Мы не задумываемся об этом, но каждый раз перед пережевыванием пищи проверяем множество факторов: нет ли чего-то лишнего, привкуса гнили, горечи – признака опасной или ядовитой еды, оцениваем температуру.
Поскольку наше внимание сфокусировано на пище во рту, на том же сосредоточено и наше восприятие. Судя по всему, это происходит благодаря ретроназальному обонянию. Мы концентрируемся на содержимом полости рта, а благодаря поднимающимся по носоглотке молекулам запаха в оценке пищи, наряду с другими чувствами, участвует и обоняние.
Нам кажется, что запах находится не в носу, а во рту, потому что существует такое свойство нервной системы, как рефлекторное ощущение – эффект, когда ощущение воспринимается там, где происходит стимуляция. В данном случае оно не только воспринимается в другом месте, но и скрыто под покровом тех ощущений, что и правда там возникают.
Зачем нам это делать? Вычленив запах из воспринимаемого вкуса, мы можем по достоинству оценить тонкость нашего обоняния. Мы уже узнали, что обоняние на самом деле является двумя разными чувствами – одним на выдохе, другим на вдохе. То обоняние, что работает через нос на вдохе, мы считаем непосредственно обонянием; при этом второе, на выдохе, никогда не рассматривается как отдельное чувство, ведь оно всегда сливается со вкусом и осязанием и создает отдельный вид чувств – вкусовые ощущения, которые еще и воспринимаются в другом месте. Все это делает ретроназальное обоняние действительно уникальным чувством. Если Брийя-Саварен был прав, заявляя: «Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, кто ты», – то получается, что именно скрытое влияние ретроназального обоняния и делает нас собой.
Уникальные свойства ретроназального обоняния означают, что в нашем понимании вкусовых ощущений еще немало пробелов. Опыт с зажиманием носа показывает, что каждый из нас может самостоятельно расширить свое понимание вклада ретроназального обоняния в восприятие вкуса. Может показаться, что отделение воспринимаемого ретроназальным путем запаха от других ощущений в первую очередь представляет интерес для физиологов питания или поваров-гурманов, которым хочется отдельно проанализировать каждый воспринимаемый аспект приготавливаемого блюда и установить, как каждый из них зависит от состава пищи на молекулярном уровне. Именно эту цель и ставит перед собой новая сфера кулинарии, называемая молекулярной кухней. Мне кажется, что в дальнейшем молекулярной кухне и нейрогастрономии предстоит тесное сотрудничество.
С учетом того, что ретроназальное обоняние стимулируется молекулами запаха от поглощаемой пищи, можно предположить, что мы ощущаем запах пищи отдельно от стимуляции вкусовых рецепторов языка и осязательных рецепторов на языке и во рту. Опыт с зажиманием носа показывает, что почувствовать запах в отдельности мы можем лишь тогда, когда задерживаем дыхание и изолируем его, а затем отпускаем нос. Во всех остальных случаях при употреблении пищи мы воспринимаем вкусовые ощущения комплексно.
Запах – явление синтетическое, несколько запахов объединяются в один новый. Вкус же, наоборот, имеет аналитическую природу: смешав кислое и сладкое, мы получим кисло-сладкое, а не новый вкус.
Следовательно, когда мы готовим блюдо, то стремимся в итоге получить именно комплекс вкусовых ощущений. Пытаемся определить, положили ли мы в этот раз слишком много или слишком мало соли, достаточно ли карри, передержали или недодержали блюдо на огне и так далее, в зависимости от того, сколько дюжин различных факторов нужно учесть при приготовлении конкретного блюда. Запах – явление синтетическое, то есть несколько запахов объединяются, синтезируя один новый. Вкус же, наоборот, имеет аналитическую природу: смешав кислое и сладкое, мы получим кисло-сладкое, а не некий объединенный, ранее не существовавший вкус.
Синтетическое свойство запаха ставит перед нами новую задачу – нам предстоит разобраться и объяснить, каким образом осуществляется избирательная стимуляция чувствительных рецепторных молекул в системе обонятельного восприятия, и углубить наше понимание роли запаха в формировании вкусовых ощущений. Для начала я вкратце расскажу об основных видах вкусовых молекул, встречающихся в пище, которые и активируют наше ретроназальное обоняние.
Глава 4Молекулы вкуса
Жан Антельм Брийя-Саварен утверждал:
«Вкусов бессчетное множество, ведь у любого растворимого вещества есть свой уникальный вкус, не похожий ни на что другое. <…> До сего момента ни разу не проводилось пристального анализа отдельно взятого вкуса. <…> В будущем люди будут куда больше нашего знать о вкусе, и, бесспорно, именно благодаря химической науке будут раскрыты причины возникновения вкусовых ощущений и базовые элементы, из которых складывается вкус».
