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  • 糖為什么是甜的?

    春寶郎

    糖類分子中都含有多羥基,多羥基中兩個氫原子之間有一定的距離,這個距離恰好能與舌頭上的味覺感受器形成化學(xué)吻合物。這種化學(xué)吻合物可以刺激味覺感受器,使其產(chǎn)生脈沖,進(jìn)而由神經(jīng)將脈沖傳入大腦,使人感到甜味。

    人類能夠感受到甜、苦、咸、酸、鮮等五種基本味感,其中甜味是人類最喜好的基本味感,而甜味的食物通常能提供機(jī)體所需的碳水化合物。說起糖,我們首先想到的肯定是食用糖。糖類是自然界中廣泛分布的一類重要的有機(jī)化合物,又稱碳水化合物,是多羥基醛或多羥基酮及其縮聚物和某些衍生物的總稱。糖類可以分為三大類,分別是單糖、二糖、多糖。單糖是指分子結(jié)構(gòu)中含有3至6個碳原子的糖,化學(xué)式可表達(dá)為:C6H12O6,常見的單糖有葡萄糖、果糖和半乳糖等;二糖是由兩個單糖單元通過脫水反應(yīng),形成一種稱為糖苷鍵的共價鍵連接而成。在脫水過程中,一分子單糖脫除氫原子,而另一分子單糖脫除羥基,二糖的化學(xué)式可表達(dá)為:C12H22O11,常見的二糖有蔗糖、麥芽糖等;多糖是由多個單糖單元通過脫水反應(yīng)形成的,多糖的化學(xué)式可表達(dá)為:(C6H10O5)n,常見的多糖有淀粉、纖維素、糖原和木糖等。

    那么,為什么糖總是甜的呢?其實(shí)在我們的舌頭上有許多小疙瘩,它們就是人類的味覺感受器——味蕾。味蕾主要分布在舌頭、上腭和咽部黏膜處。哺乳動物的味蕾多呈球形,其頂端在口腔的上皮表面有個開口,稱為味孔。味蕾由50至150個味蕾細(xì)胞組成,在味覺細(xì)胞的表面,有許多味覺感受受體,當(dāng)不同的物質(zhì)與不同的受體結(jié)合,我們的大腦便可以感受到不同的味道。

    怎樣的分子結(jié)構(gòu)能夠與味覺細(xì)胞表面的受體結(jié)合,并讓其向大腦傳遞“甜”的信號呢?長期以來,人們一直試圖了解清楚這個問題,可時至今日,這個謎團(tuán)仍然沒有完全揭開。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為糖之所以甜,是因?yàn)樘穷惙肿又卸己卸嗔u基,多羥基中,兩個氫原子之間有一定的距離,這個距離恰好能與舌頭上的味覺感受器形成化學(xué)吻合物。這種化學(xué)吻合物可以刺激味覺感受器,使其產(chǎn)生脈沖,脈沖進(jìn)而由神經(jīng)傳入大腦,使人感到甜味。例如,乙醇沒有甜味,但乙二醇卻非常甜。在乙二醇分子結(jié)構(gòu)中有一個甜味單位,但因乙醇分子中沒有這種基團(tuán),所以不具甜味。葡萄糖和半乳塘的分子結(jié)構(gòu)中也含有這種甜味單位,所以也是甜的。

    人的舌尖對甜味感覺最敏感,當(dāng)糖接觸到舌尖的味覺細(xì)胞時,甜味單位中的—OH就與舌尖的甜味感受蛋白質(zhì)中的—NH2結(jié)合,形成氫鍵,從而讓人產(chǎn)生甜味的感覺。但是,各種糖類的甜度是不同的,因?yàn)樵谔欠謨?nèi)部可以形成單一的或是成雙的氫鍵。因此,不是所有的糖都是甜的,例如淀粉、糖原、纖維素這些糖便沒有甜味。