История и физиология вкуса

С древности до наших дней

V-III вв. до н.э.

История западных представлений о вкусе восходит к греческому врачу Алкмеону, который считал, что язык впитывает вещества с различными вкусами в «сенсориум» через очень мелкие поры. Демокрит объяснял различные вкусовые качества тем, что атомы, составляющие вещество, обладают разными формами. Например, кислый вкус был приписан угловатым формам, сладость – сферическим формам и горечь – небольшим сферическим формам с крючками*. Согласно Аристотелю, вкусовые ощущения переносились от языка через кровь в печень или сердце, которые рассматривались как место души и всего чувственного восприятия [2].

Аристотель пишет о вкусах в своих трактатах «О душе» и «О чувственном восприятии» и выделяет два основных, противоположных – «сладкий» и «горький», добавляя к ним «солёный», «жгучий», «терпкий», «вяжущий» и «кислый» как развившиеся из этих двух основных. Кроме того, Аристотель выстраивает аналогию между вкусами и цветами, чтобы показать, каким образом можно построить классификацию вкусов:

«Как из смешения белого и чёрного происходят цвета, так из сладкого и горького происходят вкусы. При этом каждый вкус образуется либо благодаря пропорциональному смешению сладкого и горького, либо благодаря переизбытку и недостатку, то есть либо выражается определённым числом смеси и производимых сладким и горьким воздействий, либо остается неопределённым. Смеси вкусов, доставляющих удовольствие, имеют числовое выражение (De Sensu 442a 10–17) [1].»

*Современные исследования, как ни странно, отчасти подтверждают это. Большинство людей отнесут газированные, горькие, солёные и кислые на вкус продукты и питьё к острым формам, а сладкие и сливочные ощущения по контрасту почти всегда соединяют с более округлыми фигурами. Другими словами, подтверждается общая тенденция к соединению конкретных форм (или контуров) с особыми вкусами, ароматами, запахами и даже текстурами еды [7].

В древнекитайской философии и медицине описывались пять основных вкусов: горький, солёный, кислый, сладкий и пряный/острый.

II-III вв. н.э.

Древнеримский медик, хирург и философ Гален перечислил те же вкусы, что и Аристотель, однако поставил под сомнение анатомическое восприятие вкусов, предложенное им. Теории Галена доминировали в европейской медицине в течение 1300 лет.

X-XI вв.

Затем эстафетная палочка вкуса перешла к арабским учёным; великий мусульманский врач и философ Авиценна перечисляет пять основных вкусов: уже привычные нам сладкий, горький, кислый, солёный и добавляет пресный как отсутствие вкуса.

XVI в.

В 1542 г. Жан Фернель, французский врач, математик и философ, которого называли «Галеном своего времени», опубликовал первую западную работу по физиологии человека «Естественная часть медицины». Из девяти перечисленных им вкусов семь совпадают с описанными Аристотелем и Галеном, восьмой – безвкусный, как у арабских учёных и девятый – жирный [8]. По мнению Фернеля, безвкусный представляет собой некий качественный ноль, то есть отсутствие вкусового ощущения, несмотря на нахождение стимула во рту. Альбрехт фон Галлер в своих трудах акцентировал внимание на зависимости восприятия вкуса от состояния языка, его поверхности. Так, жидкость и вкусовые добавки играют значимую роль в восприятии вкуса (об этом писал в своих трактатах и Аристотель).

Один и тот же вкус может восприниматься по-разному в разных возрастных группах, у людей с разной температурой тела и даже одним и тем же человеком в разном физическом состоянии.

XVII–XVIII вв.

Развитие науки о вкусовых ощущениях ознаменовалось описанием большого количества новых вкусовых качеств; некоторые исследователи даже пришли к выводу, что вкусов существует неограниченное количество. Однако в 1825 году ученый Хорн высказал мнение, что следует выделять лишь пять вкусов: сладкий, кислый, солёный, горький и щелочной. Хорн также выступил против выделения пресного вкуса [8]. В итоге было выделено 4 фундаментальных вкуса: сладкий, кислый, солёный, горький. С этим была связана теория о том, что существует 4 основных зоны на языке, отвечающие за эти вкусы. Но уже в 1908 году японский учёный Кикунаэ Икеда выделил пятый вкус – умами (мясной). Сегодня обсуждаются новые вкусы, пока не входящие в классификацию: например, металлический вкус (цинк, железо), вкус кальция, лакричный, вкус жира (олеогустус), вкус чистой воды.

Ранее считалось, что «жирный вкус» — это просто специфические текстура и запах, но исследования на грызунах, проведенные японскими учеными в 1997 году, показали, что их вкусовая система распознает и липиды [11]. Вот что пишет об этом Чарльз Спенс, исследователь и автор книги «Гастрофизика. Новая наука о питании»:

«Некоторые знатоки присоединяют сюда и кокуми – жирную кислоту с металлическим привкусом, а также пятнадцать других вкусов, хотя даже я не слыхал о большинстве из них. А кое-какие исследователи подвергают сомнению даже существование «основных» вкусов [4]!»

