کودکان در مقطع ابتدایی با حس چشایی آشنا میشوند. از بین حواس پنجگانه، به نظر میرسد این حس سادهترین آنها باشد. در این حس خبری از سلولهای مخروطی، استوانهای یا عدسی نیست. پرده گوش یا استخوانچههای ریز هم در کار نیست. با این حال، دانشمندان اطلاعات کمتری در مورد چشایی دارند تا بینایی و شنوایی، حواسی که بسیار پیچیدهتر هستند. چرا چیزی که ظاهراً ابتدایی است، اینقدر پیچیده و بحثبرانگیز است؟ چرا حس چشایی اینقدر مرموز است؟
برای شروع، بیشتر مردم طعم را با مزه اشتباه میگیرند. طعم (Taste) یک حس شیمیایی است که توسط سلولهای گیرنده تخصصی موجود در جوانههای چشایی درک میشود. مزه (Flavor)، تلفیقی از چندین حس است. برای درک مزه، مغز نهتنها محرکهای چشایی، بلکه محرکهای بویایی و احساسات لامسه و حرارتی را نیز تفسیر میکند. در مورد غذاهای تند، مغز حتی درد را به عنوان یکی از جنبههای مزه در نظر میگیرد.
آزمایش حس نیز یک علم ذهنی است، و چشایی شاید ذهنیتر از بقیه حواس باشد. برخی از افراد ویژگیهای ژنتیکی ارثی دارند که باعث میشود طعم برخی غذاها برایشان ناخوشایند باشد. برخی دیگر، که “چشندگان قوی (Supertasters)” نامیده میشوند، غلظت غیرطبیعی بالایی از گیرندههای چشایی دارند. برای کامهای حساس آنها، غذای بیمزه، طعم کاملی دارد. و همانطور که همه ما میدانیم، طعم غذا برای افراد مختلف، متفاوت است – همه ما طعمهای یکسانی را دوست نداریم.
در سالهای اخیر، دانشمندان تعریف چشایی را گسترش دادهاند و یک یا احتمالاً دو طعم اصلی را به مجموعه اصلی چهار طعم (ترش، تلخ، شیرین و شور) اضافه کردهاند. آنها “نقشه زبان“، این اصل اساسی کلاسهای زیستشناسی که مناطق متمایز چشایی را نشان میدهد، به چالش کشیدهاند. دانشمندان علوم غذایی حتی گیرندههای چشایی را دستکاری کردهاند، آنها را مسدود یا تحریک میکنند تا شیرینکنندهها و نمک را از غذا حذف کنند، بدون اینکه از مزه آن بکاهند.
در این مقاله، ما در مورد فیزیولوژی و روانشناسی چشایی یاد خواهیم گرفت.
از حس تا ادراک
طعم با حسکردن به شکل تکانههای الکتریکی آغاز میشود. حسها (Sensations)، یعنی پاسخها به محرکهایی مانند فشار، نور یا ترکیب شیمیایی، تنها زمانی به ادراکاتی (Perceptions) مانند لامسه، بینایی یا طعم تبدیل میشوند که به مغز برسند.
محرکهای مختلف، گیرندههای حسی مختلفی را فعال میکنند. محرکهای شیمیایی، گیرندههای شیمیایی (Chemoreceptors) مسئول ادراکات چشایی و بویایی را فعال میکنند. از آنجا که حس چشایی و بویایی هر دو واکنش به ساختار شیمیایی محلولها هستند، این دو حس ارتباط نزدیکی با هم دارند. اگر در طول شام روز شکرگزاری (از اعیاد مسیحی) سرما خورده باشید، میدانید که بدون حس بویایی، تمام ظرافت طعم از بین میرود.
با این حال، در برخی گونهها، این دو حس شیمیایی عملاً یکی هستند. بیمهرگانی مانند کرمها تمایزی بین گیرندههای چشایی و بویایی ندارند. آنها به جای آن، بین مواد شیمیایی فرار (Volatile) و غیرفرار (Nonvolatile) تمایز قائل میشوند.
در انسان، گیرندههای شیمیایی که طعم را تشخیص میدهند، سلولهای گیرنده چشایی (Gustatory receptor cells) نامیده میشوند. حدود ۵0 سلول گیرنده، به همراه سلولهای پایه و پشتیبان، یک جوانه چشایی را تشکیل میدهند. جوانههای چشایی خود در پاپیلاهای یا پستانکهای (Papillae) جامیشکل قرار دارند – برجستگیهای کوچکی که زبان شما را نقطهنقطه میکنند. برخی از پاپیلاها به ایجاد اصطکاک بین زبان و غذا کمک میکنند.
