Как вкусовые насадки для бутылок «обманывают» мозг

Вкусный воздух

В 2018 году немецкие студенты из Университета дизайна Швебиш-Гмюнд Лена Йюнгст и Тим Йегер придумали, как сделать обычную питьевую воду вкусной без добавок, вредных подсластителей и сахара. Основой стартапа стало ретроназальное обоняние — аромат, который поступает в организм через рот, мозг воспринимает как часть вкусового впечатления (подробнее об этом расскажем ниже). Была разработана насадка для бутылки с ароматической капсулой, которая «обманывает» мозг: пьёшь чистую воду, а вкус у неё как у колы, например. Специальный картридж содержит натуральные ароматы фруктов, ягод, специй, трав и других компонентов, заключённых в волокнистый полупроницаемый материал. Во время питья воздух проходит через капсулу, впитывает её аромат и через рот попадает к обонятельным рецепторам. Чтобы довести идею до рабочего продукта, ушло около двух с половиной лет. Сейчас в линейке Air Up свыше 25 капсул с разными вкусами.

Вслед за Air Up появилось множество аналогов с запахами жевательной резинки, кофе и даже кукурузы Изображение: © Nano Banana / промт Олеся Поповидченко / Сириус(Журнал

Подобные эксперименты имеют и оборотную сторону, предупреждают учёные. Да, сегодня химическими инструментами можно синтезировать любой вкус или запах, но нужно учитывать, как это может повлиять на здоровье человека, отмечает старший научный сотрудник Научного центра когнитивных исследований Университета «Сириус» Виктор Войнов.

«Это направление развития пищевой промышленности в целом не совсем правильное. Даже генно-модифицированный продукт, как бы странно это ни прозвучало, использовать правильнее. Ведь это более естественная вещь, которая усваивается организмом. Другое дело синтезированные запахи и вкусы — они не исследованы долгосрочно. Новые формы продуктов, быстро выбрасываемые на рынок, не закреплены в нашей биологии, к ним может не оказаться необходимых ферментов или других приспособлений организма», — отмечает он. 

Обоняние — эволюционно древнейшая система сенсорной рецепции человеческого организма. Оно возникло как средство общения организмов и окружающей среды. По меньшей мере три потока информации определяются возможностями системы обоняния.

Пищевой. У человека эволюционно в мозге заложена и закреплена идея «что вкусно пахнет, то можно есть». Всякие гнилостные отталкивающие запахи связаны с возможностью отравления организма, хотя, конечно, бывают и исключения вроде экзотических фруктов.

Отношения «хищник — жертва». Первый по запаху выслеживает добычу, а второй чувствует, когда ему грозит опасность.

Половое влечение. Запах животного (в том числе человека) влияет на его привлекательность среди представителей противоположного пола. 

Тренд рынка

Спрос на еду с ярко выраженным вкусом на рынке товаров повседневного пользования держится стабильно высоко как в России, так и в остальном мире. Обычно речь идёт о товарах глубокой переработки, которые разительно отличаются по вкусу от остальных продуктов питания. Основное разнообразие вкусов, в том числе алкогольных, сосредоточено на полках с энергетиками, конфетами, чипсами, печеньем и прочими разновидностями быстрого перекуса. Интересно, что люди, которые стремятся к гастрономическим открытиям, приобщают к этому и своих питомцев — существует пиво для собак и вино для кошек.

Ультраобработанные продукты — это фастфуд, сладкие газированные напитки, включая энергетики, готовые обеды и завтраки, чипсы и сухарики, конфеты, мороженое и замороженные десерты, фруктовые йогурты, майонез, куриные наггетсы и другие полуфабрикаты Фото: © samoila ionut / Shutterstock / FotoDom

Производители видят этот тренд и стараются выделить свой продукт среди конкурентов. Так, в коктейли, помимо разнообразных овощей, фруктов и ягод, добавляют базилик, шпинат, пихтовую воду, витграсс, лаванду, каламанси, мяту, ревень, лемонграсс, пижму, дубайский шоколад, укроп, каркаде. Хотя и «классика» своих позиций не сдаёт. Среди безалкогольных напитков на первом месте остаётся кола, за ней — цитрусовые вкусы. Чтобы удовлетворить жажду потребителей, которые тянутся за новыми впечатлениями и эмоциями, производители призывают на помощь науку. 

