Всё о науке за 60 минут - Марти Джопсон

Относительная острота перца чили зависит от того, сколько в нем капсаицина. Эту остроту можно измерить с помощью разработанной в 1912 году американским химиком Уилбуром Сковиллом системы для сравнительной оценки степени жгучести перцев капсикум – так называемой шкалы Сковилла. По ней болгарский перец имеет 0 ЕШС (единиц шкалы Сковилла), перец «халапеньо» – около 2 500 ЕШС, а карибский красный перец (известен также как «шотландская шляпа») – от 100 000 до 350 000 ЕШС. Тем не менее эти перцы – «дети» по сравнению с суперострыми сортами. Нынешний рекордсмен мира – перец сорта «каролинский жнец». Этот уродливый ярко-красный сморщенный перчик чили набрал более 2 000 000 ЕШС.

К сожалению, шкала Сковилла довольно ненадежна, поскольку жгучесть оценивается группой из пяти дегустаторов, пробующих разбавленные экстракты тестируемого перца. Когда трое из пяти дегустаторов соглашаются, что ощущают лишь тепло во рту, определяется степень разбавления экстракта и, собственно, величина остроты перца по шкале Сковилла. В зависимости от выбранных дегустаторов результаты могут сильно отличаться. Есть мнение, основанное на результатах другого теста, что чистый капсаицин наберет 16 000 000 ЕШС, что, безусловно, умопомрачительно остро даже для самого ярого поклонника перчиков чили.

Далеко не просто так в английском языке вкус перца чили и капсаицина, который он содержит, описывается словом hot, что значит «горячий». На языке и в слизистой оболочке рта у человека находятся нервные окончания, позволяющие нам чувствовать также высокую температуру. Благодаря им, если вы наберете полный рот супа и он окажется слишком горячим, вы сразу узнаете об этом. На самых кончиках нервных клеток есть клеточные мембраны, которые включают в себя белок. Защитный механизм запускается при температуре 43 °C: белок начинает менять форму и открывает отверстие в мембране нервных клеток, позволяя ионам кальция проникать внутрь. Это, в свою очередь, запускает нервный импульс, «выстреливающий» в ваш мозг сообщение, которое вы расцениваете как тепло и боль. Этот белок носит крайне незапоминающиеся названия: «катионный канал с транзиторным рецепторным потенциалом», «ванилоидный рецептор 1»[3] и «терморецептор», а для ученых – TRPV1. Оказывается, что не только тепло активирует TRPV1, но и капсаицин, когда «прилипает» к этому белку. Таким образом, перец чили ощущается во рту точно так же, как что-то горячее, по той причине, что и то и другое обнаруживается одними и теми же нервными окончаниями.

Однако перец чили – не единственная острая на вкус специя. Черный перец, имбирь, горчица и даже сычуаньский перец тоже вызывают жар во рту, хотя и за счет разных химических веществ. А связывает все эти вкусовые ощущения то, что в основе защитного механизма лежит уже знакомый нам белок TRPV1. Каждая острая специя содержит соединение, активизирующее нервные окончания, которые позволяют нам распознавать тепло. В черном перце есть пиперин (его жгучесть оценивается в 100 000 ЕШС), а в имбире – гингерол (60 000 ЕШС). Представители семейства капустные, к примеру горчица, хрен и васаби, содержат аллилизотио-цианат, или аллилгорчичное масло. Хотя это соединение тоже активирует наши чувствительные к теплу нервные окончания, оно более летуче, то есть легко превращается в газ. Поэтому, когда вы съедаете ложку горчицы, аллилизотиоцианат превращается в газ и проникает в нос, где активирует тепловые рецепторы, которые в свою очередь заставляют вас плакать и обычно очищают ваши носовые пазухи.

Последний в моем «горячем» списке – сычуаньский перец. Оказалось, что он не так уж и прост. Эта специя встречается в азиатской кулинарии и является одним из компонентов знаменитой китайской приправы из пяти трав[4]. Его выделяют из кожицы крошечных ягод дальнего родственника семейства цитрусовых[5]. Активное химическое соединение гидрокси-α-саншул имеет знакомый нам острый вкус капсаицина, а также создает во рту ощущение странного онемения или покалывания. За тепло, которое мы чувствуем, ответственен наш старый знакомый – белок TRPV1. Однако удовлетворяющего всех научного заключения о том, что вызывает онемение, пока не сформировалось. Похоже, гидрокси-α-саншул может воздействовать на другие белки в нервных окончаниях – те, что отвечают за наши тактильные чувства, то есть ощущение прикосновений.

По иронии судьбы все растения, которые «производят» перечисленные мной специи, обзавелись жгучими веществами в ходе эволюции, чтобы с их помощью отпугивать животных. Но так случилось, что многим людям очень даже понравилось испытывать ощущения, похожие на боль от ожога, и теперь они щедро добавляют эти пряности в различные блюда.

Слезливая тема лука

Лук – один из тех овощей, что человечество культивирует с давних времен. О нем писали римляне и древние греки, а египтяне 5 000 лет назад использовали семена лука в своих ритуалах мумификации и рисовали изображения лука на стенах гробниц. Его история началась даже раньше бронзового века: лук обнаружили в останках 7 000-летней давности в Палестине. Казалось бы, за несколько тысячелетий люди уже должны были бы справиться с его основной проблемой – тем, что он заставляет нас плакать.

Возьмите нож и начните резать мякоть лука. Делая это, вы вскрываете множество необычно больших его клеток. Внутри клеток есть два химических вещества, которые обычно не вступают во взаимодействие, поскольку содержатся в разных клеточных отсеках. Разрезая клетки, вы разрушаете целостность отсеков, так что химические вещества смешиваются. Первое из этих веществ – группа аминокислот, белковых строительных блоков, имеющих в своем составе атомы серы и кислорода. Когда эти аминокислоты соединяются с ферментом аллииназа, они производят высокоактивные сульфокислоты. Кстати, английское слово alliinase («аллииназа») происходит от латинского allium – это научное название рода лук.

Образование сульфокислот еще не конец химической цепочки. Далее в дело вступает второй фермент. Величественно названный «синтаза слезного фактора», он начинает взаимодействовать с сульфокислотами и производит, как вы уже наверняка догадались, этот самый «слезный фактор». Учитывая, что по-научному его именуют syn-propanethial-S-oxide, или «пропантиальный оксид серы», я полагаю, что в данном случае разумно ограничиться названием «слезный фактор». Итак, мы подходим к концу нашей истории, поскольку это соединение – очень летучая жидкость, которая моментально превращается в газ, достигающий наших глаз (и других слизистых оболочек).

Возможно, вы удивитесь, но передняя прозрачная часть наружной оболочки вашего глаза, роговица, заполнена сенсорными, или чувствительными, нервными окончаниями. Они нужны, чтобы выявлять все, что касается нежной роговицы. Когда происходит контакт чего-либо с роговицей, мы бессознательно моргаем и у нас появляются слезы, чтобы смыть раздражитель. Слезный фактор же прилипает к нервным окончаниям, заставляя их поверить, будто роговицы коснулось что-то горячее. Мы чувствуем это как жгучую боль, хотя никакого тепла на самом деле нет, и наши глаза