Chimica for Lovers #12: Odore e Sapore dell'Acqua

Come sapete, la rubrica Chimica for Lovers è dedicata alle domande più interessanti fatte dagli studenti, che alle volte riescono a tirare fuori argomenti non da poco. Per esempio una volta uno studente mi ha chiesto il motivo per cui l'acqua è inodore e insapore. La domanda è complessa e anche la risposta non è semplice, né esaustiva, perché dell'argomento non se ne sa tantissimo, ma resta comunque un quesito interessante da esaminare.

I sensi sono una modalità che permette a un organismo di ricevere informazioni sull'ambiente. La sensazione si esplica mediante l'interazione con i recettori, degli organuli costituiti da terminazioni nervose, che hanno come compito di registrare lo stimolo sensoriale rilevato dall'organo di senso, convertirlo in un segnale elettrico e trasmetterlo attraverso le fibre nervose alla corrispondente corteccia sensoriale, dimodoché venga acquisito, elaborato e ne sia progettata la risposta da fornire. 

I sensi possono essere divisi in due tipologie: i sensi “fisici” (vista, udito, tatto, equilibrio), che rispondono a proprietà fisiche (luce, suono, variazioni termiche o di pressione, spostamento nello spazio), e i sensi “chimici” (olfatto, gusto), che rispondono a proprietà chimiche (ovvero a sostanze chimiche). I sensi fisici sono più semplici da interpretare, e sono quello che conosciamo meglio, mentre dei sensi chimici ne sappiamo relativamente poco, per via di difficoltà oggettive. 

Per i sensi chimici avviene un'interazione tra la sostanza responsabile dello stimolo e il chemocettore (il recettore sensoriale), attraverso deboli legami intermolecolari. Il problema è che non sappiamo come sia fatto il sito recettoriale, per cui è difficile interpretare le modalità con cui questo avviene o prevedere la risposta che si può avere, ovvero è difficile modellizzare questa interazione; perciò ci si basa sulle evidenze derivanti dagli studi condotti. Probabilmente sono il tipo, il numero, la forza e la direzione di tali legami deboli a stabilire la risposta allo stimolo (ovvero odore e sapore); o meglio l'insieme di tutte queste caratteristiche genera una sorta di "impronta digitale" olfattiva o gustativa della sostanza, riconoscibile dal recettore, e la successiva elaborazione a livello corticoneurale viene interpretata come odore o sapore.

Da ciò che si conosce dell'olfatto, emerge che una sostanza ha odore se ha certe caratteristiche. Innanzitutto dev'essere molto volatile, perché deve raggiungere i chemocettori olfattivi nel naso; l'acqua rientra in questa categoria. Ma si osserva poi che una sostanza presenta odore se è apolare, mentre l'acqua è invece una sostanza polare: l'evidenza suggerisce che più una sostanza è polare e meno è probabile che abbia odore. La polarità è una proprietà della struttura molecolare per cui nella molecola si hanno delle zone con un addensamento di cariche di segno opposto, ma senza essere cariche intere come in uno ione: gli elettroni di legame devono avere delle zone di "preferenza" in cui spendere il tempo nel moto attorno ai nuclei. Perciò l'acqua è inodore in quanto sostanza polare.  

Ma questa non è una regola generale: molte sostanze polari (per esempio acidi) hanno odore, e i gas atmosferici (azoto e ossigeno), per quanto siano non-polari, sono inodori; d'altra parte cloro e ozono, che condividono la stessa caratteristica, hanno invece un odore sgradevole (che ne evidenzia la tossicità). Il che mostra, per l'appunto, che l'olfatto è il senso che conosciamo di meno, dato che molte evidenze non sempre sono rispettate.

Il fatto che l'acqua sia insapore è probabilmente legato al fatto di essere inodore, in quanto gusto e olfatto sono strettamente correlati. In realtà l'acqua, come sostanza chimica è insapore, mentre l'acqua che consumiamo normalmente, ha un sapore (per quanto tenue), dovuto alla presenza di sali minerali. Inoltre il discioglimento in essa di anidride carbonica, che porta alla formazione di specie acide, le fornisce un sapore acidulo (le acque gassate sono più acide, si avverte già a livello del gusto). Esistono anche dei sommelier dell'acqua, che consigliano una diversa marca in relazione al cibo, proprio come per i vini.

Invece sul motivo per cui l'acqua (ma anche l'aria) sia insapore e inodore si può fare una speculazione. Gusto e olfatto servono per la sopravvivenza: ciò che ha un cattivo odore o un cattivo sapore è probabile che sia contaminato da tossine o batteri. Ed è più facile riconoscerlo se non deve essere discriminato da altro: se l'acqua avesse odore e sapore sarebbe più difficile riconoscere al suo interno la presenza di un contaminante, perché andrebbe a creare un "rumore di fondo". Ovvero che siamo desensibilizzati all'odore dell'aria e al sapore dell'acqua.