Springen naar inhoud

Hoe kunnen geur en smaak wetenschappelijk verklaard worden?


  • Log in om te kunnen reageren

#1


  • Gast

Geplaatst op 25 december 2003 - 05:06

Hoi iedereen,

even een vraagje waar ik al eigenlijk lange tijd mee zit en nog nooit iemand een bevredigend antwoord op heeft kunnen geven. Hoe kan (een) geur en (een) smaak wetenschappelijk verklaard worden?

Als je kijkt naar de vijf zintuigen (zien, horen, ruiken, proeven, voelen), dat kunnen deze allemaal wetenschappelijk verklaard worden, op twee na, bij mijn weten. Geur en smaak, oftewel ruiken en proeven.

"Zien" is niks anders dan licht (fotonen), dat door een bepaald voorwerp wordt uitgezonden, je pupil binnendringt waarna het in de hersenen wordt omgezet in een beeld. Datzelfde geldt ook voor "horen"; geluid is niks anders dan trillende/bewegende moleculen. Ook "voelen" is heel gemakkelijk te verklaren: je pakt een voorwerp beet of een voorwerp raakt jou aan en je voelt die hele hoop moleculen bij elkaar die dat voorwerp vormen.

Maar hoe zit dat met smaak? Heeft elk atoom/molecuul zeg maar "iets" in zich dat, zodra het op je tong komt, een bepaalde smaak afgeeft? Ieder mens heeft smaakpapillen en niet voor niks, lijkt mij. Als een atoom/molecuul geen smaak zou afgeven, dan zou je toch ook niets proeven en je smaakpapillen niks te doen hebben? Maar hoe 'ziet dat eruit' dan? Ligt het aan het aantal protonen dat een atoom heeft? Of misschien het aantal elektronen? Ik noem maar even wat hoor.

Hetzelfde geldt voor ruiken. Iedereen kent die hele sterke doordringende geur van ammoniak wel. Maar waarom kun je ammoniak wel ruiken en water bijvoorbeeld niet? Geldt hier ook dat dat bijvoorbeeld ligt aan het aantal protronen, neutronen of elektronen of maar even wat te noemen?

Goed, ik hoor het wel! mzzl

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2


  • Gast

Geplaatst op 25 december 2003 - 11:11

Hoi iedereen,

even een vraagje waar ik al eigenlijk lange tijd mee zit en nog nooit iemand een bevredigend antwoord op heeft kunnen geven. Hoe kan (een) geur en (een) smaak wetenschappelijk verklaard worden?

Als je kijkt naar de vijf zintuigen (zien, horen, ruiken, proeven, voelen), dat kunnen deze allemaal wetenschappelijk verklaard worden, op twee na, bij mijn weten. Geur en smaak, oftewel ruiken en proeven.

"Zien" is niks anders dan licht (fotonen), dat door een bepaald voorwerp wordt uitgezonden, je pupil binnendringt waarna het in de hersenen wordt omgezet in een beeld. Datzelfde geldt ook voor "horen"; geluid is niks anders dan trillende/bewegende moleculen. Ook "voelen" is heel gemakkelijk te verklaren: je pakt een voorwerp beet of een voorwerp raakt jou aan en je voelt die hele hoop moleculen bij elkaar die dat voorwerp vormen.

Maar hoe zit dat met smaak? Heeft elk atoom/molecuul zeg maar "iets" in zich dat, zodra het op je tong komt, een bepaalde smaak afgeeft? Ieder mens heeft smaakpapillen en niet voor niks, lijkt mij. Als een atoom/molecuul geen smaak zou afgeven, dan zou je toch ook niets proeven en je smaakpapillen niks te doen hebben? Maar hoe 'ziet dat eruit' dan? Ligt het aan het aantal protonen dat een atoom heeft? Of misschien het aantal elektronen? Ik noem maar even wat hoor.

Hetzelfde geldt voor ruiken. Iedereen kent die hele sterke doordringende geur van ammoniak wel. Maar waarom kun je ammoniak wel ruiken en water bijvoorbeeld niet? Geldt hier ook dat dat bijvoorbeeld ligt aan het aantal protronen, neutronen of elektronen of maar even wat te noemen?

