2024年9月20日

糖为什么是甜的?

糖分子含有多羟基,两个氢原子之间有一定的距离,可以与舌头上的味觉感受器形成化学吻合物。这种化学吻合物能刺激味觉感觉器产生脉冲,然后神经将脉冲传递到大脑中,使人感到甜蜜。人类能感受到甜、苦、咸、酸、鲜五种基本味道,其中甜是人类最喜欢的基本味道,甜食通常能提供身体所需的碳水化合物。说到糖,我们首先想到的一定是吃糖。糖是自然界中广泛分布的重要有机化合物,又称碳水化合物,是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物及某些衍生物的总称。糖可分为单糖、二糖、多糖三大类。单糖是指分子结构中含有3至6个碳原子的糖。化学方法可表达为:C6H12O6。常见的单糖包括葡萄糖、果糖和半乳糖;二糖是由两个单糖单元通过脱水反应形成的共价键,称为糖苷键。在脱水过程中,一分子单糖去除氢原子,另一分子单糖去除羟基,二糖化学可表达为:C12H22O11,常见的二糖有蔗糖、麦芽糖等;多糖由多个单糖单元通过脱水反应形成,多糖化学可表达为:(C6H10O5)n,淀粉、纤维素、糖原和木糖是常见的多糖。那为什么糖总是甜的呢?事实上,我们的舌头上有很多小疙瘩,它们是人类的味觉感受器——味蕾。舌、上腭、咽粘膜主要分布在味蕾上。哺乳动物的味蕾多为球形,顶部在口腔上皮表面有一个开口,称为味孔。味蕾由50到150个味蕾细胞组成。在味觉细胞的表面,有许多味觉受体。当不同的物质与不同的受体结合时,我们的大脑会感觉到不同的味道。

什么样的分子结构可以与味觉细胞表面的受体结合,并将其传递给大脑“甜”的信号呢?长期以来,人们一直试图理解这个问题,但到目前为止,这个谜团还没有完全解开。大多数学者认为糖是甜的,因为糖分子含有多羟基。在多羟基中,两个氢原子之间有一定的距离,可以与舌头上的味觉感受器形成化学吻合物。这种化学吻合物能刺激味觉感觉器,产生脉冲,脉冲从神经传入大脑,使人感到甜蜜。比如乙醇不甜,但是乙二醇很甜。乙二醇分子结构中有一种甜味单位,但由于乙醇分子中没有这种基团,所以没有甜味。这种甜味单位也包含在葡萄糖和半乳塘的分子结构中,所以也很甜。人们的舌尖对甜味最敏感,当糖接触到舌尖的味觉细胞时,甜味单位中的甜味单位—OH用舌尖的甜味感受蛋白质中的甜味—NH2结合形成氢键,让人感觉甜。然而,各种糖的甜度是不同的,因为单一或双氢键可以在糖中形成。所以,并非所有的糖都是甜的,比如淀粉、糖原、纤维素等糖都不甜。