Возможно, XXI век готовит для нас открытия в сфере вкуса, которые и вовсе перевернут наше представление о нём.

Как это работает?

История показывает нам, что учёные много веков спорят о количестве вкусов, распознаваемых человеческим языком. Но, так или иначе, разве 4, 6 или даже 9 вкусов могут объяснить всё гастрономическое разнообразие, доступное нам?

Разумеется, нет. Стоит отметить, что рецепторы человеческого языка даже в XXI веке ещё недостаточно изучены. Известно, что вкусовые рецепторы расположены неравномерно, они также не скомбинированы по идеальным сегментам, как на пресловутой «карте языка»: каждый вкусовой сосочек отвечает за все пять базовых вкусов. Но эти вкусовые рецепторы находятся главным образом на передней части языка, по бокам ближе к задней части и в задней части [4]. На данный момент известно, что язык человека покрыт более чем 5000 сосочков разной формы, каждый из которых содержит вкусовые почки (немного вкусовых почек есть также в надгортаннике, задней стенке глотки и на мягком нёбе, но в основном они, конечно, сосредоточены на сосочках языка). В общей сложности у нас во рту примерно 10 000 вкусовых почек со специфическим набором вкусовых рецепторов. Так, на кончике языка больше рецепторов к сладкому – он чувствует его гораздо лучше, края языка лучше ощущают кислое и солёное, а его основание – горькое. Но это не значит, что эти зоны распознают только указанный вкус – речь идёт лишь о большей восприимчивости.

Рецепторы языка представляют собой сложные механизмы. За сладкий, горький и вкус умами отвечают рецепторные белки, некоторые из рецепторов, отвечающих за умами, расположены в желудке и отвечают за чувство удовольствия от пищи а кислый и солёный вкус зависят от концентрации ионов хлорида натрия в растворе, образованном пищей и слюной. Ионы калия и лития тоже ощущаются как «солёные», но соответствующие рецепторы однозначно пока не найдены [9].

Каждая вкусовая почка содержит несколько дюжин вкусовых клеток с ресничками на поверхности – на них локализована молекулярная машина, обеспечивающая распознавание, усиление и преобразование вкусовых сигналов. На поверхности ресничек находятся специфические рецепторы, которые избирательно связывают молекулы, растворенные в слюне, переходят в активное состояние и запускают каскад биохимических реакций во вкусовой клетке. В результате последняя высвобождает нейротрансмиттер, он стимулирует вкусовой нерв, и по нервным волокнам в мозг уходят электрические импульсы, несущие информацию об интенсивности вкусового сигнала [11].

Отдельно стоит поговорить о температурных рецепторах и о том, почему мята дает ощущение свежести, а перец жжёт язык. Ментол, входящий в мяту, активирует открытый в 2002 году рецептор, который начинает работать при падении температуры ниже 37С° — то есть он отвечает за формирование ощущения холода. Ментол снижает температурный порог его активации, поэтому, когда он попадает в рот, ощущение холода возникает при неизменной температуре окружающей среды. Капсаицин, один из компонентов жгучего перца, наоборот воздействует на рецепторы тепла, которые активируются при повышении температуры выше 37С°. Именно поэтому капсаицин вызывает ощущение жгучести. Пикантные вкусы других пряностей — корицы, горчицы, тмина — также распознаются температурными рецепторами. Кстати, температура пищи имеет огромное значение — вкус выражен максимально, когда она равна или чуть выше температуры полости рта [9].

Как ни странно, зубы тоже участвуют в восприятии вкуса. О текстуре пищи нам сообщают датчики давления, расположенные вокруг корней зубов. В этом принимают участие и жевательные мускулы, которые «оценивают» твердость пищи. Доказано, что, когда во рту много зубов с удалёнными нервами, ощущение вкуса меняется. Это означает, что и тактильное чувство человека принимает участие в формировании вкуса.

Кажется, уже лишь этого достаточно, чтобы понять: ощущение вкуса – сложный, многоуровневый процесс. Не только основные вкусы, но количество элементов, вызывающих их, сочетание вкусов, их последовательность, текстура и температура пищи вызывают в нашем мозгу тысячи реакций. Но вкус мы ощущаем не только языком и зубами.

Тут в игру вступает обоняние. По большей части то, что люди называют вкусом, – на самом деле аромат, а многое из того, что люди описывают как аромат, при ближайшем рассмотрении оказывается вкусом [4]. У человека примерно 430 типов обонятельных рецепторов (при всего двух зрительных, например), и этого достаточно, чтобы распознать огромное множество запахов. Как же это происходит?