Его предсказание сбылось. Сейчас, спустя много лет, действительно есть люди, разбирающиеся в химии вкусовых ощущений и молекулярном составе употребляемой нами еды. Вам тоже пригодятся познания об основных видах этих молекул, чтобы понять, каким образом мозг преобразовывает их во вкусовые ощущения.
За вкус и запах кофе отвечают порядка шестисот составляющих.
Как уже упоминалось во вступлении, изучением ароматов и вкусов пищи занимаются специалисты разных сфер науки, чьи интересы и задачи в целом различны, но в вопросах обоняния пересекаются. Психологи и психофизиологи заинтересованы в изучении человеческого восприятия. Работающие в индустрии вкуса и парфюмерии специалисты по органической химии систематически изучают запахи синтезируемых веществ, чтобы в дальнейшем использовать их для создания новых вкусовых ощущений и ароматов. Физиологи питания пытаются разобрать, как конкретный вид пищи дает те или иные вкусовые ощущения, а затем стимулируют или усиливают имеющийся вкус с помощью искусственно одорированных молекул. Они классифицируют ароматические частицы эмпирически, разделяя их в зависимости от реакции, которую те вызывают в организме, или же по отдельным видам пищевых вкусовых ощущений и отдушек. С помощью современных технологий они разбирают пищу на молекулы, а затем сопоставляют их со вкусовыми ощущениями, возникающими от этого вида пищи.
Отличным примером сложности запаха является кофе. Предполагается, что за вкус и запах кофе отвечают порядка шестисот ингредиентов. Как определить, какой из них отвечает за конкретный аромат? Сегодня основным инструментом для проведения таких исследований является газовый хроматограф/масс-спектрометр (ГХМС), использующийся для изучения состава множества материалов. Молекулы изучаемого вещества в газообразном состоянии вводятся в ГХМС по длинной трубке, а затем оседают на принимающую поверхность, распределяясь в зависимости от молекулярной массы. Молекулы разных видов отражают свет в виде волн разной длины, и благодаря этому свойству они распознаются масс-спектрометром, способным вычленить отдельное вещество из массы при концентрации вплоть до одной миллионной. Результат исследования выглядит как график с пиками в разных местах (это позволяет идентифицировать вещество) разной высоты (чем выше, тем больше объем вещества).
ГХМС является чрезвычайно ценным инструментом для определения молекулярного состава вещества, но запахи ему не всегда «по зубам». Нередко высота пиков масс-спектрометрии плохо соотносится с реальной силой запаха от изучаемого сложного вещества. Часто основным источником аромата пищи оказываются молекулы, с трудом регистрирующиеся с помощью масс-спектрометрии.
Несмотря на дурную репутацию «слабого» человеческого обоняния, наш нюх острее, чем у самого мощного современного оборудования для молекулярного анализа.
Хороший пример того, как малое количество вещества влияет на общее восприятие, – драгоценные камни. В таких драгоценных камнях, как сапфир или рубин, завораживающий цвет обусловлен не основными компонентами их химического состава, а веществами, содержащимися в них в остаточных, то есть крайне малых, объемах. Аналогично дело обстоит и в случае запахов – отличительный аромат пищи может диктоваться остаточным количеством одного вида одорированной молекулы. Эксперименты психофизиологов показали, что мы можем определить присутствие одорированного соединения даже в случаях, когда его концентрация слишком мала для распознания с помощью ГХМС. Получается, что, несмотря на дурную репутацию «слабого» человеческого обоняния, наш нюх острее, чем у самого мощного современного оборудования для молекулярного анализа.
Чтобы понять, как наш мозг создает восприятие запаха, нужно для начала разобраться с тем, как работают молекулы – те частицы, из которых запах состоит. Питер Эткинс из Оксфордского университета – один из лучших популяризаторов молекулярной природы всего сущего. В своей книге «Молекулы»[28] он подробно и понятно описывает химические структуры, из которых состоит вся окружающая нас материя и которые способны стимулировать наше обоняние. Я кратко расскажу вам о молекулах и о том, как формируются различные одорированные соединения, а также объясню, каким образом они передают рецепторам информацию о своем источнике. Эти данные фундаментальны как для молекулярной кухни, так и для нейрогастрономии.
Люди произошли от подотряда приматов, представители которого питаются преимущественно фруктами, а потому логично в первую очередь рассказать вам о фруктовых ароматах.
Этилен (C2H4) играет ключевую роль в созревании фруктов. Это летучее соединение, в газообразном состоянии легко высвобождающееся из плода. Выброс этилена показывает, что процесс созревания достиг пика – это может говорить о роли вещества в запуске метаболических процессов, участвующих в созревании плода, в том числе в размягчении целлюлозы в клеточных мембранах. Эткинс отмечает, что фрукты нередко перевозят в недозрелом состоянии, а затем помещают в насыщенную этиленом среду, чтобы те дозрели для продажи (судя по безвкусности растительной продукции из супермаркетов, на бумаге эта технология куда эффективнее, чем на практике).