جوانا باكلي، جامعة شيفيلد

لا يجب أن يجعلك قضاء كثير من الوقت في منزلك أقل فضولاً بشأن العالم من حولك. ما عليك سوى إلقاء نظرة داخل خزائن مطبخك وستجد أن هناك ثروة من الكيمياء تندفع لتخرج. اليك بعض الحقائق المدهشة حول الطعام الذي تتناوله: لماذا تتذوق بعض الأشياء الساخنة والباردة دون تغيير في درجة الحرارة، وما الكيمياء الكامنة وراء تذوق الجبن، ولماذا يمكن لعصر الليمون أن يجعل الشمندر – وبعض الأسماك – أكثر استساغة.

لماذا النعناع بارد ولكن الكاري حار.

إن جهازنا العصبي مليء بالمستقبلات، وهي بروتينات مضمنة في أغشية الخلايا. ولا تستطيع الأيونات عموماً التحرك بحرية عبر أغشية الخلايا هذه، ولكن يجب أن تدخل الخلية أو تخرج منها عبر القنوات الأيونية (التي يمكنك التفكير فيها كبوابات صغيرة) والتي تحول الرسائل الكيميائية إلى إشارات كهربائية، والتي يفسرها دماغك على أنها إحساس. وفي ظل ظروف معينة، تُفتح القنوات الأيونية وتسمح للأيونات بالتحرك داخل الخلية أو خارجها، مما ينتج عنه إشارة كهربائية. وبالنسبة للجزء الأكبر، تكتشف المستقبلات المنبه الصحيح، سواء كان كيميائياً أو ضوئياً أو اهتزازاً. ولكن في بعض الأحيان يمكن خداع هذه القنوات الأيونية.

فالقنوات المحتملة للمستقبلات العابرة (أو TRPCs) هي نوع من القنوات الأيونية التي تتصرف مثل موازين الحرارة الصغيرة. مثال على ذلك، ما يسمى TRPM8، يستجيب لدرجات الحرارة المنخفضة (أقل من 26 درجة مئوية) وجزيء المنثول الموجود في نكهات النعناع. لذلك عندما تأكل شيئاً من النعناع، تنفتح هذه القناة الأيونية وتنخدع حواسك. إن الإحساس بالبرودة الذي ينتجه يعني أن المنثول موجود في العديد من التطبيقات مثل مرطب الشفاه ومزيلات الاحتقان ومخاليط السعال وغسول الفم ومعاجين الأسنان وعلاجات الأوجاع والآلام. ويقول بعض الرياضيين إن أدائهم يتحسن عند استنشاق نكهات النعناع، ولهذا السبب يمضغون العلكة.

مثال آخر على هذا النوع من القنوات الأيونية هو TRPV1. تستجيب هذه القنوات للحرارة (فوق 43 درجة مئوية) وينشطها أيضاً الكابسيسين (capsaicin) (جزيء موجود في الفلفل الحار). فالإحساس بالحرقان في فمك عند مضغ الفلفل الحار يرجع الى مادة الكابسيسين. إن دماغك مقتنع بأنك تأكل شيئاً ساخناً، على الرغم من عدم وجود تغيير فعلي في درجة حرارة الجسم. تتجمع هذه المستقبلات على لساننا وفمنا وجلدنا لأن هدفها هو منعنا من الأحاسيس التي ستحرقنا ولكن الكابسيسين يتسبب في حدوثها أيضاً، مما يعطي استجابة خاطئة.

هل سبق لك أن وضعت يدك في ماء ساخن جداً وشعرت بالبرودة في البداية؟ حيث يمكن تنشيط بعض مستقبلات البرد عن طريق درجات الحرارة المنخفضة ودرجات الحرارة المرتفعة للغاية وهي ظاهرة تُعرف باسم الإحساس بالبرد المتناقض. ويتم تصحيح ذلك عادةً في غضون ثوانٍ.

وهل سبق لك أن قفزت في الماء البارد ولاحظت أن الصدمة الأولية تتلاشى بسرعة كبيرة؟تصبح البروتينات الموجودة في الخلايا الأيونية غير حساسة، لذا إنه ليس منعشاً تماماً حيث يعتاد عليه جسمك. ويسلط الضوء على ذلك من خلال السباحين المتكررين في الماء البارد، الذين ليس لديهم عموماً الاستجابة الشديدة للبرد كما يفعل المبتدئون.

