משקאות תוססים מאופיינים בכך שהם מכילים פחמן דו חמצני (CO2) מומס בתוכם. ברוב המשקאות, מוחדר הפחמן הדו חמצני באמצעות דחיסה שלו בלחץ גבוה עם הנוזל. לעתים, מקור הפחמן הדו חמצני בתסיסה ביולוגית (כמו במקרה של שמפניה) וכן קיימות נביעות בהן כתוצאה מתהליכים במעמקי האדמה, המים פורצים אל פני השטח כשהם תוססים.
מימין: הסיפולוקס, מכשיר המאפשר דחיסה של מים ופחמן דו חמצני לייצור סודה באופן ביתי (צולם על ידי אלי שני). משמאל: יין נתזים (מקור התמונה מפליקר).
כאשר פחמן דו חמצני מומס במים, חלק ממנו מגיב עם המים ליצירת חומצה פחמתית. קיים שיווי משקל בין שני המצבים, וניתן לומר שככל שיותר פחמן דו חמצני יידחס אל המים כך גם תעלה הכמות של החומצה הפחמתית. בגוף, משמשת כמות החומצה הפחמתית בדם כמדד לכמות הפחמן הדו חמצני, ולמנגנון זה תפקיד חשוב בבקרת הנשימה.
כאשר הוא מומס במים, חלק מהפחמן הדו חמצני הופך לחומצה פחמתית.
עד כה תיארנו 2 מאפיינים של משקאות תוססים: הראשון – הם מכילים פחמן דו חמצני. השני – הם מכילים חומצה פחמתית – ולכן הם חומציים (pH בסביבות 3). המאפיין השלישי והאחרון של המשקאות התוססים נובע מכך שהמסיסות של פחמן דו חמצני במים היא למעשה נמוכה למדי. מסיבה זו, דרושה דחיסה בלחץ של הנוזל וגז הפחמן הדו חמצני על מנת למוסס כמות מספקת שלו, וכן נחוץ לשמר את הלחץ כל עוד המשקה אינו נצרך. ברגע שאנו פותחים את מיכל המשקה, בין אם זו פחית קולה או בקבוק שמפניה, משתחרר הלחץ שנשתמר עד לאותו הרגע במיכל האטום. מרגע זה, לאור המסיסות הנמוכה שלו, עוזב הפחמן הדו חמצני את המשקה והופך חזרה לגז – אשר ניתן להבחין בו כבועות הנוצרות במשקה ועוזבות אותו. תופעה זו גוברת כאשר מחממים משקה תוסס, מכיוון שככל שהטמפרטורה גבוהה יותר – כך יורדת מסיסותו של הפחמן הדו חמצני. חימום שכזה קורה גם כאשר משקה תוסס צונן בא במגע עם הפה והלשון החמים יחסית. בניגוד לשני המאפיינים הראשונים שתוארו אשר נגעו בהרכב הכימי של משקאות תוססים, המאפיין השלישי מתאר תופעה פיסיקלית, של היווצרות בועות בתוך המשקה, המועצמת תוך כדי צריכתו.
כעת משסיימתי לתאר "מה הם המאפיינים של משקאות תוססים", אתאר את התיאוריה הרווחת כיום לגבי האופן בו אנו חשים את התוססות הדוקרת את הלשון והפה. רוב מה שאתאר מבוסס על מחקר פורץ דרך בתחום, שפורסם במגזין Science ב-2009 ועל ראיון שבוצע עם המדען החוקר, צ'רלס צוקר, מאוניברסיטת קולומביה בניו יורק:
על גבי הלשון קיימים 5 סוגי תאים המתמחים בחישת חמישה טעמים – מתוק, מלוח, מר, חמוץ ואוממי (ניתן לקרוא על אוממי בחלק התגובות של של התשובה בלינק). למרות זאת, ביכולתנו להרגיש תחושות נוספות בפינו; אחת מתחושות אילו היא התסיסה. התפיסה שהייתה קיימת עד לפני מספר שנים, הייתה שלמאפיין הפיסי, של יצירת הבועות בזמן שהמשקה נוגע בלשון ובפה, תפקיד מרכזי ביצירת התחושה הדוקרת. בניגוד לתפיסה זו, מחקרים שבוצעו בתוך תא לחץ, היוצר תנאים בהם הפחמן הדו חמצני נותר מומס במשקה ולא יוצר בועות (ניתן לדמיין זאת כאילו נחקרים הוכנסו לבקבוק גזוז ענק ושתו את הגזוז מבלי לפתוח את הבקבוק ולהפחית את הלחץ), הראו שליצירת הבועות יש תפקיד משני בחישת דקירות התסיסה. ממצאים אילו נתנו רמז לכך שאנו חשים מאפיינים כימיים של משקאות תוססים; קרי, נוכחות של חומצה פחמתית או פחמן דו חמצני.
הדבר הראשון שהראו במחקר, הוא שעכברים יודעים לטעום פחמן דו חמצני באופן ישיר, בין אם במשקה תוסס ובין אם כגז המוזרם על גבי הלשון. הראו זאת באמצעות מעקב אחר הפעילות החשמלית של עצבי חישה המעבירים איתותי טעם מהלשון אל המוח. לאחר מכן, יצרו במעבדה חמישה זני עכברים, אשר כל אחד הינו חסר באופן ספציפי את אחד מחמש סוגי התאים החשים בחמשת הטעמים. לדוגמא, היו ברשותם עכברים מזן אשר לא חש את הטעם המתוק, ובאופן דומה עכברים אשר לא חשים את הטעמים האחרים. כל זני העכברים האלו הצליחו לטעום פחמן דו חמצני, פרט לזן העכברים אשר הינו חסר את היכולת לחוש בטעם החמוץ. מכך הם הסיקו שהמנגנון המולקולרי ש"טועם" פחמן דו חמצני נמצא בתאי חישת הטעם החמוץ. כפי שתיארתי, גם משקאות תוססים הם חומציים, אך מאחר ואנו חשים בהבדל בין חמיצות רגילה דוגמת זו של לימון או של חומץ לבין הטעם התוסס, הניחו החוקרים שבתוך תאי חישת הטעם החמוץ קיים מנגנון נוסף, המזהה באופן ישיר פחמן דו חמצני.
החוקרים חיפשו ומצאו שהגן המאפשר את חישת הפחמן הדו חמצני בתאי חישת הטעם החמוץ, מקודד לחלבון "קרבוניק אנהידראז", אשר הינו אנזים המאיץ ריאקציה בה פחמן דו חמצני ומים מומרים לאניון ביקרבונט ולפרוטון. האנזים ממוקם בתאי חישת הטעם החמוץ על גבי הצד החיצוני של קרום התא, ובסביבה עשירה בפחמן דו חמצני (הנוצרת בזמן שתיית משקה תוסס) הוא פועל במהירות אדירה ויוצר בסביבתו ריכוז גבוה של פרוטונים. פרוטונים אילו, מזוהים על ידי קולטנים אחרים ולפי הצעת החוקרים, מאתחלים ככל הנראה את התמסורת שמתורגמת במוחנו לתחושת התוסס.
מאת: דניאל בן-הלוי
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים:
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
