Книжкова полиця

Книжкова полиця NCBI. Служба Національної медичної бібліотеки, Національних інститутів охорони здоров’я.

Комітет Інституту медицини (США) з досліджень військового харчування; Marriott BM, редактор. Потреби у харчуванні в жаркому середовищі: заявки для військовослужбовців у польових операціях. Вашингтон (округ Колумбія): Національна академія преси (США); 1993 рік.

Потреби у харчуванні в жарких умовах: заявки на військовий персонал у польових операціях.

Вступ

Оскільки всі біологічні системи певною мірою чутливі до температури, можна очікувати, що тепло вплине на сприйняття смаку. Незважаючи на те, що теплові впливи на сприйняття смаку підтверджені в численних дослідженнях, ще багато чого слід дізнатись про діапазон температурно-смакових взаємодій, що виникають, їх відповідність харчовим уподобанням та харчуванню та механізми, що лежать в їх основі. Як продемонструє цей огляд наявних даних, більшість вивченого стосується простих хемосенсорних `` модельних '' стимулів, а не харчових продуктів, і лише до впливу температури стимулу, а не до впливу як середовища, так і стимулу температури. Тому важко оцінити, наскільки існуючі дані стосуються реального сприйняття їжі в жарких умовах.

Тому для оцінки теплового впливу на смак потрібно більше, ніж просто вимірювати модуляцію солодкого, кислого, солоного та гіркого смаку в умовах зміни температури стимулу. У цій главі розглядається поточна література про теплові ефекти у всіх чотирьох згаданих вище способах та пропонуються майбутні дослідження.

Сенсорний вплив температури

Смак

Вплив температури на сприйняття смаку науково вивчався протягом століття (огляд див. Green and Frankmann, 1987; Pangborn et al., 1970). Однак, оскільки температурно-смакові ефекти зазвичай вимірювали поштучно (тобто тестуючи лише один або два смакові подразники одночасно) в різних лабораторіях із використанням різних експериментальних методів, з ранніх експериментів можна було отримати кілька узагальнень. Єдиною достовірною знахідкою було те, що поріг виявлення чотирьох основних смаків, як правило, змінювався П-подібним чином у залежності від температури, маючи мінімум десь у діапазоні від 20 ° до 30 ° C. Температура, при якій відбувся мінімум, варіювала в залежності від смакових подразників (див., Наприклад, McBurney et al., 1973), що означає, що, як правило, коли продукти або напої нагріваються до температури вище 30 ° C (близько 86 ° F), виявляючи слабкі смаки ускладнюються.

Малюнок 9-1

Вплив температури язика на сприйняття (А) солодкості сахарози та (В) гіркоти кофеїну. Параметр - це температура мови та смакові розчини. Джерело: Грін і Франкманн (1987), використовуються з дозволу.

Малюнок 9-2

Вплив температури язика на сприйняття (A) солоності NaCl та (B) кислотності лимонної кислоти. Зауважте, що жоден із смакових стимулів не дав значного впливу температури на сприйману інтенсивність. Джерело: Грін і Франкманн (1987), (докладніше).

З практичної точки зору ці теплові ефекти не особливо великі. Хоча Грін і Франкманн (1987) відзначали зміни сприйманої інтенсивності солодкості до 100 відсотків, ці сприйняття відбувалися лише тоді, коли температура язика, а не лише температура розчину, була змінена на 16 ° C (з 36 Від 20 до 20 ° C). Великі зміни температури язика важко спричинити за звичайних обставин через велику васкуляризацію язика. Крім того, ці ефекти були отримані охолодженням мови. Хоча інші дослідження показали, що тенденції до солодкості та гіркоти від 20 ° до 36 ° C зберігаються при температурі розчину вище нормальної температури в ротовій порожнині (наприклад, Bartoshuk et al., 1982; Paulus and Reisch, 1980), залежність між температурою і сприйнята інтенсивність при дуже гарячих температурах (наприклад, вище 45 ° C або 113 ° F) не була чітко розроблена.

Торкніться

На додаток до впливу на високочастотні компоненти механічної стимуляції, температура, ймовірно, також модулює чутливість рота до простого тиску. Дослідження тактильної чутливості руки показали, що охолодження притупляє чутливість до тиску, а потепління посилює її (Stevens et al., 1977). Немає підстав вважати, що однакова тенденція не спостерігається і в слизовій оболонці порожнини рота.