يمكنك أن توضح بسهولة كيف يمكن خداع أجهزة استشعار الحرارة لدينا. احصل على ثلاث اوعية، كبيرة بما يكفي حتى تتمكن من غمر يدك في الماء. واملأ واحداً بالماء البارد والآخر بالماء الساخن (درجة حرارة الحمام المعتادة جيدة) والآخر بالماء الدافئ. ضع الوعاء المليئ بالماء الدافئ في وسط الثلاثة. ضع إحدى يديك في الماء البارد والأخرى في الماء الساخن لمدة دقيقة. ثم ضع يديك في نفس الوقت في الحاوية الوسطى التي تحتوي على الماء الدافئ. وستندهش من الاختلاف الملحوظ في درجة الحرارة والسهولة التي يمكننا بها خداع بعض القنوات الأيونية.

شيدر بمذاق البطاطس المسلوقة

الحليب هو في الأساس ماء، والذي يعلق في الماء عبارة عن مواد صلبة – بشكل أساسي بروتينات تسمى الكازين ومصل اللبن. ولصنع الجبن، عليك فصل هذين البروتينين. فإذا لم يتم تسخين الحليب (غير مبستر)، ستبدأ البكتيريا الموجودة بشكل طبيعي في تحويله إلى حامض.

لكن الحليب المستخدم في صناعة الجبن هذه الأيام تم بسترته وتسخينه لإزالة البكتيريا غير المرغوب فيها، وبالتالي فإن البكتيريا التي تعطي الجبن نكهات مميزة (مثل البكتريا العقدية Streptococci و لاكتوباسيلي Lactobacilli) بعد ذلك، جنباً إلى جنب مع إنزيم يسمى المنفحة، وتتم معالجة الخليط عند 30-40 درجة مئوية لبضع ساعات. وخلال هذا الوقت، يتم تخمير اللاكتوز – السكر الطبيعي الموجود في الحليب – إلى حمض اللاكتيك مما يقلل من درجة الحموضة عند هذه النقطة تساعد المنفحة على تخثر بروتين الكازين، وتشكيل الخثارة.

الخثارة لها قوام هلام مطاطي. يتم وضعها مستقرة لمدة ساعة أو ساعتين قبل فصل مصل اللبن السائل عن طريق تقطيع الخثارة إلى قطع صغيرة وتصريفه بعيداً. ما تبقى لديك هو جبن الكوتج (cottage). إن خثارة الجبن هذه التي تم تصريف الماء منها لها قوام ناعم، مع استمرار وجود بعض مصل اللبن. هل تساءلت يوماً لماذا ليس لجبن الكوتج cottage طعم قوي بل طعمه حاد قليلاً؟ يرجع ذلك إلى انخفاض الرقم الهيدروجيني للحموضة pH وحقيقة أن النكهات المتطايرة لم يكن لديها الوقت الكافي للتطور.

وتحتوي بعض أنواع الجبن على بكتيريا إضافية يتم حقنها فيها أو دهنها على سطحها لتنضج لتصبح ذات مذاقات مميزة. ويتم تسخين انواع اخرى لإطلاق المزيد من مصل اللبن، مما يجعل قوامه أكثر صلابة وأقل مطاطية. وينضج الجبن الطري بشكل أسرع بفعل البكتيريا لأنه يحتوي على المزيد من الماء. وهذا هو السبب في أن الجبن الصلب مثل البارميزان parmesan يمكن أن يستمر لأسابيع في الثلاجة – فهو يحتوي على كمية أقل من الماء، حيث يصعب على البكتيريا البقاء فيه.

وكلما تركت الجبن لفترة أطول قبل تناوله، يتم تحويل المزيد من اللاكتوز إلى حمض اللاكتيك، لذلك تميل الأجبان القديمة إلى أن يكون لها مذاق أكثر حدة. في الشيدر، يتم خلط الخثارة بالملح قبل تصريف مصل اللبن وهذا يجعله أرضاً خصبة لتكاثر البكتيريا. الجبن الشيدر الناضج أقوى بكثير في النكهة من الجبن الشيدر الخفيف ويحتاج إلى النضج لأكثر من عام. وخلال هذا الوقت، يتم تقطيع البروتينات إلى أحماض أمينية، والتي تتفكك أكثر لإنتاج جميع المواد الكيميائية ذات النكهات المختلفة.

يحتوي الجبن الشيدر على مئات المركبات عند عتبات يمكن اكتشافها. جرب بعض الجبن ومعرفة ما إذا كان يمكنك اكتشاف الفورانول وهوموفورانيول (كراميل) ، δ-dodecalactone (خوخ / جوز الهند) ، بوتانيديون (زبداني) ، حمض إيثانويك (حاد، خل)، (Z) -4-heptenal (كريمي، بسكويت) و methional (البطاطا المسلوقة).