هر سلول گیرنده چشایی دارای یک زائده باریک به نام موی چشایی (Gustatory hair) است. این موی چشایی از طریق سوراخی به نام منفذ چشایی (Taste pore) به محیط بیرون میرسد. مولکولها با بزاق مخلوط میشوند، وارد منفذ چشایی میشوند و با موهای چشایی تعامل میکنند. این امر حس طعم را تحریک میکند.
هنگامی که یک محرک، تکانه چشایی را فعال میکند، سلولهای گیرنده با نورونها (Neurons) سیناپس (Synapse) برقرار میکنند و تکانههای الکتریکی را به ناحیه چشایی قشر مغز منتقل میکنند. مغز، حسها را به عنوان طعم تفسیر میکند.
در بخش بعدی، در مورد طعمهای اصلی و اینکه چگونه طعم به ما سرنخهایی در مورد آنچه میخوریم میدهد، خواهیم آموخت.
طعم: یک علم است
وقتی دانشمندان علوم غذایی حس طعم را دستکاری میکنند، از ترکیبات شیمیایی برای مسدود کردن یا تحریک سلولهای گیرنده طعم استفاده میکنند. یکی از این شرکتها، Senomyx، با Campbell’s Soup، کوکاکولا (Coca-Cola)، کرافت فودز (Kraft Foods) و Nestlé قرارداد دارد. Senomyx اظهار میدارد که تقویتکنندههای طعم و تعدیلکنندههای طعم آن به شرکتها این امکان را میدهد که با کاهش قند، نمک و MSG بدون به خطر انداختن طعم، “پروفایل تغذیهای” غذاها و نوشیدنیهای بستهبندیشده را “بهبود بخشند” (منبع: Senomyx).
طعمهای اولیه
تا همین اواخر، دانشمندان چهار طعم اصلی را پذیرفته بودند. شما آنها را به خوبی میشناسید – شیرین (Sweet)، شور (Salty)، ترش (Sour) و تلخ (Bitter). آنها بلوکهای سازنده طعم و مزه و ریشه سایر طعمها هستند. هر طعم اصلی یک گیرنده چشایی خاص را تحریک میکند (اگرچه گیرندهها میتوانند و اغلب به طعمهای متعددی پاسخ میدهند). طعمهای اصلی سالها بدون چالش باقی ماندند، شاید بهدلیل آشنا بودن آنها – نام طعم دیگری را بگویید که به اندازه یکی از این چهار طعم متمایز باشد.
بااینحال، در اوایل دهه 1900، یک دانشمند ژاپنی به دنبال کشف طعم دیگری بود – طعم جلبک دریایی خوشطعمی که در آشپزی ژاپنی رایج است. کیکونائه ایکدا (Kikunae Ikeda) در نهایت اسید گلوتامیک (Glutamic acid) را به عنوان یک طعم متمایز پنجم جدا کرد – طعمی که گیرنده چشایی خاص خود را دارد. ایکدا این طعم پنجم را اومامی (Umami) نامید، یک کلمه ژاپنی به معنای طعم خوشمزه و لذیذ. شما میتوانید اومامی را در گوشت و گوجه فرنگی بچشید.
محققان در طول قرن بیستم به مطالعه اومامی ادامه دادند. یک پیشرفت مهم در سال 1985 رخ داد، زمانی که دانشمندانی که سعی داشتند ماده طعمدهنده بحث برانگیز MSG را تقلید کنند (مادهای پودری به نام علمی مونوسدیم گلوتامات یا اسید گلوتامیک برای عمق بخشیدن به طعم آشپزی که اغلب در آشپزی چینی به کار میرود-م)، نتوانستند طعم آن را با هیچ ترکیبی از چهار طعم اصلی بازسازی کنند.
اما از آنجایی که مطالعه ایکدا در مورد طعم تا سال 2002 به انگلیسی ترجمه نشد و از آنجایی که طعم اسید گلوتامیک ظریف و در غذای غربی کمتر رایج است، اومامی به تازگی وارد دایره طعم و مزه شده است. اکنون که دروازه باز شده است، بعید است که دانشمندان در محدوده طعمهای اصلی باقی بمانند (و به جستجوی طعمهای جدید خواهند پرداخت-م). محققان فرانسوی حتی یک گیرنده چشایی بالقوه برای چربی شناسایی کردهاند. چربی در واقع می تواند طعم ششم باشد.
