Sötma och kolhydrater

Om en burk med light-läsk och en burk med vanlig, sockerinnehållande läsk släpps ner i vatten så kommer den ena burken att flyta medan den andra sjunker ner till botten. Anledningen är att vanlig läsk är en sockerlösning som har högre densitet än vad vatten har. Båda typerna av läsk smakar dock sött trots att de innehåller helt olika kemiska ämnen.

Vanlig läsk är en sockerlösning

Smaken av sötma förknippas ofta med vanligt strösocker. Strösocker är en kolhydrat som har det kemiska namnet sackaros. Kolhydrater är en stor grupp med molekyler som är vanligt förekommande i naturen. Många av dem smakar sött. Läsk är en vattenlösning av socker.
 

Genom att blanda två rena ämnen, till exempel socker och vatten, får vi en blandning. En blandning består alltid av två eller flera olika sorters molekyler medan ett rent ämne endast består av en sorts molekyler. När vi lägger en sockerbit i ett glas vatten så kommer den lösa upp sig i vattnet och vi har fått en sockerlösning. Om vi tycker att det går för långsamt kan vi röra om eller värma upp vattnet. När vi rör om i vattnet finfördelas och sprids sockermolekylerna snabbare.

Det finns en gräns för hur mycket socker som kan lösas i en bestämd volym med vatten. När den gränsen är nådd löser sig inte mer socker. Vi kallar det för en mättad lösning. Vid vanlig rumstemperatur (25 °C) uppnås mättnad vid 2,1 kg socker i en liter vatten. De flesta ämnen är mer lösliga i varmt vatten än i kallt. Om vi värmer till 50 °C kan vi lösa 2,6 kg socker i en liter vatten.

I läsk är vanligtvis sackaros tillsatt för att ge en söt smak. Läsk innehåller omkring 7 - 12 % socker. Beroende på hur mycket som är tillsatt får sockerlösningen olika densitet. Densitet är ett mått på hur stor massa ett visst ämne har per volymenhet. Densitet anges vanligtvis i kg/liter. Vatten har ungefär densiteten 1 kg/liter vid rumstemperatur. En liter vatten väger alltså omkring ett kilogram.

En vanlig läskburk (33 centiliter) innehåller 39 g socker. Då får läsken en densitet som är högre än vattnets densitet. När vi släpper ner en burk med vanlig cola i vatten kommer den alltså att sjunka. Light-läsk innehåller inget socker och tillsatsen av artificiellt sötningsmedel är så liten att det inte har någon större påverkan på densiteten. Eftersom läskburken dessutom inte är helt fylld så kommer den att flyta när den släpps ner i vatten.

Socker smakar gott för att det är viktigt för oss

Olika smaker påverkar vårt beteende och vår kropp reagerar känslomässigt på smaker som något positivt eller negativt. Sötma ger en kraftigt positiv känsla och gör att vi äter mer. Anledningen till att vi gillar sötma är för att vi ska få i oss tillräckligt med energi. För många är detta sug dock ett problem eftersom det också lockar till att äta sötsaker som godis, glass och läsk. Suget efter sött är medfött. Modersmjölk är ganska söt.

Vanligt strösocker, sackaros, är en så kallad disackarid. Den är uppbyggd av monosackariderna glukos och fruktos. En monosackarid är en så kallad enkel sockerart och är en grundenhet som bygger upp kolhydrater. De flesta monosackarider innehåller fem eller sex kolatomer. Monosackariden glukos kallas också druvsocker. Glukos är en vanlig byggsten i många kolhydrater, till exempel i polysackariderna cellulosa, stärkelse och glykogen.  En polysackarid består av ett stort antal sockerenheter som bildar en större molekyl.

Stärkelse är en vanlig polysackarid

Glukos bildas i växter genom fotosyntesen. Överskottet av glukos som bildas i växterna används för att bilda cellulosa som är växternas byggnadsmaterial, eller stärkelse som är en molekyl som lagrar växtens energi. Stärkelse smakar inte sött men när en frukt mognar bryts stärkelsen delvis ner till glukos och frukten blir söt. Jämför själv skillnaden i smak mellan ett omoget och ett moget äpple. Potatis, pasta och bröd innehåller också mycket stärkelse.
 