Goed, ik hoor het wel! mzzl


Voor de mens zijn er slechts vier elementaire smaakgewaarwordingen: zoet, bitter, zuur, zout, die resp. op de punt van de tong, achteraan en aan de rand van de tong (zuur en zout) zijn gelokaliseerd. De smaakgewaarwording ontstaat waarschijnlijk doordat een bepaald type G-eiwit bij aanwezigheid van bijv. zout door het celmembraan kruipt. Voor elke smaakgewaarwording is er een bepaald type G-eiwit. Tr-1 bevindt zich in gebieden die gevoelig zijn voor zoet, TR-2 in gebieden die door bittere stoffen geprikkeld worden.

Wat de mens behalve zoet, bitter, zuur en zout denkt te proeven, is een gewaarwording ontstaan door samenwerking van het smaakzintuig met het reukzintuig en in beperkte mate het tastzintuig van mond- en tongslijmvlies.

© 1993-2003 Microsoft Corporation/Het Spectrum. Alle rechten voorbehouden.

#3


  • Gast

Geplaatst op 25 december 2003 - 18:38

Voor de mens zijn er slechts vier elementaire smaakgewaarwordingen: zoet, bitter, zuur, zout, die resp. op de punt van de tong, achteraan en aan de rand van de tong (zuur en zout) zijn gelokaliseerd. De smaakgewaarwording ontstaat waarschijnlijk doordat een bepaald type G-eiwit bij aanwezigheid van bijv. zout door het celmembraan kruipt. Voor elke smaakgewaarwording is er een bepaald type G-eiwit. Tr-1 bevindt zich in gebieden die gevoelig zijn voor zoet, TR-2 in gebieden die door bittere stoffen geprikkeld worden.

Wat de mens behalve zoet, bitter, zuur en zout denkt te proeven, is een gewaarwording ontstaan door samenwerking van het smaakzintuig met het reukzintuig en in beperkte mate het tastzintuig van mond- en tongslijmvlies.

© 1993-2003 Microsoft Corporation/Het Spectrum. Alle rechten voorbehouden.


Als ik het dus goed begrijp, wordt smaak dus veroorzaakt dus een bepaald type G-eiwit. Maar betekent dit dan ook dat stoffen, om maar even jodium als voorbeeld te nemen dat (als ik het goed heb) zeer bitter smaakt, bepaalde scheikundige verbindingen "bij zich heeft" dat deze smaak veroorzaakt? Met andere woorden: "draagt" een jodium-atoom een eiwit-atoom bij zich dat zich openbaart zodra het in aanmerking komt met de tong, op een manier zoals je zelf net omschreef, met als gevolg dat je het dus proeft?

En geldt datzelfde dan ook voor geur? Zoals ik al zei, heeft ammoniak een zeer doordringende geur. Een scheikunde docent van mij heeft ooit gezegd, dat die geur zelfs zo doordringend is dat bij diep inhaleren je reuk- en smaakvermogen zo aangetast kan worden dat ruiken en proeven in de toekomst nooit meer mogelijk is.

Maar wat maakt dat ammoniak zo'n sterke geur heeft, en zoals ik al zei, water bijvoorbeeld niet? Komt dat ook omdat een ammoniak-atoom bijvoorbeeld een eiwit-atoom "bij zich draagt", dat zich direct openbaart zodra het je neus binnendringt, met als gevolg dat je het dus kan ruiken? En is het dan zo, dat een water-atoom dus niet een dergelijk eiwit-atoom bij zich draagt, met als gevolg dat je het dus dan ook niet ruikt of proeft? (hoewel ik niet zeker weet of, in tegenstelling tot proeven, eiwitten verantwoordelijk zijn voor een bepaalde geur aan een stof)

Ik hoop dat je begrijpt wat ik probeer te verklaren :shock:. Ik wacht het antwoord af! :?:

#4


  • Gast

Geplaatst op 25 december 2003 - 19:36

Hey!