Також потрібно розглянути іншу, протилежну взаємодію температури та дотику. Давно відомо, що відпочиваючи на шкірі, прохолодні предмети сприймаються важче теплих предметів (Stevens and Green, 1978). Це явище, відоме як ілюзія Вебера, цілком може зіграти певну роль у сприйнятті механічних характеристик продуктів харчування та напоїв. На відміну від знеболюючого ефекту охолодження самої шкіри, охолодження подразника має тенденцію до посилення (принаймні ненадовго) механічної складової відчуття. Можливо, початкові компоненти тиску теплих або гарячих оральних подразників знижуються щодо прохолодних або холодних подразників.

Як ці різні зміни тактильної чутливості впливають на сприйняття їжі та напоїв, ніколи безпосередньо не вивчалося. Потрібні експерименти, розроблені спеціально для вимірювання впливу температури предмета та ротової порожнини на сприйняття таких розмірів, як гладкість, вершковість, товщина та шорсткість.

Хімічне подразнення

З усіх трьох форм оральної стимуляції, що підлягає тепловій модуляції, хімічне подразнення або "хеместез" (Green, 1991; Green and Lawless, 1991) є найбільш вразливою. За своєю природою сенсорні закінчення, що опосередковують хімічне подразнення (норецептори), чутливі до температури. Як наслідок, зміна температури подразника та мови може різко вплинути на чутливість до подразника. Цей ефект був найбільш чітко продемонстрований для капсаїцину, їдкої сполуки в перці чилі (Green, 1986; Szolcsanyi, 1977). Як показано на малюнку 9-3, відчуття печіння, яке виробляє капсаїцин, безпосередньо змінюється залежно від температури розчину, що його містить. Насправді, охолодивши язик лише до приблизно 25 ° C, відчуття печіння, викликане помірною концентрацією капсаїцину, може бути повністю усунене (Green, 1986). Цей ефект стає очевидним щоразу, коли хтось ковтне прохолодний напій, щоб вгамувати відчуття печіння, спричинене надто «гарячою» гострою їжею; опік зменшується майже миттєво, але відновлюється після того, як напій проковтнути і рот прогріється до нормальної температури.

Малюнок 9-3

Сприймається інтенсивність відчуття печіння, яке виробляє капсаїцин, як функція температури досліджуваного розчину. Джерело: Green (1986), використовується з дозволу.

Теплові ефекти не обмежуються капсаїцином. Хоча ефект може змінюватись за величиною для сполук, вони також спостерігалися при застосуванні піперину (чорного перцю), етанолу та навіть подразнення, викликаного високими концентраціями солі (Green, 1990). Тому немає сумнівів, що споживання продуктів, що містять «гарячі» спеції в гарячому середовищі, посилить сенсорний вплив цих продуктів. Який вплив це може мати на споживання, ймовірно, помітно різниться у різних людей через широкий діапазон індивідуальних відмінностей у симпатіях до "хімічного тепла" (Rozin and Schiller. 1980; Rozin et al., 1982). Однак гострі спеції викликають додатковий потік слини (Лоулесс, 1984), що може виявитися позитивним фактором у гарячому сухому середовищі.

Запах (нюх)

Незважаючи на значну роль запаху у формуванні аромату, вплив температури на сприйняття ретроназальних запахів не вивчався. Грунтуючись виключно на термодинаміці, можна було б очікувати, що нагрівання їжі збільшить нюховий компонент смаку за рахунок збільшення виділення летких сполук. Справді, з повсякденного досвіду видно, що нагрівання підвищує оцінку запахів, що відчуваються ортоназно; було б дуже дивно, якби те саме не стосувалося запахів, що виникають у роті.

Вплив на гедоніку теплової модуляції запахів важче передбачити і майже напевно залежатиме як від споживаної їжі, так і від уподобань споживача. Занадто велика кількість будь-якого запаху може теоретично стати небажаною, і, як видається у випадку зі смаком, дотиком і, можливо, тематичним синтезом, різницевий вплив температури на компоненти складного запаху, ймовірно, змінить якість, а також кількість нюховий досвід.

Фізіологічний та психологічний вплив температури

Окрім впливу на трансдукцію та проведення сенсорної інформації про харчові продукти, теплове середовище може також впливати на смак їжі опосередковано через фізіологічні та психологічні фактори. Враховуючи мізерність інформації про прямий тепловий вплив на смак та смакові переваги, не дивно, що ще менше відомо про можливий непрямий вплив на ці змінні. Мало відомо, що припускає, що фізіологічні та психологічні реакції на екстремальні температури (як у навколишньому середовищі, так і в їжі) за певних обставин можуть бути важливішими за сенсорні фактори у визначенні смаку, гедонічного тонусу та харчової поведінки.

