有沒有大佬能夠通過化學的角度來解釋一下,一直很困惑,謝謝!!!


這還真是個有意思的好問題。

酸甜苦辣咸,俗稱五味。這些味道來自於舌頭上味蕾中的味覺受體。但實際上,人類的味覺受體只能感知酸甜苦咸鮮這五種味道,而辣味來自細胞膜上的瞬時受體電位通道,可不是只有舌頭可以感知辣味啊,不信?讓菊花試試辣椒的威力?

從生活的角度來說,大家更傾向於把甜和苦對立起來,比如苦盡甘來、憶苦思甜、先苦後甜等等,其實,上述酸甜苦咸鮮這五種味道對應著味蕾不同的感知機理,生命果真是很奇妙的。

味蕾示意圖

先說甜味吧,這是大多數孩子最喜歡的味道。你可能會想,這個問題應該不難吧,我高中是不是學過?

誰能想到,甜味的機理一直到21世紀才真正得到認知。

最早,人們觀察到我們熟悉的果糖、葡萄糖等都是一種多元醇,想當然的認為甜味應該來自羥基。這似乎有些道理,比如乙醇、乙二醇根本沒有甜味;而丙三醇就開始叫做甘油了,甘者甜也;五元醇木糖醇已經是一種很重要的甜味劑了;而我們熟悉的葡萄糖、果糖也都含有五個羥基。

要兩粒在一起才好

好像很容易啊,但人類老早就知道一種東西叫做「鉛糖」,也叫「鉛霜」,化學成分是醋酸鉛,入口有涼甜之感。傳說羅馬人特別喜歡這玩意,當時很流行一種食物——薩帕,就是「鉛霜」醋酸鉛的結晶水合物。在當時最有名的食譜《阿皮修斯》里共有450道菜譜,其中有五分之一都用了薩帕。把毒藥當美味,羅馬人終於走上了不歸路。

魯超:【元素家族-連載219】毀滅帝國的元素?

zhuanlan.zhihu.com圖標

但是醋酸鉛的成分里,哪裡有什麼羥基呢?

醋酸鉛分子式

進入現代化學時代,糖精和阿斯巴甜等甜味劑的發現讓化學家和生物學家們更加困惑了,不信你們看看下面的分子式?就阿斯巴甜有個羥基,但微不足道啊,這兩種物質中還有我們熟悉的臭味來源——氨和硫呢……

糖精分子式

阿斯巴甜分子式

1963年,Robert Shallenberger和Terry Acree提出了AH-B甜味理論。簡而言之,一種甜味化合物必須含有氫鍵供體(AH)和路易斯鹼(B),它們之間的間隔約為0.3 納米。根據該理論,甜味劑的AH-B單元與生物甜味受體上的相應AH-B單元結合以產生甜味感。

關於這個理論,下面這個帖子說得很好,我就直接搬運了。

我們也都有過相關的經驗,酸的東西吃多了,嘴裡會有微微的甜味,這就是酸甜可口啊!

為什麼醋酸鉛具有甜味??

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AH-B甜味理論也好,後來的BX理論、MPA理論也好,都沒有發現味蕾中真正的甜味受體。直到2001年才取得了關鍵性突破,對實驗室老鼠的實驗表明,擁有不同版本T1R3基因的老鼠對甜食的喜好程度不同。後續的研究表明,T1R3蛋白與T1R2蛋白一起形成了G蛋白偶聯受體,這就是哺乳動物的甜味受體,這是一種功能很強大的受體,其功能之一就是感知甜味。(其他重要功能我們後面還會再說)

這種甜味受體有意思的地方還有很多,比如它不僅存在於舌頭中,在胃腸道內壁、鼻上皮、胰島細胞、精子和睾丸中也能找到它的身影。有人認為,正是消化道中的甜味受體控制著飢餓感和飽腹感。

小蝌蚪:寶寶要吃甜食(新老司機都懂)

再比如,一天24小時,甜味感知的閾值竟然是不一樣的,科學家推測這可能和「人類為什麼要睡覺」這樣的話題有關係。

起來了起來了,吃糖了

不同物種對甜味的感知竟然會有顯著的差異。比如,新大陸的猴子就不覺得阿斯巴甜是甜的,而亞歐大陸的猴子和其他猿類都能感知到阿斯巴甜的甜味;而貓竟然根本不會感受到甜味。

貓:你們人類為什麼喜歡吃這些亂七八糟的東西?