«Очень большой запрос потребителя на новые вкусы, комбинации, новые впечатления, новые ощущения. Мы знаем, что вкус на 80 % — это обоняние. Но здесь много нерешённых вопросов. Например, 5 % генов в организме человека связаны с обонянием. Зачем нам столько? Почему мы их не используем? Как работают эти рецепторы, до сих пор неизвестно. За исследования в области обоняния в 2004 году присуждена Нобелевская премия. После этого открытия прогресс практически остановился, хотя перспективы очень большие. Новые вкусы могут стать прорывом как в науке, так и в бизнесе», — утверждает директор по качеству, нормативному регулированию и научным вопросам компании «ИДС Боржоми» Алексей Макарушин.

В 2004 году лауреатами Нобелевской премии в области физиологии и медицины за изучение обонятельных рецепторов и организации системы органов обоняния стали американские учёные Ричард Аксел и Линда Бак. Они фактически открыли механизмы обоняния, обнаружив, как сотни генов в ДНК кодируют сенсоры запахов, расположенные в обонятельных сенсорных нейронах носа. Каждый рецептор — это белок, который изменяется, когда к нему присоединяется пахучее вещество, или одорант. После этого сенсорный нейрон посылает сигнал в мозг. Каждое пахучее вещество вызывает высвобождение сигнала от определённого рецептора. Поскольку запахи состоят из большого количества одорантов, то человек интерпретирует различные сигналы и их сочетания как специфические ароматы.

Напитки, которые несут какую-то пользу для здоровья, часто становятся премиальными Фото: © Шарифулин Валерий / TASS

«Популяризация ключевой роли обоняния может в будущем способствовать формированию несколько иного подхода к предоставлению впечатлений от еды и напитков. Например, можно заставить шеф-повара по-другому взглянуть на дизайн своих кулинарных творений. Или подумать о том, как сделать так, чтобы как можно больше аромата блюда достигало носа посетителя. Работы некоторых шеф-поваров, кулинарных художников и дизайнеров последних лет можно рассматривать именно как движение в этом направлении. Достаточно вспомнить такие разработки, как ароматическая вилка Aromafork от Molecule-R, ольфакторная посуда, ароматические ужины (справке), использование распылителей для доставки аромата к блюду», — считает английский учёный Чарльз Спенс, который изучает человеческое восприятие продуктов питания.

Дополнительно к разнообразию вкусов прибавляется спрос на продукты для здорового и функционального питания, а также товары с «добавленной ценностью», которые должны нести в себе профилактические, а предпочтительнее — улучшающие свойства. Например, совершенствующие когнитивную функцию мозга или пищеварение.

«Магний положительно влияет на сердечно-сосудистую деятельность. Если он находится в воде в определённом количестве, то закон, технический регламент, госты позволяют писать, что в ней содержится это вещество. То же самое с другими. Но потребители хотят знать больше — например, как именно улучшается когнитивная деятельность или пищеварение. Здесь без клинических исследований пищевой продукции не обойтись», — поясняет Алексей Макарушин.

Магний добывают из различных источников, включая магниевые руды, морскую воду, рассолы и эвапориты Фото: © Olga Maksimava / Shutterstock / FotoDom

Наука запахов 

Изучением обоняния в основном занимаются представители когнитивной науки и нейробиологии. Например, американский нейробиолог Гордон Шеперд исследует связь обонятельных и вкусовых ощущений. Отталкиваясь от того, что способность человеческого мозга хорошо распознавать лица и образы свидетельствует о развитой системе идентификации паттернов, он отмечает ту же способность при восприятии запахов. Она позволяет вычленять и распознавать в дальнейшем множество схем, соответствующих разным ароматам.

В ряде культур обонянию отводится значительная роль. Например, народ джехай — охотники-собиратели, живущие в экваториальных лесах на границе Малайзии и Таиланда. У них принято называть детей в честь ароматных вещей, притом не только цветов. Взрослые украшают себя предметами, которые привлекают внимание не только внешним видом, но и запахом. В языке этого народа около десятка слов, описывающих запахи.  

Высшие мыслительные функции (системы, которые отвечают за память, эмоции, когнитивные функции и речевые центры) во многом формируют то, что считается уникальной системой восприятия вкуса человеческим мозгом. При низкой «мощности» головного органа это невозможно. Ведь мозг не только получает сенсорную стимуляцию от рецепторов на языке, но и сам активно создаёт вкусовые ощущения. 

Не так давно учёным удалось выяснить, что человек воспринимает вкус не только на вдохе, но и на выдохе, когда пища проходит глубже в полость рта. При жевании и проглатывании её аромат попадает в носоглотку и выше — в полость носа. Этот способ достижения запаха рецепторами называется ретроназальным, или «ротовым», обонянием. Оно дополняет ортоназальное обоняние — восприятие запаха через нос.