Слід серйозно розглянути, наприклад, можливі наслідки нагрівання електролітного дисбалансу на сприйняття смаку. Встановлено, що надзвичайне виснаження натрію впливає на чутливість до NaCl та солону їжу та перевагу до неї (Beauchamp et al., 1990); однак, такі виснаження можуть траплятися лише за найважчих обставин, коли йдеться про саме виживання. Загалом, дослідження, що вивчали дієтичну та метаболічну дію на сприйняття смаку, зазвичай виявляють значні ефекти лише тоді, коли дефіцит вітамінів (наприклад, вітаміну А або вітаміну В) або мінералів (наприклад, цинку) є надзвичайним (як при захворюваннях) ) та пов’язана з якоюсь формою ураження або атрофією тканин (Mattes and Kate, in press). Але виникнення ефектів виснаження в екстремальних, гострих умовах принаймні підвищує ймовірність того, що менш серйозні виснаження, що страждають протягом довших інтервалів, можуть спричинити зміни в уподобанні та/або чутливості до смаків чи ароматів.

Психологічні фактори також можуть зіграти важливу роль у зміні смакових уподобань, пов'язаних із зміною температури їжі. Поширений досвід, що температура, при якій їжа споживається, впливає на її вподобання (Brown et al., 1985; Zellner et al., 1988), і було показано, що температурні уподобання, що лежать в основі цих ефектів, значною мірою є продуктом досвід (Zellner et al., 1988). Таким чином, тепле пиво менше подобається споживачам, які зазвичай п'ють охолоджене пиво, тоді як ті, хто завжди пив тепле пиво, віддають перевагу саме цьому. Однак те саме дослідження, яке продемонструвало важливість досвіду та очікувань щодо уподобання їжі та напоїв (Zellner et al., 1988), також показало, що вплив температури можна частково компенсувати лише зміною сподівань споживачів щодо температури їстівний. Останній факт свідчить про те, що з огляду на достатній час та експозицію, слід мати можливість змінювати температурні уподобання відповідно до мінливих потреб навколишнього середовища. Це важлива гіпотеза; ступінь правдивості визначатиме, наскільки сильним і довготривалим може бути вплив дуже гарячого (або дуже холодного) середовища на сприйняття та симпатію продуктів.

Короткий зміст та пропозиції щодо подальших досліджень

Наявні дані чітко показують, що температура може бути важливою змінною у сприйнятті смаку. Однак його важливість у реальних ситуаціях, безсумнівно, залежить від численних факторів, зокрема, наскільки екстремальним є тепловий подразник, яка їжа споживається, фізіологічним станом людини та психологічним "настроєм мислення", який він або вона приносять до ситуації. Крім того, ймовірність того, що між цими змінними мають місце складні взаємодії, ускладнює оцінку важливості кожного з них. Тому майбутні дослідження повинні прагнути оцінити ефект поєднання цих змінних по-різному і в різному ступені.

Нижче перелічено деякі питання, що стосуються можливого впливу екстремальних температур навколишнього середовища на сприйняття смаку, які не розглядались експериментально:

Примітною особливістю більшості цих питань є те, що вони можуть бути вирішені лише в експериментах, проведених в умовах, в яких регулюється температура навколишнього середовища (наприклад, в екологічній камері). Хоча вимога проводити експерименти в контрольованих кліматичних умовах - або навіть на місці в екстремальних умовах - обмежує кількість слідчих, які змогли б їх здійснити, гіпотези, сформовані в простих психофізичних дослідженнях, з часом повинні бути перевірені за реальних обставин. Це особливо вірно, враховуючи, що на вимірювання, що представляють інтерес, цілком можуть впливати психологічні та фізіологічні фактори, які є унікальними для термічно напружених середовищ.

Подяка

Підготовка цієї статті та деяких досліджень, про які повідомляється, була підтримана грантом Національного інституту охорони здоров’я (DC00249).

Список літератури

Обговорення

ДОКТОР. НЕШЕЙМ: Запитання до доктора Гріна?

УЧАСНИК: Суть відмінності кислого та солодкого від болю була проілюстрована коментарями ряду солдатів про гострий соус, який вони отримували. Їм дуже сподобався гострий соус, але багато хто з них вважав його занадто кислим. Їм оцет у них не сподобався, і вони попросили просто червоний перець сухий, як альтернативу гострому соусу.