Misschien is dit een goede aanvulling tot een antwoord :shock:

Biochemistry of Taste
Taste buds, which are located throughout the mouth, are small oval bodies composed of receptor cells and support cells. Receptor cells elongate to the microvilli, the sites sensitive to the chemical stimuli that elicit the taste sensation. Receptor cells are innervated, and transmit their impulses to the cerebral cortex via the facial, glossopharyngeal, and vagus cranial nerves.

Phenomena associated with taste sensations:
1. spatial and temporal relationships
2. species variations
3. relationship to nutritional values

There are five basic tastes in man:1. Sweet
2. Sour
3. Salty
4. Bitter
5. Umami (“delicious” or “savory”)

Sour
Sour tastants are acidic, and, in mineral acids, the degree of sourness is proportional to the H+ concentration. On the other hand, the tastes of organic acids are not necessarily constrained by the levels of dissociated H+; furthermore, organic acids may have multiple tastes.


Salty
Inorganic salts have a salty taste, but there is not an absolute correlation between taste and chemical properties. For example, sodium chloride tastes salty, but lead and beryllium salts may elicit salty and bitter tastes. A general rule concerning inorganic salts is that low molecular weight salts taste salty and higher molecular weight salts are increasingly bitter.

Umami
The umami taste is produced by the amino acid glutamate; this taste sensation is associated with protein-rich foods such as meat and cheese.

Sweet and Bitter
Sweet and bitter tastants cannot be categorized into specific chemical groups. At the molecular level, the structural differences between sweet and bitter substances can be minor. Polyhydroxy compounds such sucrose are generally sweet and plant alkaloids are generally bitter. Sweet is the least sensitive taste sensation and bitter is the most sensitive.

Sweet compounds have three chemical groups in specific conformations. These groups are: an electronegative group, a group with a hydrogen atom (AH), and a hydrophobic group (X). It is thought that the taste receptors have conformations complimentary to the sweet-tasting compound.

Artificial sweeteners are present in many foodstuffs and can have various properties; some will be metabolized, others will not, some may contribute to cancer in rats, and others may be metabolized into a toxic compound. A very popular sweetener, Aspartame, is contraindicated in patients presenting with phenylketonuria.

Sweet Tasting Proteins
There are several sweet-tasting proteins. For instance, monellin is a low molecular weight protein that is about 30,000 times sweeter than sucrose on a molar basis. Monellin possesses no unusual structure or amino acid composition. In the absence of sucrose, monellin alone prohibits plaque formation by S. mutans.

Mechanisms of Taste Perception
Some general features regarding taste perception are:

1.Sweet, umami, or bitter tastants generally bind to specific membrane receptors coupled to heterotrimeric G-proteins to initiate a physiological response.
2.Sour and salty tastants appear to act via ion channels to initiate a physiological response.
3.The response in each case is a change in ion transport that leads to cell membrane depolarization and a neural impulse.

The taste response is a function of the number of taste receptors and the frequency of neural impulses.

The molecular mechanism in response to sweet tasting compounds is the best characterized. A schematic showing the mechanism is:

Sweet substance + Receptor

Stimulates receptor-associated G-protein (“gustducin”)

Stimulation of adenylate cyclase

Increased cAMP

Stimulation of PKA

Phosphorylation of K+ ion channel proteins

K+ ion channel closure and depolarization

Neurotransmitter release

Neural impulse stimulates taste centers in cerebral cortex

The molecular mechanisms for bitter and umami tastants are different than for sweet tastants. In these cases, G-protein-stimulated phospholipase C catalyzes the formation of diacylglycerol and IP3 from PI(4,5)P2. IP3 stimulates Ca2+ release from intracellular organelles, which activate K+ ion channels causing depolarization and neurotransmitter release.
Some bitter tastants may directly block K+ ion channels rather than binding to a membrane receptor; this induces membrane depolarization and neurotransmitter release directly.
The umami receptor is related to the neural glutamate receptor, and the molecular mechanism is under investigation.
Sour tastants appear to block K+ ion movement through its channels or pass inward through Na+ channels. This will either cause an increase or a decrease in ion flux across the channels, resulting in membrane depolarization and neurotransmitter release.