Существует два способа. Первый – ортоназальный путь, когда мы вдыхаем внешние ароматы из окружающей среды. Второй – ретроназальный, когда летучие ароматные молекулы перемещаются из задней части рта в заднюю часть носа каждый раз, когда мы разжёвываем и глотаем еду или питьё. Конечная обработка информации, поступающей от обонятельных рецепторов, и построение образов с их произвольной, то есть сознательной, оценкой происходит в коре больших полушарий — в её передних лобных отделах. Также проводящие пути от обонятельных рецепторов проецируются в подкорковые образования головного мозга, такие как миндалевидное тело, гипоталамус, ретикулярная формация и другие структуры. Поступление возбуждения в эти отделы лежит в основе эмоциональных реакций, изменения активности автономной нервной системы и других процессов, происходящих при восприятии запахов.

Каждый аромат состоит из большого числа компонентов, поэтому задействуется сразу много рецепторов. Как только пахучие молекулы связываются с обонятельными рецепторами, это запускает цепочку реакций в нервных окончаниях, и формируется сигнал, который отправляется в мозг. Именно ретроназальное ощущение аромата при глотании по-настоящему обеспечивает наше впечатление от вкуса во всем его богатстве и своеобразии. В шоколаде за вкус и аромат во многом отвечают флавоноиды (подробнее о них в другой нашей статье). Насколько важно обоняние в восприятии вкуса, можно понять, зажав нос. Кофе, например, станет просто горьким. Люди, которые жалуются на потерю вкуса во время болезни, на самом деле в основном имеют проблемы с обонянием. Это было ярко заметно во время пандемии.

Дальше – больше. Зрение человека, как ни странно, тоже влияет на вкус поглощаемой им пищи. Это подтверждает исследовательская группа из Мельбурнского университета в Австралии.

Учёные провели исследование, где в качестве эксперимента 75 добровольцев пробовали шоколад и отвечали на поставленные вопросы. Сначала они пробовали шоколад без упаковки; затем изучали упаковку, не пробуя содержимое; наконец, пробовали шоколад и видели, из какой упаковки его подают. В последней части эксперимента было задействовано 6 различных комбинаций упаковок: вызывающие, забавные, повседневные, особенные, с указанием пользы и с указанием премиального статуса продукта. В результате выяснилось, что ощущение и восприятие вкуса было намного сильнее, когда шоколад подавали из ярких, качественных и дорогих упаковок [12].

Учёные в течение нескольких десятилетий исследовали ассоциативную связь в разных культурах между цветом пищи и вкусовыми ожиданиями от неё и вывели, что красный, оранжевый, розовый ассоциируются со сладким, жёлтый и зелёный — с кислым (или горьким), белый, серый, голубой — с солёным, чёрный, зелёный, фиолетовый, коричневый — с горьким.

Профессор Чарльз Пенз, консультант множества мишленовских ресторанов, проводил исследование. Один из ресторанов подавал розовое мороженое без названия. Гости были полны ожиданий, что у него сладкий вкус. Однако на деле оказывалось, что это мороженое со вкусом «копчёный лосось» — солоноватое и терпкое. Это создало когнитивный диссонанс, и многим блюдо не нравилось. Когда мороженому присвоили название «Еда 385», мозг сразу выделил это как что-то новое и необычное, и в результате количество довольных блюдом испытуемых увеличилось.

Если мы получаем информацию, не имеющую привычной ассоциативной связи – мы гораздо больше готовы к необычным сочетаниям вкусов и ароматов. И создатели мороженого воспользовались этим.

В другом исследовании профессора ягодный мусс подавали группам испытуемых на белом и на чёрном блюде. В результате вкус мусса казался участникам более интенсивным и ягодным на белой тарелке. Возможно, потому что чёрный ассоциируется с горьким.

В 2013 году в Лондоне провели исследование, в котором участники пробовали образцы виски в разных обстановках: в зелёной комнате-саде, красной и деревянной (коричневой) комнатах. Испытуемые не знали, что напиток один и тот же.

В результате в зелёной комнате со множеством растений посетители больше ощущали травянистые нотки, в красной комнате было больше сладких нот, в деревянной комнате — более древесные ноты [4].

В виски все эти дескрипторы присутствуют изначально, но разные интерьерные решения помогли создать определённые ожидания от вкуса напитка. Однако важно понимать, что если ожидаемого благодаря интерьеру дескриптора в напитке не будет, это приведёт к неосознаваемому разочарованию.

Похожий эксперимент показал, что в красной комнате люди определяют белое вино как красное, характеризуя его именно в категориях красного вина. Удивительно, но факт.