Ett sätt att undersöka om det finns stärkelse i en viss typ av mat är att göra ett jodprov. Om det finns stärkelse så färgas livsmedlet blått. Det beror på att de långa kolhydratkedjorna i stärkelse består av spiral-strukturer. Jod reagerar med denna spiral och ger en blå färg.

Kolhydrater vi äter börjar brytas ned redan i munhålan med hjälp av enzymet amylas som finns i saliven. Nedbrytningen fortsätter sedan i tunntarmen. Vi säger att kolhydraterna spjälkas. Stärkelse omvandlas till exempel till glukos. Glukos tas sedan upp i blodet via blodkärlen i tunntarmen. Beroende på hur snabbt kolhydraterna bryts ned får vi olika mycket glukos i blodet. Kolhydrater med snabb nedbrytning ger snabbt en hög halt av glukos i blodet. Vi säger att vi får högt blodsocker. Långsamma kolhydrater ger istället en mer jämn nivå av glukos i blodet. Vi mår oftast bäst om blodsockernivån är jämn. För människor med sjukdomen diabetes är det absolut nödvändigt att ha en jämn blodsockernivå. Ett sätt att ange vilken typ av kolhydrater en viss mat innehåller är glykemiskt index (GI). Kolhydrater som snabbt bryts ned har ett högt GI medan kolhydrater med långsam nedbrytning har ett lågt GI-värde.

När glukos kommit ut i blodet tas den upp av cellerna. Finns det ett överskott av glukos lagras detta som glykogen. Glykogen är en polymer uppbyggd av glukosenheter.

Inte bara socker är sött

Det finns också andra kemiska ämnen som smakar sött. Vissa används som sötningsmedel. Ett sådant ämne är proteinet mirakulin. Ämnet smakar i sig inget alls. Men om vi samtidigt äter något surt, till exempel en citron, så kommer det istället att smaka sött. När mirakulin utsätts för en sur miljö så ändrar ämnet sin tredimensionella struktur. Då kan mirakulin binda starkt till tungans smakceller för sötma som i sin tur sänder en signal till hjärnan att det smakar sött.

Redan 1879 upptäcktes av en tillfällighet det första artificiella sötningsmedlet sackarin. Under första och andra världskriget var tillgången på socker begränsad och sackarin fick då en stor spridning i hushållen i Europa och USA. Sackarin är 300 gånger sötare än vanligt socker och är lätt att tillverka industriellt. En del personer tycker dock att den har en metallisk bismak. En annan välkänd molekyl är aspartam. Aspartam är ett vanligt sötningsmedel i light-läsk och saft. Ett problem med aspartam är att det inte tål upphettning vilket gör det mindre lämpligt i bakning. Ett annat sötningsmedel som fått stor spridning och som är värmetåligt är sukralos. Sukralos är cirka 600 gånger sötare än sackaros. Eftersom det behövs en mycket mindre mängd för att uppnå söt smak kan artificiella sötningsmedel i princip anses vara kalorifria. På senare år har det naturliga sötningsmedlet steviosid, även känt som stevia, fått stor spridning. Steviosid kommer från växten sötflockel och är 300 gånger sötare än sackaros.

Även om sockerfria produkter anses vara bra för tänderna är användandet ifrågasatt. Förutom en smak av sötma leder intag av socker till en känsla av mättnad. Om vi ersätter socker med artificiella sötningsmedel riskerar vi därför att äta mer. Benämningen sockerfritt är också väldigt missvisande, sockerfritt godis kan innehålla över 50 % kolhydrater. Det beror på att benämningen sockerfritt betyder att produkten består av maximalt 0,5 gram sockerarter (mono- och disackarider) per 100 g eller 100 ml. Polysackarider som stärkelse räknas inte som socker enligt denna definition. Stärkelsen börjar dock att brytas ner till glukos redan när vi tuggar på det i munnen.