The Na+ ion of a salt can flow directly through Na+ ion channels resulting in membrane depolarization.

Factors that affect taste
Factors affecting taste can be roughly divided into two categories: environmental and organism-originated.
Environmental factors include the physical state of the substance, its temperature, odor, and visual aesthetics.
Organism-originated factors are as follows:
1. Genetic factors – tasters vs. non-tasters; classified by the ability to detect bitterness in PROP (propylthiouracil).
2. Age – the number of taste buds decreases with age
3. Individual threshold
4. State of health – nutritional deficiencies can cause changes in taste perception
5. Medications – example: lidocaine can decrease salt and sweet sensitivity

#5

physicalattraction

    physicalattraction


  • >1k berichten
  • 3102 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 29 januari 2007 - 13:12

Ik ben momenteel bezig met het onderzoeken of geur een vibrationeel aspect is. Dit houdt in dat, wanneer een geurmolecuul eenmaal gebonden is aan je receptor, je neus er een kleine spanning op zet en meet welke vibraties er in het molecuul aanwezig zijn. Zo kun je een heel spectrum maken met je neus en kun je dus aan verschillende bindingen in een molecuul verschillende geuren toekennen. Sommige bindingen worden echter niet aangeslagen, vandaar dat je die niet ruikt.

Het idee is oorspronkelijk van Luca Turin. Wanneer je meer over dit idee over ruiken en een vergelijking met het meer gangbare concept van sleutel-slot principe wil lezen, moet je de review papers van hem lezen, die op internet te vinden zijn.

#6

joachimds

    joachimds


  • >25 berichten
  • 31 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 januari 2007 - 13:28

euhm, geur was nobelprijs 2005 of 2006 of 2007, in elk geval recent

dus ff zoeken :)

#7

DePurpereWolf

    DePurpereWolf


  • >5k berichten
  • 9240 berichten
  • VIP

Geplaatst op 29 januari 2007 - 14:45

Het lijkt me dat die meer een biologische kwestie is, vandaar verplaatst naar biologie.

#8

physicalattraction

    physicalattraction


  • >1k berichten
  • 3102 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 29 januari 2007 - 17:04

Ik denk dat het geen biologische kwestie is, daar de topicstarter (die helaas Anonymous is) mijns inziens juist geinteresseerd is naar de fysica die schuil gaat achter het principe van proeven en van ruiken.

#9

DePurpereWolf

    DePurpereWolf


  • >5k berichten
  • 9240 berichten
  • VIP

Geplaatst op 29 januari 2007 - 17:13

Maar het is een biologisch proces. Wie zegt dat biologie mensen niets van spanningen en/of vibraties afweten?

De natuurkunde houd zich hier niet mee bezig, alles op molecule formaat is scheikunde en als het met flora/fauna te maken heeft is het biologie.

#10

Bas

    Bas


  • >250 berichten
  • 824 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 januari 2007 - 18:55

De natuurkunde houd zich hier niet mee bezig, alles op molecule formaat is scheikunde en als het met flora/fauna te maken heeft is het biologie.

Het is een beetje offtopic, maar tegenwoordig lopen de verschillende disciplines nogal eens door elkaar. Natuurkundigen houden zich steeds vaker met biologische kwesties bezig, en ook wel vice versa.
Ik wou dat ik een elektron was, dan kon ik altijd paren

#11

joachimds

    joachimds


  • >25 berichten
  • 31 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 januari 2007 - 22:30

http://www.cbc.ca/he..._med041004.html

Sense of smell study wins Nobel Prize in medicine

#12

Airic

    Airic


  • 0 - 25 berichten
  • 1 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 31 januari 2007 - 22:33

