуры раствора, что, вероятно, объясняется изменением состояния молекулы белков вкусовых почек. Наилучшее восприятие вкусовых веществ происходит при температуре растворов, близкой к температуре тела человека (36.50С). Горячие растворы тех же веществ в указанных концентрациях кажутся безвкусными, т.е. не вызывают никаких ощущений. При охлаждении до температуры 300С сладкий вкус проявляется скорее, чем соленый или горький.

При оценке вкуса имеет значение и быстрота вкусового ощущения: быстрее всех воспринимается соленый вкус, затем сладкий и кислый. Горький вкус воспринимается наиболее медленно.

Вкусовые вещества пищевых продуктов условно делят на следующие группы:

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

Согласно глюкофорной теории ощущения носителями сладости являются глюкофорные группы - СН2(ОН); -СН(ОН), а регуляторами - ауксоглюконовые группы -СН-. При ощущении сладкого вкуса нет узнавания молекулярной структуры.

Разные вещества характеризуются различной степенью сладости: лактоза имеет относительную сладость 0.16% к сладости сахарозы, галактоза - 32.1; глюкоза - 74.3; фруктоза - 173.3; сахарин - 55000.0.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что даже изомеры имеют разную степень сладости, а, следовательно, и порог ощущения.

Так степень глюкозы почти в 2 раза больше, чем галактозы, хотя структурные отличия молекул этих соединений незначительны.

Теории, объясняющие это несоответствие, пока не разработаны.

2. Кислые вещества - минеральные и органические кислоты, кислые соли - обуславливают кислый вкус благодаря наличию свободных 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, CaCl2, MgCl2 и др.). Примесь их в поваренной соли ухудшает соленый вкус, придавая неприятные оттенки.

4. Горькие вещества пищевых продуктов - вышеназванные соли; глюкозиды, 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.

Порог ощущения вкуса горьких веществ, как правило, самый низкий среди указанных групп веществ. Так, горечь кофеина ощущается в концентрации 0.006%, теобромина - 0.004%.

Гармоничность вкуса.

Депрессия вкуса - если при образовании смеси интенсивность какого-то вкуса в ней меньше его исходной интенсивности.

Депрессант - вкус, подавляющий интенсивность другого.

Экспансия вкуса - если при образовании смеси интенсивность какого-то вкуса в ней становится больше его исходной.

Густ - единица вкусового ощущения. Один густ равен величине ощущения, вызванного раствором 1 г сахар в 100 см3 воды. Сила подавления или расширения вкуса в смеси зависит от концентрации и вкусового качества подавляющего вещества (или подавляющих веществ) и правилу Стивенса не подчиняется. Например, слабая уксусная кислота не подавляет сладость сахарозы, но слабая молочная и лимонная кислоты её подавляют.

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 2 разных вкуса, они несвойственны пищевым продуктам, встречаются редко и возникают, как правило, вследствие порчи. Например, горько-кислый вкус квашеных овощей.

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 исчезает соленый, а также сладкий и кислый вкусы.

Вкус большинства остальных веществ пока не установлен. Принято считать, что многие белки, полисахариды, жиры лишены вкуса. Однако наши 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) - гликопротеид миракулин.

После миракулина кислота воспринимается как сладкое вещество (это явление Л. Бартощук называет 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 (капсанции перца, синальбин горчицы).

Вкус многих продуктов определяется и обонятельными ощущениями. При разжевывании пищи летучие вещества переходят из полости рта в носовую полость и раздражают органы обоняния. При насморке пища кажется относительно безвкусной, так как обоняние частично или полностью утрачены.

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 применяют в пищевых производствах, их применение контролируется органами Госсанэпиднадзора РФ.

Аудиометод - метод, основанный на восприятии звуков органами слуха.

Для пищевых продуктов аудиометод имеет второстепенное значение и небольшую сферу применения, так как результаты оценки косвенно и не всегда достоверно свидетельствуют об их качестве. Они в ряде случаев лишь дополняют ощущения. Так, у соленых огурцов, квашеной капусты, моченых и свежих яблок ценится упругая, хрустящая консистенция; хруст, возникающий при их пережевывании, воспринимается органами слуха и подчеркивает упругость и твердость консистенции этих продуктов.

Орган слуха (ухо) воспринимает звуки, представляющие собой колебания воздуха различной частоты. Человеческое ухо воспринимает от 16000 до 20000 колебаний в секунду. При распространении звуковых волн различают высоту и интенсивность звука. Высота звука зависит от частоты колебания, а интенсивность - от их амплитуды.

Взаимодействие сенсорных компонентов пищевых продуктов

Результаты некоторых исследований показывают, что на субъективную оценку интенсивности основных вкусов можно воздействовать цветом.

Так, раствор красного цвета воспринимается более сладким по сравнению с бесцветным сладким раствором той же концентрации.

Желтый и светло-зеленый цвета увеличивают субъективную оценку кислоты (жажда утоляется лучше напитками, окрашенными в эти цвета).

Комплексные ассоциации между цветом, вкусом и запахом следующие:

Однако влияние цвета на субъективные оценки вкуса изучены недостаточно.

Пищевые формы. Степень предпочтения форм теми или иными группами потребителей имеет практическое значение для кондитерской промышленности, а также при оформлении упаковки. Но в органолептическом анализе этот вопрос не изучен.

Например, японец Нисимару изучал предпочтение детьми, и взрослыми некоторого набора фигур, было определено, что люди предпочитают следующие формы печенья: полумесяц, звезда, круг, полуокружность.

Размещено на Allbest.ru