كما يحصل جبن Gorgonzola والأجبان الزرقاء الأخرى على مذاقها المميز من فئة من المواد الكيميائية تسمى methyl ketones. في gorgonzola، يضفي 2-هيبتانون و 2-نونانون نكهته على “الجبن الأزرق”. لكن جرب بعض gorgonzola لمعرفة ما إذا كان يمكنك أيضاً تذوق 1-octen-3-ol (الفطر) ، 2-heptanol (طازج، عشبة الليمون)، ethyl hexanoate (التفاح)، ethyl butanoate (الأناناس)، 2-nonanol (شمعي) و 4-ميثيلانيسول (كرات النفتالين!).

عندما تضبط براعم التذوق لديك في النكهات المختلفة، فلماذا لا تجرب هذه:

• هل يمكنك تذوق ميثانثيول في جبن كاممبرت؟ حيث تفوح منه رائحة الكرنب.
• هل يمكنك تذوق 3 ميثيل إندول في الجبن السويسري؟ بتركيزات منخفضة فهو حلو نوعا ما; ستجده في زهر البرتقال والياسمين، لكن في التركيزات الأعلى يكون عفن الرائحة مثل الروث.
• هل يمكنك تذوق إيثيل أوكتانوات في الجبن الايطالي البيكورينو؟ إن له طعم مرتبط بالبرتقال والمشمش.
• هل يمكنك تذوق حمض فينيليثانويك في جبن غرويير؟ يعطي طعماً حلواً، عسلاً، شعيراً منقوعاً، يشبه طعم الفانيليا.

إنه لأمر مدهش أن نعتقد أن جميع جزيئات النكهة الموجودة في الجبن مشتقة من ثلاث مواد ابتدائية فقط – الدهون في دهن الحليب واللاكتوز (السكر) والكازين (بروتين).

لماذا طعم الشمندر “ترابي” حقاً

بعض الناس لا يحبون طعم الشمندر. إذا سألت شخصاً ما طعمه، فمن المحتمل أنه سيستخدم الكلمات “ترابي” أو “موحل” وهو مختلف تمامًا عن طعم أي طعام آخر. إن المادة الكيميائية geosmin هي المسؤولة عن هذا.

الـ Geosmin هو terpene، تنتجه فئة من الكائنات الحية الدقيقة الآكلة للنبات تسمى Streptomyces coelicolorويتم إطلاقها عندما تموت. تربين Terpenes هي فئة من المركبات ذات الرائحة القوية وتساعد على حماية النباتات من الطفيليات والحيوانات المفترسة.

يتم تحديد كمية الجيوسمين في جذر الشمندر وراثياً ويقيم علماء الأغذية الأصناف بناءً على تركيز الجيوسمين. حيث تحتوي بعض الأصناف على كمية أكبر بمرتين أو ثلاث مرات من مادة geosmin مقارنة بغيرها، لذلك إذا كانت النكهة الترابية هي ما يمنعك من الاستمتاع بها، فاختر التنوع بعناية.

في حين أن بعض الناس يحبون المذاق الترابي للشمندر، فإن الجيوسمين ليس جزيءاً مرحباً به في أي مكان آخر. فقد يعاني الأشخاص الذين يأخذون مياه الشرب من مصادر سطحية من طعم موحل. كانت هناك حالات اشتكى فيها مستهلكو المرافق الخدمية العامة من طعم مياههم وتم إرجاع ذلك إلى geosmin. كذلك، تطلق الطحالب الخضراء المزرقة الجوسمين عندما تموت ويمكن امتصاص هذا من قبل بعض أسماك المياه العذبة مثل التراوت أو ثعبان البحر، مما قد يمنحها طعماً غير محبب. يتم جعل Geosmin عديم الرائحة بواسطة الحمض، لذلك غالباً ما يتم تناول هذه الأسماك بعصرة من عصير الليمون. والأشخاص الذين لا يحبون طعم الشمندر قد يجدونه أكثر استساغة عند تناوله مع الليمون.

وإذا كنت تكافح لمعرفة ما هي الأطعمة التي تتوافق جيداًُ مع الشمندر، فلماذا لا تجربه مع النكهات الترابية الأخرى الناتجة عن البيرازين pyrazines العطري؟ فالأطعمة مثل البصل المحمص أو القهوة أو حتى الشوكولاته الداكنة قد تبدو وكأنها مزيج غريب، ولكنها تكمل الشمندر بشكل جيد.

إقرأ المزيد:
عسل سائل، سبانخ يكسوه الفراء وتفاح لامع – بعض الحقائق المدهشة للغاية حول طعامك

جوانا باكلي،كيميائية مواد وعلوم التواصل، جامعة شيفيلد

يتم إعادة نشر هذه المقالة من شبكة The Conversation تحت ترخيص المشاع الإبداعي. قراءة المادة الأصلية.