Изоамиловый эфир уксусной кислоты исторически называли «грушевой эссенцией». Вещество используют в производстве фруктовых вод, карамели Фото: © Ekkasit A Siam / Shutterstock / FotoDom

Принято считать, что человек различает четыре основных вкуса — сладкий, кислый, горький, солёный и признанный уже в XX веке умами — вкус высокобелковой пищи (глутамата натрия). Рецепторы находятся во вкусовых луковицах языка и активируются при контакте с веществами, растворёнными в жидкости (слюне). Некоторые луковицы отвечают преимущественно на горькие раздражители, другие — на сладкие, кислые или солёные. Часть вкусовых клеток может активироваться сразу несколькими вкусовыми веществами. Если их концентрация увеличивается, происходит возбуждение вкусовых луковиц практически всего языка.

При поступлении к рецепторам ретроназальным путём запах доминирует над вкусом. А то, что называют вкусом, на самом деле является вкусовым ощущением, и формируется оно по большей части за счёт ретроназального обоняния. Вот почему один и тот же запах может восприниматься по-разному в зависимости от того, какой вид обоняния используется — на вдохе или на выдохе.

«Распознавание простых вкусов заложено в нас с рождения, а вот ретроназальное восприятие запахов является приобретённым навыком и может существенно разниться от человека к человеку. Именно благодаря такому обонянию кухни народов мира разительно отличаются друг от друга… На данный момент наука о еде сосредоточена в основном на изучении состава пищи и восприятия вкуса. Теперь нам нужно лишь сменить направление исследования на противоположное и начать его с мозга; это позволит нам показать, что он не только получает сенсорную стимуляцию от рецепторов, но и сам активно участвует в процессе формирования вкусовых ощущений. Важно понимать, что во вкусной еде вкуса ничуть не больше, чем цвета в цветастом предмете. Цвет возникает благодаря различной длине волн, отражённых от объекта, а наш мозг преобразовывает их в цвет и придаёт ему смысл, влияющий на поведение. Аналогичным образом и запах — ключевой компонент вкусовых ощущений существует лишь в виде отличий между молекулами; наш мозг преобразовывает эту разницу в схемы и совмещает их со вкусами и информацией, поступающей от иных органов чувств, создавая запахи и вкусовые ощущения, влияющие на восприятие пищи», — пишет Гордон Шеперд.

При контакте с запахом пищи или напитков молекулы веществ стимулируют реснички, вызывая нервный импульс Изображение: © Nano Banana / промт Олеся Поповидченко / Сириус(Журнал

Он же придумал термин «нейрогастрономия», объединяющий разные сферы науки в единую дисциплину о вкусе. Современные профильные исследования начинаются с мозга и сосредоточены на том, как он формирует ощущения от пищи. К примеру, оказалось, что зоны мозга, которые отвечают за вознаграждение и вызывают аппетит при виде блюда, также заставляют человека переедать ультрапереработанные продукты, а в других ситуациях провоцируют агрессивное поведение и злоупотребление наркотиками. Особенности восприятия делают нас управляемыми, на чём часто играют производители и маркетологи.

«Моего знакомого, который разрабатывал специальные датчики для измерения разных силовых нагрузок, приглашали в Швецию. Там запускали новую линию чипсов, и надо было подобрать звук, который те издают, когда ломаются, чтобы он воспринимался как приятный. До такой степени всё продумывается в маркетинге. Работает широкое ассоциативное поле, создающее палитру ощущений: приятно-неприятно, комфортно-некомфортно. Это всегда должна быть полифония воздействий — тогда получается интересное решение. И запах как базовый регулятор очень важен», — поясняет Виктор Войнов. 

Эксперименты с обонянием, ароматами и их восприятием мозгом продолжаются и порой принимают очень неожиданные формы. Новые стартапы позволяют смотреть фильмы с запахами, распознавать запах взрывчатки, обнаруживать перегрев электрических проводов или чрезмерный износ шин. Также по запаху изо рта учёные научились распознавать маркеры некоторых заболеваний. Так можно выявить группу риска и провести более тщательные и точечные исследования. А есть инструменты, меняющие восприятие неприятного запаха. На стыке нейробиологии, биоинформатики и машинного обучения разработано ароматическое решение, которое не маскирует запах кошачьего туалета или прокуренного салона автомобиля, а меняет наше отношение к нему.