В 2013 году одна из компаний по производству сладостей и снеков изменила форму своего классического шоколадного батончика, скруглив углы и уменьшив в итоге вес на несколько граммов, не меняя при этом рецептуру продукта. Это вызвало неожиданную реакцию – любители этого батончика начали обращаться в компанию с жалобами, что вкус их любимого десерта изменился – стал более сладким и сливочным. Что, кроме зрения, могло повлиять на этот факт? Получается, ничего.

Мы выявили влияние уже четырёх сенсорных систем на восприятие вкуса. Осталась последняя – слух.

Эффект от прослушивания высоких и низких тонов тестировали на потреблении шоколада, пива и вина. Исследователи обнаружили, что при прослушивании низких звуков испытуемые чаще заостряли внимание на горечи продуктов и напитков. Высокие звуки помогали им сфокусироваться на сладости [6]. Кроме того, сам звук употребляемой пищи влияет на восприятие – если колоть шоколад правильной температуры, мозг на слух определяет текстуру, что в свою очередь, запускает определённые цепочки реакций, описанные выше.

Возможность использовать несколько ощущений подобным образом называется кросс-модальным восприятием. Важно отметить, что существуют так называемые кросс-модальные предрассудки, когда информация от двух источников связана друг с другом в памяти. К примеру, увидев на плитке шоколада надпись «Куба» и затем ощутив табачные и вишнёвые ноты, мозг подчеркнёт этот вкус, если человек уже знаком с этим шоколадом – ранее сформированная внутренняя модель окажется достаточной для объяснения реальности [4].

Вся информация о продукте обрабатывается мозгом одновременно. Например, когда во рту шоколад со слайсами апельсина, это будет вкус, присущий терруару какао-бобов в составе, цитрусовая кислинка, запах апельсина, тающая консистенция шоколада с твёрдостью сублимированного фрукта. Сигналы от органов чувств, обработанные во многих частях коры головного мозга, смешиваются и дают комплексную картину [9].

Но и это ещё не всё – наши ощущения вкуса и аромата отчасти сформированы генетически.

«Так, например, большинство из нас, но далеко не все, чувствительны к изовалериановой кислоте (душку в сыре), бета-ионону (добавке ко многим продуктам и напиткам, приятной цветочной нотке, напоминающей аромат фиалок), изобутриальдегиду (который пахнет солодом) и цис-3-гексен-1-олу (придающему еде и напиткам травяную нотку). Это показывает значительную степень генетической вариативности. Кстати, примерно каждый сотый из нас не чувствует запаха ванили. На практике это означает, что существуют некие довольно глубокие индивидуальные различия в способности людей воспринимать эти вещества [4].»

Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод, что мозг использует все доступные ему сенсорные системы (и не только их) для распознавания и определения вкуса. И то, что кажется нам таким простым и понятным удовольствием, на деле оказывается следствием суммы множества факторов, где роль играет всё: от непосредственно вкуса до обстановки комнаты, в которой вы обедаете.

Гастрономия – это искусство. Умение не только готовить, но и дегустировать – это искусство.

Подробнее – в нашей следующей статье.

Список использованных источников:

1. Волкова Н. П. Аристотель о запахе и обонянии // Философский журнал – 2024. – №3.
2. Захарова И. Н., Дмитриева Ю. А., Мачнева Е. Б., Цуцаева А. Н. Вкусовые ощущения: история изучения, эволюционная целесообразность и стратегия формирования правильных вкусовых предпочтений у детей // МС – 2020. – №10.
3. Павловская А. В. Гастрософия: наука о еде. К постановке проблемы. Часть 1 // Вестник Московского университета. – Серия 19. Лингвистика и межкультурная коммуникация. – 2015. – №4.
4. Спенс Ч. Гастрофизика. – М.: КоЛибри, 2021.
5. Яковлева Е. Л. Фронтирность гастрономических повседневных практик // Журнал Фронтирных Исследований – 2018. – №1 (9).
6. Allen J. S. The Omnivorous Mind: Our Evolving Relationship with Food. – L.: Harvard University Press, 2012.
7. Bar M., Neta M. Humans prefer curved visual objects // Psychological Science. – 2006. – №17.
8. Carterette E.C., Friedman M.P. (eds.). Handbook of Perception: Tasting and Smelling. – Vol. VI A – New York: Academic Press; 1978.
9. «La Recherche» Magazine – 2010 – №7-8.
10. Liang, Z., Wilson, C.E., Teng, B. et al. The proton channel OTOP1 is a sensor for the taste of ammonium chloride. – Nat Commun 14, 6194 (2023).
11. Bennion M., The Science of Food – San Francisco: Harper & Row Publishers, 1980.
12. Nadeesha M. Gunaratne, Sigfredo Fuentes, Thejani M. Gunaratne, Hollis Ashman, Claudia Gonzalez Viejo, Frank R. Dunshea. Effects of packaging design on sensory liking and willingness to purchase: A study using novel chocolate packaging. – Heliyon – 2019. – Volume 5, Issue 6.