طعمهای اصلی به انسانهای اولیه سرنخهایی در مورد اینکه چه غذایی برای خوردن خوب است و چه غذایی مضر است، میدادند. غذاهای شیرین معمولاً کالری داشتند. غذاهای شور دارای ویتامینها و مواد معدنی مهمی بودند. غذاهای ترش میتوانند سالم باشند، مانند پرتقال، یا فاسد شده، مانند شیر فاسد. طعمهای تلخ اغلب سمی بودند. طعم و مزه تقویتشده غذای فرآوریشده، میتواند دلالت بر ارزش غذایی باشد که در واقع وجود ندارد، اما تنظیمات چشایی ما باقی مانده از قدیم هستند (و متناسب با ماهیت غذای فراوریشده بروزرسانی نشدهاند-م). ما هنوز هم هوس و واکنش به غذاهای مورد علاقه اجدادی خود می کنیم، حتی به ضرر خودمان.
بنابراین اگر حداقل پنج طعم اصلی وجود دارد، پس تکلیف نقشه زبان چیست؟ در بخش بعدی در مورد رکن اصلی کتابهای زیست شناسی و اینکه چرا ممکن است کاملاً اشتباه باشد، خواهیم آموخت.
جذب طعم
وقتی گرسنه هستید همه چیز خوشمزهتر است، درست است؟ خوب، در واقع ممکن است اینطور باشد. در مطالعهای که توسط محققان دانشگاه مالاوی (Malawi) انجام شد، گروهی از دانشجویان که به مدت 1۶ ساعت غذا نخورده بودند، می توانستند محلولهای ضعیفتر ساکاروز (Sucrose) و نمک را نسبت به کسانی که فقط یک ساعت قبل غذا خورده بودند، تشخیص دهند. برای تشخیص طعم، دانشجویانی که به تازگی غذا خورده بودند، به غلظت ساکارز ۵۰ درصد بالاتر و غلظت نمک دو برابر بیشتر از کسانی که غذا نخورده بودند، نیاز داشتند. اما حس تشخیص سم ما هرگز استراحت نمیکند: معده خالی یا پر هیچ تاثیری بر درک تلخی نداشت (منبع: نیویورک تایمز).
زبان و نواحی چشایی
همانطور که دانشمندان در حال بازنگری طعمهای اصلی هستند، نقشه زبان را نیز دوباره تعریف میکنند. نقشه زبان (Tongue map)، زبان را به مناطقی از حس تقسیم میکند: تلخی در عقب، ترشی در طرفین، شوری در لبه جلویی و شیرینی در نوک. محققان اومامی ادعا کردهاند که قسمت خلفی زبان برای تشخیص طعم پنجم مهم است.
اما برای همه کسانی که به خاطر دارند در دوران دبستان بر سر نقشه زبان بحث میکردند و اصرار داشتند که میتوانند شوری را در پشت زبان یا ترشی را در نوک زبان حس کنند، این خبر که نقشه زبان در بهترین حالت دارای نقص است، باید به منزله انتقامی شیرین باشد.
یک دانشمند آلمانی به نام دی.پی. هانیگ (D.P. Hanig) در سال 1901 نقشه زبان را با پرسیدن از داوطلبان در مورد محل درک حس، ایجاد کرد. دانشمندان دیگر بعداً یافتههای او را تأیید کردند، اما نتایج را به گونهای ترسیم کردند که نواحی با حساسیت پایینتر، به صورت نواحی بدون حساسیت به نظر برسند. در سال 197۴، ویرجینیا کالینز (Virginia Collings) تعیین کرد که اگرچه زبان دارای درجات مختلف حساسیت است – برخی از نواحی میتوانند طعمهای خاصی را بهتر از سایرین درک کنند – اما هیچ حقیقت واقعی در مورد نقشه دقیق زبان وجود ندارد. اگرچه گیرندههای چشایی معمولاً به یک طعم خاص به شدت بیشتری واکنش نشان میدهند، اما بسیاری از آنها به محرکهای چشایی متعدد نیز پاسخ میدهند. افراد میتوانند طعم را در هر جایی که گیرندههای چشایی وجود دارد، درک کنند.
دانشمندان همچنین در حال یادگیری بیشتر در مورد تنوع شگفتانگیز حساسیت چشایی هستند. در بخش بعدی، در مورد حس شدیدی یاد خواهیم گرفت که در واقع ممکن است خوشحال باشید که آن را ندارید.