說完了甜,我們再說鹹味。

這個相對比較簡單,我們都知道食鹽氯化鈉是鹹的,這裡的鹹味主要來自鈉離子。而其他鹼金屬離子也有鹹味,其中鋰離子和鉀離子和鈉離子大小較為相近,所以鹹度基本上在一個數量級上。一般我們將氯化鈉的鹹度定為1,氯化鉀的鹹度為0.6,所以經常被用於低鈉鹽的配置。

銣離子和銫離子就比鈉離子大太多了,因此鹹度相差很多。而銨離子和鈣離子雖然也有一定的鹹度,但它們帶給人們的更多的是苦味。

低鈉鹽能吃嗎?能不能吃我說了不算,我是覺得沒那必要。

我們的舌頭之所以能感受到鈉離子的鹹味是因為味蕾的細胞表層存在上皮鈉通道,鈉離子通過上皮鈉通道進入細胞,讓細胞去極化,並打開電壓依賴性鈣通道(VDCC),使細胞充滿鈣離子,導致神經遞質釋放。鹹味就這樣從鈉離子轉化成神經信號,被我們的大腦所感知。

看到右下角的鈉離子通道了嗎?

海水為什麼是鹹的?鹹的來源是什麼??

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最後我們再來說苦。

苦味應該是我們最不喜歡的一種味道,而自然界中大多數有毒化合物都是苦的,明顯,苦味是進化出的警示牌。

簡單地說就是,根據進化論,感知不到苦味的生物可能已經毒死了。

漢語四六級考試,斷個句吧。

可以對比一下檢測閾值這個概念,在五種味道裡面,甜味具有最高的檢測閾值,在0.5%的蔗糖溶液里,才能嘗出甜味;而苦味具有最低的檢測閾值,200萬分之一的奎寧溶液就能讓人嘗出苦味了。

你可以這麼理解,糖是重要的營養物質,是人類的「能量塊」,少吃一餐餓得慌,但是不會死;苦可能意味著有毒,一不小心就掛了,所以必須提升預警級別。所以,幾乎所以的哺乳動物都有感知苦味的受體基因——TAS2Rs。

很明顯,幸福的家庭都是一樣的,不幸的家庭卻各有各的不幸。

蘇菲瑪索(安娜*卡列尼娜):我認為樓上說得對

甜和苦也一樣:自然界大多數甜類物質都是一樣的——糖類;而有毒的苦味物質卻有很多種。

所以這就對動物們提出了更高的挑戰,人類共有43個TAS2R基因,所以可以感知的苦味物質較多,這些基因的發展史就是一部苦味物質的發展史。

一些水生動物對苦味的感知能力就較差,比如鴨嘴獸只有4個TAS2R基因;而一些草食動物需要經常面對各種植物,也就擁有更多探測苦味的TAS2Rs,可以感受到更為豐富的苦味。

而苦味的感知受體也使我們的老熟人,甜味的感知受體——G蛋白偶聯受體(其實它還可以感知到鮮味),還是它通過一系列的反應,將苦味物質轉化成神經信號,傳遞到我們的大腦。


總結一下:

1,人類的味覺來自味蕾上的味覺受體,酸甜苦咸鮮是味蕾可以感知的五味;

2,甜和苦的感覺很相似,在於它們通過相似的受體和信號轉導途徑。但又有點相反,一方面在於檢測閾值一個最低、一個最高;另一方面在於甜味的感知目標相對較集中,而苦味的感知目標較為分散。

所以,甜和苦似乎更加相對一點。

(嚴格的說,五種味覺都是並列的,都有各自獨特的味覺物質和感知受體、信號傳遞途經,這些都比較複雜,就不一一詳細些了。只是說甜和苦更加類似,有一定的可比性而已。)

參考:

1,https://www.scientificamerican.com/article/strange-but-true-cats-cannot-taste-sweets/


化學上對味覺機制沒有被完全認可的理論。基本認為呈味物質以某種方式刺激味覺受體產生味覺。一種理論認為酸,咸,甜,苦的呈味物質分別以質子鍵,鹽鍵,氫鍵何范德華力與味受體結合,產生味覺。因此不同味道從化學上沒有相對之說。各種味道物質有相互影響如」要想甜,加點鹽「。深入學習可參考烹飪化學和調味學專著。

生理對甜有愉悅感,對咸有需求感,對酸有腐敗感,對苦有毒感。人可以由味覺體驗滿足冒險刺激厭惡等感覺,進而產生對其他事物的象徵,如沒嘗過舊社會的苦,不知新社會的甜」。將人對象徵事物的觀點返回到味道上,更是社會觀點而與化學無關。

類似還有顏色的認識也是心理/社會而非物理視角。


從對對子的角度來說,無所謂,關鍵是看上下問,對對子其實並不重視字詞的機械性相對,語意對仗更重要。


從對子上來說……

上對下,天對地,鹽對醋,好對歹,士對炮。

既然鹽對上醋了,咸就對上酸了。剩下沒得選,只好甜對苦了。


這些都是獨立的味覺吧,咸和甜沒有任何衝突,可以又甜又咸混一起都沒問題。甜味和苦味也是獨立的,甜味一般羥基超過3就能感受到甜味,比如最簡單的丙三醇有3個,所以被稱為甘油,葡萄糖果糖有5個,還有很多包含多個羥基的醛和酮(基本就算是糖的定義了)以及醇都有很明顯的甜味,比如葡萄糖其實就是包含5個羥基的醛,經常聽到的木糖醇也有5個,有些物質卻很特立獨行比如糖精,一個羥基也沒有卻能產生蔗糖幾萬倍的甜度。而能產生苦味的基團就更多了,一般甜的都是高熱量的,而那些變質發霉的大多是苦的,這是動物進化的結果。所以苦味和甜味並不能像酸鹼一樣能中和,你小時候吃過的苦藥你把糖衣咬破你會發現它又苦又甜並不會中和,所以並不是相對的。

但是有甜食能讓人產生幸福感,苦味會讓人討厭規避,人們普遍喜歡甜討厭苦,因此在語言里人們拿甜和苦來形容好和壞,喜歡的和討厭的,比如苦盡甘來之類的詞,所以從這個角度你可以說甜和苦相對。反正甜和咸完全不沾邊就對了。


鹽是鹹的,糖是甜的,胸是軟綿綿的。這才是真理構成三國鼎立、


化學上沒有答案。

味道是味蕾決定的。達爾文生物進化論認為:香、甜、咸、鮮四種味道對應苦、臭、異味。

人類的先祖,最苦惱的是沒有足夠的熱量;同時苦惱的是吃錯東西會中毒。

如果沒有人工合成。香味只會來自於脂肪;甜味只會來源於糖,不太甜的多糖也有口感。

或者說:人類和哺乳動物的基因,把脂肪的味道歸併為香;把糖的味道歸併於甜;把蛋白質的味道歸併於鮮。

脂肪和糖類,恰好是富含熱量的大分子。

苦味、臭味一般來源於發霉,變質。容易致病致命。人類先祖抵觸這兩種味道。

異味,哪怕是異香、怪甜,人類也不喜歡。

綜上,達爾文進化論決定了香甜對應苦臭。

至於鹹味,來自於人們對食鹽的需要;

還有辣味,辣味不是一種味道。它是一種刺激的感覺,具有成癮性。


不應該是

甜對苦,咸對淡嗎?


據我簡陋的化學姿勢,甜應該是和酸相對的,如果你去拿ph試紙,會發現ph值大於7,因為甜的本質是一些遊離在水中濃度不高的氫氧根離子,所以要中和的話,應該是氫離子吧,那就是酸嘍。


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