Происхождение вкусов: Как любовь к еде сделала нас людьми
Шрифт:
Вкусовая сенсорная система функционирует благодаря тому, что элементы, в которых нуждается любое животное, достаточно предсказуемы. Эта предсказуемость основывается на опыте прошлого: что было нужно предкам животного, скорее всего, будет нужно и ему самому. Вкусовые предпочтения, следовательно, могут быть врожденными. Возьмем, например, натрий (Na). Организмы наземных позвоночных, включая млекопитающих, обычно содержат натрий, концентрация которого почти в 50 раз выше, чем у первичных наземных продуцентов – растений ( рис. 1.1 ). Это отчасти обусловлено тем, что эволюция позвоночных начиналась в море, и именно там появились клетки, зависимые от ингредиентов, широко представленных в морской воде, таких как натрий. Чтобы восполнить разницу между количеством натрия, необходимого организму и содержащегося в растениях, травоядные могут съедать в 50 раз больше растительной массы, чем им в принципе необходимо (и выводить излишки с испражнениями). Или они могут искать другие источники натрия. Вкусовые рецепторы, реагирующие на поваренную соль, вознаграждают животных, если те именно так и поступают – ищут соль, чтобы удовлетворить свою высокую потребность в натрии и сбалансировать
У большинства млекопитающих, по-видимому, имеется два типа рецепторов, реагирующих на натрий (Na+) в поваренной соли (NaCl). Один из вкусовых рецепторов реагирует, когда концентрация натрия превышает определенное пороговое значение. Если натрий присутствует в концентрации выше пороговой, рецептор посылает в мозг сигнал. Возникает чувство удовольствия, а также сознательное ощущение «соленого». Представьте себе, как вы откусываете от большого мягкого соленого кренделя (Laugenbrezel [10] ), купленного в лавке между аэропортом и железнодорожным вокзалом в Берлине (по крайней мере, мы представили себе именно это, когда писали). Этот первый рецептор побуждает млекопитающих искать соль. Например, слоны проходят сотни километров к илистым солончакам. Проходя, они протаптывают в земле глубокие тропы – тропы, отражающие географию их потребностей.
10
Баварский содовый брецель – соленый крендель, отваренный в воде с содой перед запеканием. – Прим. ред.
Но так же, как вреден недостаток соли (а значит, натрия), бывает вреден и ее избыток. Избыточное потребление соли возможно у млекопитающих, живущих возле моря, если они утоляют жажду соленой водой. Чтобы справляться с этой потенциальной проблемой, у млекопитающих имеется второй рецептор соленого вкуса, который реагирует на высокие концентрации натрия и в этом случае посылает в мозг сигнал неудовольствия и сознательное ощущение «слишком много соли!». Если вам попался особенно соленый кусочек кренделя и вы почувствовали желание стряхнуть с него немного соли, это работа второго рецептора. Рецепторы соленого побуждают сухопутных млекопитающих, будь то мыши, белки или люди, выбирать такие концентрации соли, которые в среднем обычно требовались им и другим наземным позвоночным на протяжении последних десятков миллионов лет. Они заставляют животных стремиться к пище, в которой соль присутствует в подобных концентрациях, и одновременно избегать излишков соли.
Лукреций считал, что жирные продукты могут состоять из гладких атомов, а горькие или кислые – из изогнутых, шершавых и колючих. Это не так. На самом деле восприятие конкретной пищи любым животным определяется тем, как его вкусовые рецепторы связаны с мозгом. Переживаемое нами ощущение, связанное с солью, – чувство соленого – совершенно субъективно. Нам известно (благодаря детальным исследованиям на мышах и крысах), что у других животных есть точно такие же рецепторы, реагирующие на соленое, как у нас, и нам также известно, что эти рецепторы вызывают тягу к такой пище и удовольствие от нее, известно даже, при каких концентрациях, но мы не можем знать, как ощущается вкус соленого существами других видов. Мы не знаем наверняка, какое оно – это удовольствие от вкуса соленого, которое испытывают представители этих видов. Мы ничего не знаем о переживании вкусовых ощущений или удовольствия другими людьми, кроме нас самих. Мы всего лишь предполагаем, что они всегда одинаковы.
Рис. 1.1. Массовая доля наиболее распространенных и биологически «незаменимых» элементов в организме животных (горизонтальная ось) в соотношении с их содержанием в растениях (вертикальная ось). Элементы с положительными значениями имеют более высокую концентрацию в животных тканях, чем в растительных. Например, содержание натрия почти в 50 раз (на 5000 %) выше в организмах животных, чем растений. И наоборот, концентрация кремния (Si) немного выше в тканях растений, чем животных
Как вы видите на рисунке 1.1, натрий не единственный элемент, содержание которого в организме позвоночных, например млекопитающих, больше, чем в организме растений. Это относится и к азоту (N). В животных и растительных клетках азот обычно находится в составе аминокислот и нуклеотидов. Из аминокислот, как из кирпичиков лего, складываются белки, а из нуклеотидов – молекулы ДНК и РНК.