Hallo allemaal
De theorie van Luca Turin is mijn inziens grote flauwe kul. Stoffen die dus een gelijk of vergelijkbaar IR-spectrum hebben, bezitten dus vlgs Turin een zelfde geur/smaak. Waarschijnlijk zal dat voor een enkele uitzondering gelden, maar over het algemeen zal deze stelling zeker niet opgaan. Als we nu van een stof de temperatuur verhogen en de rek/strek vibraties etc. veranderen ? Smaakt deze stof dan anders ?Zelf ben ik werkzaam als research chemicus bij een geur en smaakstoffen bedrijf en deze vibratie theorie van Turin wordt absoluut niet serieus genomen. Ach, je smijt een stelling de wereld in en er zijn wel altijd weer een paar bedrijven/instituten die je onderzoek sponsoren en je bent dan weer een tijdje onder de pannen.....

#13

Redox

    Redox


  • >25 berichten
  • 55 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 februari 2007 - 19:52

Beste allemaal,

Alles draait hier om gewaarwording. Zien, horen, ruiken, smaken ,...kunnen alle fysisch worden verklaard (fotonen, vibraties...) in de zin van wat er stoffelijk gebeurt. Het bewustworden en bewustzijn van de gewaarwording zelf is evenewel voor elk zintuig even ondoorgrondelijk. Het heeft te maken met onze neocortex, de plaats waar de sensorische informatie arriveert als ze is doorgelaten door de thalamus. De 'wip' tussen deze hersencortex (materie) en ons zelf (immaterieel) blijft tot op heden een niet te doorgronden fenomeen.
Alles is altijd overal tegelijkertijd.
Onbezonnen respect voor gezag is de grootste vijand van wijsheid.

#14


  • Gast

Geplaatst op 16 september 2007 - 15:17

wat is nou het preciese verband tussen smaak en geur? welke invloed heeft geur op je smaak?

#15

Dalton

    Dalton


  • >250 berichten
  • 808 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 september 2007 - 16:50

Ok even een stapje terug voor de topic starter.

Licht wordt in je oog herkend door een receptor die gevoelig is voor licht en daarom zie je iets.
Geluid wordt in je oor herkend door een receptor die gevoelig is voor geluid en daarom hoor je iets.
Moleculen worden in je neus of tong herkend door een receptor die gevoelig is voor bepaalde moleculen.
Zodra een receptor een molecuul herkend wordt een signaal naar je hersenen gestuurd een ruik je iets.

In je neus zitten duizenden verschillende receptoren, iedere receptor voor een andere geur.
Zodra een banaan molecuul de receptor voor banaan moleculen aanraakt in je neus ruik jij banaan.
Net zoals een lichtstraal jouw oog(netvlies) aanraakt en jij iets ziet.
Met dat banaan molecuul gebeurd verder niets en wordt weer uitgeblazen.

Op je tong heb je maar 5 verschillende receptoren (zoet, zuur, zout, bitter en umami) meer kun je niet proeven.
Maar als je eet komen er een heleboel moleculen via de achterkant van je mond in je neus.
Je ruikt dus tijdens het eten een helehoop verschillende dingen.
Omdat dit gelijk gebeurd met het eten lijkt het alsof we alles proeven in plaats van ruiken toch merk je met een verkoudheid dat dit niet het geval is. Dan verlies je het vermogen om goed te ruiken en "proef" je bijna niks meer.

PS: Een geur molecuul is een molecuul waarvoor wij een geur receptor hebben.
Scheikundig gezien is er geen verschil tussen geur moleculen en "normale" moleculen (al hebben bepaalde vormen wel de voorkeur om een receptor voor te hebben zoals aromatische verbindingen).
Biologisch is er wel een groot verschil.

Water komt erg veel voor in je lichaam en omgeving, als het lichaam een receptor zou maken waardoor je water ruikt of proeft dan zou je dat standaard iedere dag, iedere seconde ruiken. Niet zo heel erg nuttig voor het lichaam.
Eetbare of giftige stoffen zijn wel nuttig om te ruiken dus daar heeft het lichaam receptoren voor gemaakt.
Minder dan niks is onmogelijk.
De enige uitzondering op deze regel is mijn salaris.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures