【科普】辣味小传

背景

人人都道，酸甜苦辣咸乃人间五味，五味俱全才是人生百态应该有的样子。辣作为五味之一受到许多人的追捧，爱吃辣的人“痛并快乐着”，辣让人们欲罢不能，提到辣是否已经想起辣椒在舌尖跳跃时的快乐呢，然而辣与其他四味却有不同，下面从生活中常见的辣味食材（图1）入手帮助大家从化学的角度重新认识辣。

图1 常见的辣味食材

辣椒、大蒜、生姜图源于众图网，作品编号：2587180、305062、910562；辣根图源于公众号：甜牙齿sweetteeth）

Part.1

辣并不是一种味觉？

尽管辣是中国人常说的五味之一，但它并不属于味觉，是否让人摸不着头脑，辣怎么又不是味觉了呢？味觉是味蕾受到化学物质刺激后在味觉中枢引起的感觉；而辣味并不是味蕾感受到的味道，我们的口腔中有一种可以和辣椒素结合的受体蛋白质，在吃辣时，辣椒中所含的辣椒素就会和这种受体结合，刺激痛觉神经并传递给大脑，因此，辣是一种痛觉[1]。这种痛觉传递给大脑，大脑就会释放多巴胺，这会让人产生愉悦感，有释放压力的作用，这或许也正是人们喜辣的原因所在[2]。换个角度看，这种吃辣所带来的快感其实是大脑在安慰我们。

Part.2

代表性辣味物质结构

辣味物质的分子结构一般都是两性分子，极性的头部为定味基，而非极性的尾部为助味基[3]。虽然吃辣味食物的感受基本相似，但不同科属的食材中引起辣味的成分亦有不同，见表1[4]。

表1 不同辣味食材中的辣味成分[4]

2.1辣椒素及其同系物

四川、重庆和湖南等地均嗜食辣，辣椒原产于南美洲，明末清初时期随欧洲人传入中国，大概只有400年的历史[5]。辣椒自走出南美洲后便受全世界人民喜爱，墨西哥人更是视其为国食[6]。1923 年，Nelson 和 Dawson 发现了辣椒素的化学结构[7]，辣椒素及其类似物（表3）是辣椒中的主要成分，都具有香草酰胺结构单元，只是酰胺侧链碳原子数及饱和度有部分差异。

表2 辣椒素及其类似物[4]

2.2大蒜素及其衍生物

大蒜原产自西域，看起来人畜无害，一旦吃多了胃就会难受。由于吃蒜会有强烈的气味，蒜一早便被佛教信徒列为禁品，然而普通人可不会考虑这些，而且大蒜还可以去腥增味，是故，自张骞出塞带回大蒜后，便在中原生了根，成为我们常用的辛味调料之一。唐朝时期，吃大蒜是没有地域之分的，偏居西南的四川人民同样嗜食生蒜。元朝之后，食蒜便有了地域之分，北方人酷爱，南方则逊之[8]。时至今日，北方人仍然喜爱生食葱蒜，其热情远超原产地。

为何大蒜本身并无异味，切开捣碎后就会产生刺激性气味呢？这是由于大蒜在破碎后导致细胞破裂，原本两不相见、各自并无异味的蒜氨酸酶与蒜氨酸发生反应，产生活性中间体2-烯丙基次磺酸，并迅速转化成大蒜素等硫代亚磺酸酯类（图2），大蒜素在常温下不稳定，会分解生成各种挥发性硫醚化合物形成大蒜特征性气味[4]。所以人们以蒜为佐料时，通常会拍碎或捣碎。

图2 大蒜素的辣味成分来源与转化[4]

2.3异硫氰酸酯类

深受人们喜爱的野菜荠菜、属于调味料的辣根、山葵等都属于十字花科植物，它们都含有辣味成分，提取出的芥末、辣根和芥子油，辣味独特，常搭配凉菜生鲜使用以掩盖油腻和腥味，三者的辛辣味都来自异硫氰酸酯类化合物。而异硫氰酸酯类均是植物组织细胞破碎后芥子酶分解硫代葡萄糖苷而产生的辣味化合物(图3)[4]。

图3 山葵、辣根及芥菜中的辣味成分形成过程[4]

2.4姜辣素类化合物

生姜是日常生活中常用的调味品，常用来去腥，还能增加食欲。相传孔子吃饭有个习惯：“不得其酱不食……不撤姜食，不多食”，前半句强调不同食品得搭配相应的酱，后半句说的是每顿饭都要有姜相伴[8]。为什么孔子对姜情有独钟？有人说那是他常备案前、用来提神的零食，也有人说姜是他的“暖胃药”，毕竟孔子周游列国，舟车劳顿，久而久之，落下了胃病，于是每餐非吃生姜不可了。

姜的辣素成分相对复杂——姜辣素直到1879年才被提取出来[8]。与大蒜类似，生姜的风味主要由姜精油和姜辣素产生，姜精油是生姜中的挥发成分，为生姜赋予独特的香气和风味；姜辣素是生姜的特征性呈味物质。对于辣味而言，姜辣素并非单一化合物，而是生姜中具有辣味物质的总称，根据其官能团所连链烃的不同可分为不同类型（图4）[4]。

图4 生姜中的风味成分[4]

Part.3

辣味化合物的作用

3.1 食疗功效

人们通常对辣味物质的食疗作用了解较多，辣味物质可以促进消化液的分泌、具有发散作用、能促进身体血液循环等，即人们常说的开胃、发汗、行气、活血等，在这看似纷繁复杂的背后，实则有一条主线贯穿始终，那就是兴奋[9]。此外，也包括文章开头就提到的改善心情之效。但是，过度食辣则会“引火伤身”，因此大家要根据自身情况科学饮食，时刻谨记微辣有益健康。

3.2医药功效

辣味物质在医学中也有广泛的作用，以文中提及的四类辣味物质为例介绍其医药功效。中国是最早将辣椒用作药物实验的国家之一，中医常使用辣椒治疗胃寒、风湿等症状，目前辣椒素的镇痛作用在临床上应用较多，可以缓解关节炎和肌肉疼痛，市场上也有辣椒素制成的镇痛膏药供患者使用。大蒜素有抗菌、防止血小板凝集以及抑制癌细胞生物活性的作用，其抗菌性主要与硫代亚磺酸酯有关，最受人们关注，而大蒜素具有热不稳定性，因此加热烹饪会导致大蒜素的抗菌性失活，所以生食大蒜才能发挥其抗菌功效。流行病学研究表明，异硫氰酸酯具有较好的抗肿瘤活性，能降低人们患肺癌和肠道癌的风险，但是高剂量的异硫氰酸酯具有基因毒性，会损伤DNA，因此其临床价值仍较为有限。姜辣素具有优越的抗氧化活性，研究表明姜辣素的抗氧化能力比维生素E更强，因此有保护心脑血管，降低胆固醇的功效，姜辣素还能通过诱导癌细胞凋亡，抑制癌细胞生长，在抑制乳腺癌、宫颈癌等方面有显著效果，此外姜辣素也有消炎的作用[4]。

Part.4

总结

随着现代社会的竞争愈演愈烈，人们的压力也越来越大，而吃辣可以带给人们快感，释放压力，因此辣味在我们的生活中扮演着不可或缺的角色。在满足食欲之余，辣味也发展成了一种文化，虽然食辣有诸多好处，但是过度食辣也会引起流鼻涕、炎症、红肿等，对我们的身体有一定程度的伤害，大家要根据自己的身体情况适度食用，切忌贪嘴。

参考文献

[1] 纪光伟.原来辣不是一种味道?! 爱吃辣的人痛并快乐着……[J].意林文汇,2018,(23): 42-45.

[2] 高键.辣的本质是疼痛 微辣有益健康[J].决策探索(上半月),2017(02):88.

[3] 张洪渊.味觉的化学[J].生物学通报,1990(05):18-20.

[4] 高文超,田俊,姜雪峰.味觉化学之辣味化学[J].化学教育(中英文),2020,41(14):1-6. DOI:10.13884/j.1003-3807hxjy.2019120076.

[5] 仰之.每种味道都有往事[J].中学生百科,2009(18):38-39.

[6] 张唯诚.喜辣——我们的味觉探险[J].科学与文化,2012(03):22-23.

[7] 王梓璇,王童童,王敏,韩天龙,刘登勇.辣味感觉的产生及其调控机制研究进展[J/OL].食品科学:1-12[2022-10-13].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20220414.1031.010.html

[8] 未几.葱姜蒜椒,古老的辛味调料辣椒传入中国前,我们吃什么"辣"?[J].国家人文历史, 2022(3): 62-69.

[9] 周俭.滋味[M].北京:化学工业出版社,2021.

作者：王采怡

作者单位：西北师范大学