Olika kemiska strukturer kan smaka sött

De kemiska strukturerna för sackarin, strösocker och aspartam liknar inte varandra speciellt mycket. Trots det smakar de alla sött. På tungan finns små porer med smaklökar. Smaklökarna innehåller smakceller. Smakcellerna gör det möjligt för oss att känna av olika smaker via så kallade receptorer. Receptorerna är speciella proteiner som kan känna igen molekyler. Idag känner vi till fem olika grundsmaker: salt, surt, sött, beskt och umami. Söt smak, liksom beska och umami, upplevs genom att olika molekyler binder till specifika receptorer på smakcellens yta. Salt och sur smak känns istället igen genom att vissa joner ger upphov till en signal i smakcellerna. När sötsmakande molekyler binder till receptorer på smakcellens yta skickas en signal till hjärnan att det smakar sött. Länge trodde forskarna att det fanns flera olika smakreceptorer för sötma, men det har visat sig att det endast finns en receptor. Olika sötsmakande molekyler binder dock till denna receptor på olika sätt och därför kan molekyler med väldigt olika struktur smaka sött.

Quiz - Sötma och kolhydrater
Vilket alternativ är korrekt om stärkelse?
Polysackarid som växter byggs upp av.
Glukos är en enkel sockerart. Vilket är det kemiska namnet för dessa sockerarter?
Vilket alternativ är inte en kolhydrat?
Vad är densitet?
Hur får man ett fast ämne att lösa sig snabbare i en vätska?
Vilken funktion har enzymet amylas?
När uppstår en mättad sockerlösning?
Vad är glykemiskt index (GI)?
Varför smakar artificiella sötningsmedel sött?
Uppgifter

          Förklara och beskriv

  1. Vad är sackaros?
  2. Förklara vad som menas med en blandning.
  3. Förklara vad som menas med en mättad lösning.
  4. Förklara betydelsen av begreppet densitet.
  5. Vad är det för skillnad på ett ämne med hög densitet jämfört med ett ämne med låg densitet?
  6. Vilken densitet har vatten?
  7. Enheten för densitet är kg/l. Förklara varför sockerlösningar med olika sockerhalt får olika densitet.
  8. Förklara varför sockerfri läsk har en lägre densitet än läsk med socker i.
  9. Varför tycker så många om att äta sötsaker?
  10. Vad är en disackarid?
  11. Vad är en monosackarid?
  12. Beskriv likheter och skillnader mellan en monosackarid, en disackarid och en polysackarid
  13. Förklara vad som sker vid fotosyntesen.
  14. Vad är  kolhydrater?
  15. Vad är cellulosa?
  16. I vilka livsmedel finns mycket stärkelse?
  17. Hur kan du använda jod för att ta reda på om ett ämne innehåller stärkelse?
  18. Beskriv vad som händer med stärkelsen som vi äter.
  19. Förklara varför en mogen frukt smakar sötare än en omogen.
  20. Vad innebär högt blodsocker?
  21. Förklara vad som menas med GI-värde.
  22. Vad är det för skillnad på livsmedel med högt GI-värde och livsmedel med lågt GI-värde?
  23. Vad är en polymer?
  24. Vad är ett artificiellt sötningsmedel?
  25. De kemiska strukturerna för sackarin, strösocker och aspartam liknar inte varandra speciellt mycket. Trots det smakar alla sött. Förklara varför.

    Argumentera och resonera
     
  26. Diskutera vilka anledningar det finns till att använda artificiella sötningsmedel i livsmedel. Vilka fördelar och nackdelar kan du komma på?
  27. Vilka naturvetenskapliga argument finns för och emot dessa påståenden?
    a) Du kan bli beroende av socker.
    b) Du blir hyperaktiv om du äter för mycket socker.
    c) Det är bättre att dricka light-läsk än sockrad läsk.
    d) Kost med lågt GI-index är bättre för vår hälsa.
    e) Artificiella sötningsmedel är farliga för hälsan.

    Ta reda på
     
  28. Mirakulin är inte tillåtet som livsmedel inom EU. Ta reda på hur det kommer sig.
  29. Undersök sockerhalten och stärkelsehalten i några olika livsmedel
  30. Går det verkligen att lösa 2,1 kg socker i en liter vatten? Fråga er lärare om ni får prova.