Животные, поедающие растения, будь то свиньи, люди или медведи, могут легко столкнуться с дефицитом азота в рационе. В среднем в организмах животных вдвое больше азота, чем в растениях (пропорционально массе их тел). Так каким же образом всеядные и травоядные виды справляются с этим дефицитом? Некоторые просто поедают вдвое (а то и в несколько раз) больше пищи, чем им требуется, и избавляются от излишков. Например, червецы, насекомые-паразиты, подобно тлям, пьют сахаристый сок, текущий по жилкам растения. При этом они усваивают из выпитого небольшие количества азота и столько сахара, сколько им нужно. Излишки сахара насекомые выделяют в виде сладких испражнений, которыми питаются муравьи, а люди порой едят как деликатес. (Считается, что манна небесная, упоминаемая в Библии, могла быть выделениями тамарискового маннового червеца, Trabutina mannipara, кормящегося на кустах тамариска.) Однако млекопитающим подобный подход не годится. Более удачным решением представляется наличие вкусового рецептора, реагирующего на азот либо какое-нибудь соединение, характерное для пищи, богатой азотом. Но до 1907 г. не были известны вкусовые рецепторы, реагирующие
Как-то раз в 1907 г. Кикунаэ Икеда, профессор химии Токийского императорского университета, ел бульон, который изменил его жизнь. Бульон назывался даси [11] . Икеда и раньше ел даси, но именно в этот раз поразился тому, какой он вкусный. Даси был соленый, чуточку сладковатый, к тому же там чувствовался привкус чего-то еще очень приятного. Икеда решил установить происхождение этого чрезвычайно приятного привкуса, который он позже назовет «умами». Слово «умами» происходит от японских слов «вкусный» (umai) и «сущность» (mi). Оно также означает «восхитительный вкус и уровень его восхитительности», а также «искусство, которым наслаждаются», особенно применительно к техникам живописи.
11
Даси – традиционный японский бульон, основа мисо-супа, используется в японской кухне для приготовления различных супов и соусов. – Прим. ред.
Рецепт даси на первый взгляд прост. Туда входят сухие хлопья ферментированного копченого тунца (кацуобуси) {12} , вода и иногда особая водоросль (комбу). Икеда знал, что вкус дает не вода. Значит, его давали либо рыбные хлопья, либо комбу. Все, что требовалось Икеде, – это идентифицировать, какое соединение в рыбных хлопьях или в комбу дает вкус, который, как ему представлялось, он ощутил, – вкус умами. Проще сказать, чем сделать. «Простой» бульон даси может содержать тысячи химических соединений, потенциально способных давать какой-либо вкус или аромат. Икеде пришлось выделять эти соединения и проверять их одно за другим. Согласно рассказу Джонатана Сильвертауна в книге «Обед с Дарвином» [12] , понадобилось 38 отдельных этапов, чтобы наконец выделить из водоросли комбу в супе какие-то зернистые кристаллы, которые казались относительно чистыми (содержали одно соединение) и имели вкус умами. Кристаллы оказались глутаминовой кислотой. Глутаминовая кислота – это аминокислота, строительный кирпичик белка, а потому надежный индикатор присутствия в пище азота. Вкус умами – это вкус, вознаграждающий нас за то, что мы добыли азот. Этот вкус, который придает пище глутаминовая кислота, влечет нас к необходимым нам аминокислотам. Но ощущение вкуса умами вызывает не только глутаминовая кислота.
12
Для приготовления рыбных хлопьев мясо рыбы, обычно полосатого тунца (Katsuwonus pelamis), известного также как бонито, или по-японски катцуо, отваривают в соленой воде на протяжении часа. Отваренные куски рыбы без кожи затем коптят над огнем на твердых породах дерева 12 дней и 12 ночей. Копченые куски мяса засевают спорами грибков, нередко несколькими видами Aspergillus, Eurotium и Penicillium. Рыбу со спорами помещают в герметичный ящик для ферментации. Через несколько дней с копченых ферментированных кусков соскребают образовавшуюся плесень и снова оставляют их бродить. Этот процесс ферментации и соскребания повторяется пять раз на протяжении месяца. После пятого соскребания рыба готова. Затем из перебродившей копченой рыбы делают хлопья под названием «кацуобуси». Эти хлопья – основной компонент бульона даси.
12
Jonathan Silvertown, Dinner with Darwin: Food, Drink, and Evolution (University of Chicago Press, 2017).
Последующие исследования других японских ученых показали, что, помимо глутаминовой кислоты, вкус умами дают также два рибонуклеотида – инозинат и гуанилат. Этих двух рибонуклеотидов нет в водоросли комбу, но они содержатся в рыбных хлопьях. Когда инозинат или гуанилат воспринимается совместно с глутаминовой кислотой, они дают вкус суперумами, если можно так сказать. В бульоне даси как раз и ощущаются совместно глутаминовая кислота и инозинат. Даси отличается вкусом суперумами – вкусом, который одновременно чрезвычайно приятен и указывает на присутствие азота.
На протяжении десятилетий немногие ученые за пределами Японии верили результатам исследований Икеды (а тем более его последователей, работы которых были связаны с инозинатом и гуанилатом). Но не переживайте за Икеду: в 1908 г. он запатентовал метод изготовления глутамата натрия, то есть соединения натрия с глутаминовой кислотой. Благодаря этому патенту Икеда неплохо заработал [13] . Люди захотели платить за вкус умами даже прежде, чем поверили в его существование. Почему работа Икеды осталась без внимания за пределами Японии? Отчасти потому, что его первая статья была написана на японском языке и ее не смогли прочитать большинство ученых Европы и США. Но дело было не только в языке, проблема заключалась также в механизме восприятия. Хотя Икеда сумел показать, что кристаллы глутаминовой кислоты, будучи добавленными в пищу, улучшают ее вкус, он не установил, каким образом этот вкус ощущается во рту. Вкусовой рецептор умами (рецептор к глутаминовой кислоте) откроют лишь 90 лет спустя. Отдельный рецептор, реагирующий на инозинат и гуанилат, будет обнаружен еще позже. Только с их открытием вкус умами получит всеобщее признание большинства специалистов по сенсорному восприятию как один из вкусов, ощущаемых человеком.
13
Ken'ichi Ikeda, "On a new seasoning," Journal of the Tokyo Chemical Society 30 (1909): 820–36. The paper appears to have been first referenced in an English language paper in 1966.