关于酸甜苦辣咸的体验,我们中国人很有发言权,因为地大物博、菜系丰富、口味多样,但就算是天天入口,每日体验,你能知道目前世界上已知最酸、最甜、最苦、最辣、最咸的东西都分别是什么吗?再试想,如果把这些东西送一勺进嘴里,又会怎样?
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调味料
一个广为流传的说法是,世界上已知最苦的物质是苯甲地那铵(Denatonium)。但它实际上只是个阳离子,而阴离子也会影响苦味,所以这一说法并不准确。完整地说,世界上已知最苦的物质是苯甲地那铵糖精盐。
苯甲地那铵糖精盐的有机结构
在水中,此物质的浓度只需达到0.01ppm(即一亿分之一)即可被味蕾察觉。相比之下,它比奎宁苦5000倍左右,甚至比黄连素还苦约400倍。
虽然各种苯甲地那铵盐早在1958年就由苏格兰化学家哈罗德·史密斯(Harold Smith)合成了,但千万不要以为它已经过时了,直到今天,它仍然活跃在我们身边,并作为“臭名昭著”的厌恶剂(一类通过引发机体生理或心理厌恶反应,从而抑制特定行为或阻止生物接触的物质)广泛存在。它藏在部分指甲油、汽车防冻液、油漆、老鼠药、锂电池,以及著名的Switch游戏卡带上,用以防止人类误食。虽然味道不讨人喜欢,但它们确实在无形中扼杀了许多悲剧。
尝试舔了一口Switch卡带后的反应(图片来源:Kotaku)
在小鼠实验中,科学家已经证明,苯甲地那铵糖精盐的半数致死量(一定条件下给予实验动物某种化学物质后,导致50%实验动物死亡所需的单位体重剂量)约为1430mg/kg。因此,只要“勺子”不是太大,就算送一勺进嘴里应该也是不用担心会被毒死的。但是,作为已知最苦的物质,一次性吃下这么多量,极可能会直接导致味觉系统彻底报废,自此以后能感受到的只有无尽的苦味。
已经开始畏惧五味的最终形态了?不必,这只是开胃环节。
关于世界上最甜的物质,其实科学界的答案并不十分统一。有人提名一种名为卡坦精(Thaumatin)的甜味蛋白,宣称它比蔗糖甜60万倍,但其实这是谣传。按照摩尔量计,它的甜度约为蔗糖的10万倍。然而,是的,这还不够。
在广泛使用的甜味剂中,最甜的应是爱德万甜(Advantame),甜度按质量计约为蔗糖的两万倍(按摩尔量计会更高)。它最早由日本的Ajinomoto公司于2008年开发,在随后的十几年间逐渐获得了普遍的安全性认可,并被推广为新一代甜味剂。
但是,人们其实早就合成了许多比上述二者还要甜得多的物质,只不过因为各种原因无法应用。有资料显示,已知最甜的物质是20世纪末法国里昂大学研发的Lugduname,学名N-(4-氰苯基)-N-(2,3-亚甲二氧苄基)胍乙酸,其甜度可以达到蔗糖的30万倍。
Lugduname的有机结构
虽然甜度惊人,但有机结构图却暗藏危机:一个氰基、一个胍基的结构足以为其在毒性检测中的表现画上句号。也正是因为它很难被推广应用,Lugduname的发明者到后来甚至连专利费都支付不起了。
不过历史的长河里,还是流传下了一位亲自尝过的人的描述:Lugduname刚入口时,会感受到一股奇怪的酸味,可能是因为有少量氯化氢(HCl)未被分离;但紧接着,味道将越来越甜,经久不散,甚至几个小时后,舌头上的甜味仍然十分明显;当微微加大一点点入口的剂量,立刻就会感到五官同时遭到了强烈的刺激,让人无法正确捕捉甜味的来源。据受试者表述,当时他甚至觉得甜味来自耳朵,同时他感受到胃酸开始过度分泌,呕吐的冲动十分强烈。
值得一提的是,关于Lugduname的毒性数据后来一直没有被披露。但可以确定的是,受试者的摄入量一定不大,由此可以推断,在摄入量不足的前提下,毒性并不明显,但刺激仍然存在。
不同于其他那些看起来玄之又玄的化学名称,目前世界上已知最咸的食物就是人人家中常备的食盐。顶多,严谨一点,由于常见食盐中还是会包含一些添加剂,最咸的物质应该为含量无限趋近于100%的氯化钠。已知食盐的致死量为0.5~1g/kg,按照每个人的体重换算一下,就知道就算送一勺盐进嘴里必定是没有生命危险的,至于滋味体验就是见仁见智了。
一提起辣,多数人首先想到的肯定是辣椒,但辣椒素(Capsaicin)远不是世上最辣的物质。在摩洛哥阿特拉斯山脉的山坡上,生长着一种被称为树脂大戟(E.resinifera,又名白角麒麟)的植物。它体内有一种乳白色的汁液,其中就含有目前世界上已知最辣的物质——树脂毒素(Resiniferatoxin,缩写 RTX)。
树脂大戟
据悉,树脂毒素的辣度可以达到160亿SHU(Scoville Heat Unit,斯科维尔辣度单位,目前国际上评价辣椒及辣味物质辣度的标准单位),约为普通辣椒的500万倍,纯辣椒素的500倍,可以说令人闻风丧胆。但是,此类化合物在药物领域却存在巨大价值,所以还是有很多人不断地尝试生产它,优化它。
树脂毒素的有机结构
从大鼠实验来看,树脂毒素的半数致死量约为148mg/kg,毒性不算太强,但肯定不容小觑——如果将摄入量控制在5g以下,搭配上发达的现代医学辅助,存活概率还是比较大的。但另一个不幸的消息是,树脂毒素在微克级别即可引起剧烈的化学灼伤,换句话说放进嘴里之后可能生不如死;或者直接被树脂毒素阻断所有关于疼痛的神经信号,痛觉网络可能会直接崩溃,从此再也无法感受到疼痛。
严格来说,味觉概念中的“酸味”和化学概念中的“酸性”是不同的,两者甚至不是严格的正相关。比如大家都很熟悉的醋酸(HOAc),它比柠檬酸(C6H8O7)的酸性还要弱一些,但却呈现出胜于后者的酸味。但众人皆知,硫酸(H2SO4)无论是在酸性还是酸味上都远超醋酸,所以关联性始终没有定论。不过可以肯定的是,没人敢真的把任何一种超强酸放进嘴里,所以无法从感受上描述它们,只能从中列举化学属性上“酸性”最强的一位,认识它,然后远离它。
目前,公认的“世界最强酸”便是耳熟能详的氟锑酸(HF−SbF5)。它是氟化氢(HF)与五氟化锑(SbF5)混合后的产物,H0达到−28,即纯硫酸的一亿亿倍。
氟锑酸结构图(H+实际上要结合一个或多个HF,形成 H₂F⁺等离子)
如果数字不够直观,那么,如果将氟锑酸滴在生鸡腿上,鸡腿会立即冒出浓烟,随后被腐蚀成一团糊状,如同被烤熟一般。由此也完全不难推断,如果误食哪怕一点,大概率都会直接完蛋……
不过也不用完全避如蛇蝎,尽管氟锑酸具有显著的危害性,但它同样拥有不容忽视的应用价值。在高科技领域,它被用于制造核燃料、超导材料等关键产品。同时,氟锑酸还被寄望于揭开地球内部物质、外星生命探索等未知领域的神秘面纱。
其实许多有害物质皆如此般,既暗含无限可能,也带来无限挑战。因此,人类需要更严格的安全措施和规范的操作流程,以确保人身及环境安全。