糖為什麼是甜的?
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吻合物。這種化學吻合物可以刺激味覺感受器,使其產生脈衝,進而由神經將脈衝傳入大腦,使人感到甜味。人類能夠感受到甜、苦、鹹、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體所需的碳水化合物。説起糖,我們首先想到的肯定是食用糖。糖類是自然界中廣泛分佈的一類重要的有機化合物,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。單糖是指分子結構中含有3至6個碳原子的糖,化學式可表達為: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脱水反應,形成一種稱為糖苷鍵的共價鍵連接而成。在脱水過程中,一分子單糖脱除氫原子,而另一分子單糖脱除羥基,二糖的化學式可表達為: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脱水反應形成的,多糖的化學式可表達為:(C6H10O5)n,常見的多糖有澱粉、纖維素、糖原和木糖等。那麼,為什麼糖總是甜的呢?其實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。味蕾主要分佈在舌頭、上齶和咽部黏膜處。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個味蕾細胞組成,在味覺細胞的表面,有許多味覺感受受體,當不同的物質與不同的受體結合,我們的大腦便可以感受到不同的味道。
怎樣的分子結構能夠與味覺細胞表面的受體結合,並讓其向大腦傳遞“甜”的信號呢?長期以來,人們一直試圖瞭解清楚這個問題,可時至今日,這個謎團仍然沒有完全揭開。大多數學者認為糖之所以甜,是因為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吻合物。這種化學吻合物可以刺激味覺感受器,使其產生脈衝,脈衝進而由神經傳入大腦,使人感到甜味。例如,乙醇沒有甜味,但乙二醇卻非常甜。在乙二醇分子結構中有一個甜味單位,但因乙醇分子中沒有這種基團,所以不具甜味。葡萄糖和半乳塘的分子結構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,當糖接觸到舌尖的味覺細胞時,甜味單位中的—OH就與舌尖的甜味感受蛋白質中的—NH2結合,形成氫鍵,從而讓人產生甜味的感覺。但是,各種糖類的甜度是不同的,因為在糖分內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,例如澱粉、糖原、纖維素這些糖便沒有甜味。
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