چشندگان قوی
معمولاً داشتن حواس قوی مانند بینایی 20/20 یا شنوایی تیز بسیار عالی است. اما حس چشایی قوی، هرچقدر هم که خوشایند به نظر برسد، هیچ لذتی ندارد. چشندگان قوی (Super tasters) افرادی هستند که دارای دو یا گاهی اوقات فقط یک دگره یا آلل غالب (Allele)(به شکلهای مختلف یک ژن گفته میشود که در یک مکان خاص بر روی کروموزوم قرار دارند – مترجم) برای ژن TAS2R28 هستند. و اگرچه آنها میتوانند طعمهای ظریفتری را در غذا نسبت به افراد غیر چشنده درک کنند، اما اغلب غذاهای رایج را بیش از حد تلخ، شیرین یا تند مییابند.
در دهه 1930، دانشمندی در شرکت DuPont کشف کرد که افراد درجات مختلفی از حساسیت به ماده شیمیایی PTC (فنیل تیوکاربامید) دارند. برای برخی، PTC به طرز تکاندهندهای تلخ بود، اما برای اقلیت مرموزی، PTC هیچ طعمی نداشت. به دلیل نگرانی در مورد ایمنی PTC، دانشمندان شروع به مطالعه واکنشهای افراد به 6-n-propylthiouracil، یک ترکیب مصنوعی مورد استفاده در داروی تیروئید کردند. برای افراد غیر چشنده، PROP هیچ طعمی نداشت. برای چشندگان، ناخوشایند بود و برای چشندگان قوی، PROP با تلخی شدیدی زبان را میگزید.
در سال 1991، لیندا بارتوشوک (Linda Bartoshuk)، که در آن زمان در دانشکده پزشکی یِیل (Yale) بود، نام “چشندگان قوی” را برای افرادی با حساسیت حاد به PROP ابداع کرد و متوجه شد که آنها پوشش متراکمتری از پاپیلاهای قارچی شکل نسبت به افراد غیر چشنده دارند. او تعداد سلولهای گیرنده چشایی را به چشایی قوی مرتبط کرد.
برای چشندگان قوی، قهوه، آبجو با طعم هوموس (یک پیشغذای محبوب خاورمیانهای است که از نخود پخته، ارده، آبلیمو، سیر و ادویهجات تهیه میشود – مترجم) و سبزیجاتی مانند کلم بروکلی ممکن است بیش از حد تلخ باشند. کیک و بستنی ممکن است بیش از حد شیرین باشند و فلفلهای تند ممکن است بیش از حد تند باشند. با این حال، مزایای کمی برای حس چشایی فوقالعاده وجود دارد.
بورلی تپر (Beverly Tepper)، دانشمندی در دانشگاه راتگرز (Rutgers)، کشف کرد که، حداقل در میان زنان در دهه 40 زندگیشان، چشندگان قوی 20 درصد لاغرتر از افراد غیر چشنده بودند. چشندگان قوی با حساسیت بیشتری که به قند و چربیهای لبنی دارند، کمتر احتمال دارد که هوس غذاهای ناسالم کنند. آنها در واقع به طور کلی غذای کمتری میخورند — اما، متأسفانه، در مصرف سبزیجات برگدار نیز صرفهجویی میکنند. تپر هیچ ارتباطی بین چشیدن و وزن در مردان ندید (منبع: Flaherty).
با چنین پیوندهای خیرهکنندهای که بین طعم و شاخص توده بدنی (BMI) در حال ایجاد است، دانشمندان مشتاق هستند تا گیرندههای چشایی را به عنوان یک عامل احتمالی در چاقی مطالعه کنند. با این حال، همانطور که طعم چیزی فراتر از مزه است، مزه نیز چیزی فراتر از یک انگیزه ژنتیکی است. ترجیحات غذایی و عادات غذایی افراد عمدتاً بر اساس آن چیزی است که با آن بزرگ شدهاند و حتی آنچه مادرانشان در دوران بارداری خوردهاند.
زبان مصنوعی
شیمیدانی در دانشگاه کانکتیکات (Connecticut) یک زبان مصنوعی ایجاد کرده است که مواد را تجزیه و تحلیل کرده و طعم را تعیین میکند. این زبان، یک الکترود پلاتینی پوشیده شده با دو پلیمر، جریانهای الکتریکی را مانند زبان انسان هدایت میکند. سپس نتایج را روی نموداری ترسیم میکند که در آن تحلیلگران الگوها را به عنوان طعمهای اصلی تشخیص میدهند. توسعهدهندگان امیدوارند که از این زبان بتوان در نظارت بر محیط زیست، آزمایش مواد غذایی و تشخیص مینهای زمینی استفاده کرد (منبع: UPI).