ДОКТОР. ЗЕЛЕНИЙ: Кайен - це в основному капсаїцин, і хоча він має смакові компоненти, одна з цікавих речей капсаїцину полягає в тому, що він практично не має смаку. Отже, це ідеальна харчова добавка в цьому сенсі, оскільки ви можете додати сенсорний вимір, не додаючи, можливо, негативні аромати - наприклад, кислинку.

УЧАСНИК: Чи є люди, які особливо чутливі до деяких з цих харчових добавок? Деякі люди кажуть мені, що вони чутливі до перцю, наприклад. Чи існує небезпека, якщо ми готуємо ці продукти в їжі, а не дозволяємо людині додавати їх до їжі, що їжа багатьом не подобається?

ДОКТОР. ЗЕЛЕНИЙ: Абсолютно. Ми бачимо це в лабораторії. Це одна з труднощів при вивченні капсаїцину. Існують великі індивідуальні відмінності в переносимості та вподобанні капсаїцину.

Деякі люди приходять у лабораторію, бажаючи пройти тестування; інші не погоджуються проводити дослідження навіть за оплату, оскільки вони просто не їдять гарячої та гострої їжі.

Так що так, я думаю, включення капсаїцину або кайєну як щось, що можна додавати в їжу, а не вже в їжу, є критичним.

Я також думаю, що здатність контролювати ароматичний компонент також може бути дуже важливою у боротьбі з монотонністю.

УЧАСНИК: Ви хочете сказати, тоді з ментолом ви мали б подібну цифру, яка вказувала б на те, що люди сприймали більшу прохолоду при зниженні температури?

ДОКТОР. ЗЕЛЕНИЙ: Так, ми провели ці дослідження. Різниця в охолоджуючому ефекті не сильно змінюється залежно від температури, а це означає, що ментол має досить сильний вплив навіть при кімнатній температурі.

І звичайно, навіть якщо ви їсте відносно гарячу їжу, в якій міститься ментол, як тільки він покриває вашу порожнину рота, просто дихання ротом забезпечує випаровування. Ментол посилює ефект випаровувального охолодження; це ніби ви дихаєте прохолоднішим повітрям.

УЧАСНИК: Це те, що робить ментол у сигаретах?

ДОКТОР. ЗЕЛЕНИЙ: Так. Однак експерти тютюнових компаній мені кажуть, що люди не люблять ментол у сигаретах, щоб протидіяти теплу, настільки, наскільки вони просто насолоджуються ним як ще одним сенсорним виміром.

УЧАСНИК: Опубліковано, що коли людям доводиться пити обсяги води для заміщення потової рідини - тобто, від 12 до 18 кварт на день, - бажана температура становить десь між 14 ° і 17 ° C (55 ° до 60 ° F).

Мій власний досвід з південно-західних пустель Сполучених Штатів полягає в тому, що ця оцінка температури трохи висока. У вас є якісь почуття чи ви можете зробити якісь коментарі?

ДОКТОР. ЗЕЛЕНИЙ: Єдине відчуття, яке я маю про це, це те, що ви говорите про польові випробування в екстремальних кліматичних умовах. Одна з речей, яку потрібно зробити - можливо, це було зроблено для спраги - це вивчити можливі наслідки акліматизації на бажані температури. Можливо, коли ви акліматизуєтеся до жаркого середовища, ви віддаєте перевагу уникати різкого, холодного контрасту на користь більш м’якої прохолоди.

УЧАСНИК: Чи існують систематичні расові чи гендерні відмінності?

ДОКТОР. ЗЕЛЕНИЙ: Щодо основних смаків, то я не знаю жодних істотних расових чи гендерних відмінностей.

Існує гендерний ефект із подразниками в носі, але не в роті; жінки, як правило, більш чутливі, ніж чоловіки. Є також деякі дані, які свідчать про те, що чутливість до запаху змінюється залежно від менструального циклу.

Однак більшим фактором у кожній із цих форм є індивідуальні відмінності. Існують великі індивідуальні відмінності в хімічних почуттях.

УЧАСНИК: Чи дають кислі подразники відчуття прохолоди?

ДОКТОР. ЗЕЛЕНИЙ: Не те, що я знаю.

У минулому люди намагалися пов’язати смаки з температурою так само, як кольори асоціювались із температурою. Наприклад, солодкість вважається теплою, сіль - менш теплою. Я не знаю, де може впасти кислинка.

ДОКТОР. НЕШЕЙМ: Дякую, Баррі.

Виноски

Barry G. Green, Monell Chemical Senses Center, 3500 Market Street, Філадельфія, PA 19104-3308