מחקר: מים כבדים "מתוקים" יותר

מחקר ייחודי באוניברסיטה העברית מצא כי מים כבדים מתוקים יותר באופן מובהק ממים רגילים, ואף עשויים למסך מרירות קלה. אל תנסו בבית

ערוץ 7 , כ"ט בניסן תשפ"א

מחקר: מים כבדים "מתוקים" יותר-ערוץ 7
פרופ' מאשה ניב
צילום: אלעד ברמי

המונח "מים כבדים" מוכר בישראל בעיקר בהקשר לכורים הגרעיניים, שם הם משמשים הן כחומר מקרר והן כחומר מאט, ומאפשרים שימוש באורניום בדרגת העשרה נמוכה יותר.

מים כבדים, שנוסחתם הכימית היא D2O, הם למעשה מולקולה המורכבת מאטום חמצן הקשור לשני אטומי דאוטריום (מימן כבד), שנמצאים בטבע בכמויות מזעריות (בשכיחות של 1 ל-20 מיליון מולקולות מים) ומיוצרים בתהליך זיקוק יקר.

הם דומים בתכונותיהם הכימיות למים רגילים, אך אטומי המימן שהוחלפו באיזוטופ מימן כבד יותר – הדאוטריום, תורמים לכך שמסת המים הכבדים גדולה בכ-10% מזו של המים הרגילים.

המימן הכבד התגלה על ידי המדען הארולד יורי, שזכה על גילויו בפרס נובל בכימיה בשנת 1934. ב-1935 יורי ושותפו פרסמו בכתב העת המדעי היוקרתי Science (בתגובה לכמה ידיעות אנקדוטיות באותה תקופה על טעמם של המים הכבדים), כי המים הכבדים הם בעלי טעם זהה למים מזוקקים רגילים. דעה נחרצת זו מפי חתן פרס נובל, בעיתון מדעי מוביל, כמעט וסתמה את הגולל על הניסיון להתחקות אחר טעם המים הכבדים.

"אף אחד מאיתנו לא מסוגל לזהות את ההבדלים, אפילו לא הקטנים ביותר, בין טעמם של מים מזוקקים רגילים לטעם של מים כבדים טהורים", הסבירו יורי ושותפו למחקר. ובכל זאת, חוקרים המשיכו להתעניין בטעמם של המים הכבדים לאורך השנים, העניין הפך לתופעה ביזארית מפתיעה, וכיום ניתן למצוא סרטונים עם ניסויי טעימה רבים, למשל כאלה המתועדים ב-יוטיוב - בעיקר של כימאים המשתמשים במים כבדים בניסויי תהודה מגנטית גרעינית (NMR).

"כמובן שאין לשתות מים כבדים באופן בלתי מפוקח", ממהרת להזהיר פרופ' מאשה ניב מהפקולטה לחקלאות, מזון וסביבה באוניברסיטה העברית, שיצאה לחקור את התעלומה ארוכת השנים של טעם של המים הכבדים עם חברי מעבדתה ושותפים מצ'כיה ומגרמניה. תוצאותיהם פורסמו לפני ימים אחדים כעת בכתב העת המדעי Communications Biology.

תחילה נבדק באופן מבוקר האם חושי הטעם והריח האנושיים מסוגלים להבדיל בין מים כבדים למים רגילים. ל-28 נבדקים ניתנו שלוש דוגמאות של מים, שתיים מהן של מים רגילים ואחת של מים כבדים. הם נדרשו בפעם הראשונה להריח את המים, בפעם השנייה לטעום את המים מבלי להריח (תוך סתימת האף עם אטב), ובפעם השלישית לטעום את המים עם אפשרות להריח אותם.

התוצאה שהתקבלה היא שרוב הטועמים הצליחו להצביע נכונה על הדוגמה יוצאת הדופן על סמך הטעם (אך לא על סמך הריח בלבד). בנוסף, מתוך שאלון שמלאו, התברר כי הטועמים ציינו את המים הכבדים כמתוקים יותר מהמים הרגילים, וגם העניקו ציון מתיקות גבוה יותר ככל שהתמיסה הכילה יותר מים כבדים ביחס לרגילים. כמו כן, המתיקות הנתפסת של ממתיקים ידועים (למשל גלוקוז) נתפסה כגבוהה יותר כאשר הומסה במים כבדים לעומת מים רגילים.

האם מים כבדים עשויים להשפיע גם על טעמים אחרים? החוקרים בדקו את תגובותיהם של הנבדקים כשהוסיפו מים כבדים ומים רגילים למונוסודיום גלוטמט (או בקיצור MSG, בעל הטעם האומאמי מעורר התיאבון) או לחומר המר כינין (המשמש כתרופה למלריה), וביקשו מהם לטעום. "נמצא כי הטעם אומאמי לא הוגבר בהמסת MSG במים כבדים. המרירות הנתפסת של הכינין הייתה מופחתת כשהומס במים הכבדים לעומת הרגילים, בהתאם להשפעה הידועה של ממתיקים כמפחיתי מרירות", הסבירה פרופ' ניב.

האם ייתכן שהקולטן על הלשון האחראי על חישת סוכרים (TAS1R2/TAS1R3), הוא זה שמופעל בעזרת המים הכבדים, למרות הבדלים במבנה הכימי של סוכרים לעומת ה-D2O? שאלה זו נבדקה בעזרת מעכב ידוע של קולטן הסוכרים בשם לקטיזול (מונע את העברת המסר "מתוק" על ידי הקולטן). אם מתיקות המים הכבדים מתווכת על ידי הקולטן, הלקטיזול צריך לחסום אותה. ואכן, בניסוי חישת טעם בקרב פאנל טועמים, התברר כי המתיקות ירדה בצורה משמעותית בנוכחות לקטיזול. כלומר, הקולטן למתיקות הסוכר הוא זה שאחראי גם למתיקות המים הכבדים.

"יש המון גורמים שמשפיעים על תחושת הטעם שלנו - הרכב הרוק, מצב הרעב ומצב הרוח של הטועם ועוד. לפיכך, בדיקה על בני אדם אינה מספיקה", מסבירה הדוקטורנטית נטלי בן עבו ממעבדתה של פרופ' ניב. "בעזרת מנהלת המעבדה ד"ר עינב מלאך, הקמתי ניסוי בתאים שגודלו במעבדה. בניסוי השתמשנו בתאים שנמצאים בפלטה (צלחת) דרכם הצלחנו לבדוק באופן ישיר מה קורה לקולטן בלי סביבה אנושית, וכיצד התאים עם הקולטן מגיבים למים כבדים. תוצאות הניסוי חזרו ותמכו בממצאים של הניסויים הסנסוריים, החושיים".

אמנם המים הכבדים לא יהפכו למשקה חדש בשל מעורבותם בתהליכים רבים בגוף האדם ורעילותם האפשרית (אלא אם אחוז משמעותי מהמים בגוף יוחלף במים כבדים), וגם בשל מחירם הגבוה. מאידך, המחקר קובע כי המים הכבדים גורמים למתיקות בכוחות עצמם, וגם מוסיפים למתיקותם של סוכרים ולכן מאירים פן חדש ולא מוכר בתפקודו של הקולטן לטעם מתוק. "המחקר הנוכחי פותר מחלוקת ארוכת שנים בנוגע לטעם של מים כבדים, והמידע החדש שהתגלה בו יוכל לעזור בפיענוח העברת סינגל על ידי קולטנים, ואולי בעתיד גם בפיתוח של דורות חדשים של ממתיקים", מסכמות החוקרות.