辣椒屬于什么類蔬菜(為什么說辣是一種痛苦而不是一種味道？)，36創(chuàng)業(yè)加盟網(wǎng)給大家?guī)碓敿毜慕榻B，讓更多的人可以參考:辣椒屬于什么類蔬菜(為什么說辣是一種痛苦而不是一種味道？)。
為什么說辣是一種痛苦而不是一種味道？
辣是人們日常飲食中不可缺少的“味道”。在生理上，口腔內的感覺神經(jīng)元受到辛辣物質的刺激，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中產生灼痛和疼痛。從化學角度對我們生活中常見的辛辣成分進行綜述，總結其結構、來源和藥用活性，以期了解辛辣化學，為相關化合物的開發(fā)和應用提供參考。
寫作 |高文超（太原理工大學生物醫(yī)學工程學院）、田軍（太原理工大學生物醫(yī)學工程學院）、蔣雪峰（華東師范大學分子科學與工程學院）
一提到麻辣，腦海中浮現(xiàn)的名菜大多都是鮮紅火辣的：麻辣雞、水煮魚、熱氣騰騰的麻辣火鍋……讓人垂涎三尺。雖然辣味與日常飲食密不可分，但辛辣物質的化學性質卻鮮為人知。精選生活中常見的5種辣味食材（圖1）：辣椒、大蒜、洋蔥、辣根、姜，助你從化學角度揭開它們辣味的奧秘。
圖 1 常見的辛辣食物
01
辣味的產生、分類和分類
辣不同于酸、甜、咸或苦。它實際上是大腦燃燒和疼痛的綜合反映，而不是味覺。在生理上，當人們品嘗到五種味道（甜、甜、苦、咸、鮮）時，主要是通過食物中的化學物質激活舌面味蕾（Tast buds）上的味覺感受細胞，并將這些味覺信號傳遞給中樞神經(jīng)系統(tǒng)產生味覺[1]。辣味不同于五味。當身體嘗到辛辣物質時，它直接作用于舌面的化學感受神經(jīng)元（包括溫度感受器和疼痛感受器），并與這些神經(jīng)細胞表面的辣椒素受體（也稱為瞬時受體電位香草素型）相互作用。 1蛋白，瞬時受體電位通道vanilloid type-1，TRPV1）特異性結合開放的離子通道并產生瞬時電位，以電信號的形式傳遞到神經(jīng)中樞，使中樞系統(tǒng)產生灼痛和疼痛這個過程也被稱為三叉神經(jīng)反應[2]，TRPV1受體不僅存在于口腔神經(jīng)細胞中，還廣泛存在于肌肉、腸、胰腺等組織細胞中。口腔 可產生燒灼感和疼痛感。涂抹于皮膚表面或進入眼睛時也可引起類似疼痛。還可引起滑雪板潮紅n 或眼淚[3]，但皮膚或眼睛無法感知其他味覺。辣椒素作為一種傷害感受細胞受體[4]，除了辛辣物質外，43℃以上的溫度、化學刺激、pH值變化也能激活體細胞蛋白[5]。
與酸度、甜度、咸度類似，也可以測量辛辣物質的辣度。目前，熱度測量主要有兩種類型：感官評價法和定量分析法。感官評價方法一般采用美國的Scoville Heat Unit（SHU）來衡量：首先，將辣味提取物按比例稀釋，5個左右的審稿人就可以看出辣味。濃度最低的樣品根據(jù)樣品的稀釋比例換算成辣度[6]。根據(jù)SHU法，可以對辛辣成分進行分類，以供人們使用時參考。幾個知名辣椒品種的辣度和外觀如表1所示。 雖然Scowell的辣度是目前公認的衡量辣度的標準，但這種方法有明顯的缺點：每次測量都需要一組經(jīng)過專門培訓的測量員，而測量者需要以0.5h 或更多分隔。 , 檢驗結論靠感官判斷；高辣物質的分類比較粗略，范圍跨度大且一般[7]。因此，國內外許多研究人員將采用定量分析和高效液相色譜法，以純辣味化合物為標準樣品，對食品原料的辣味進行分析測定，建立較為完善的辣味分類體系[8]，可彌補因為它在一定程度上。 SHU熱度測量的不足。
表1國際辣度分級表（注：圖片來源于網(wǎng)絡）
由于辣椒傳入中國較晚，中國古代典籍中記載的辛辣食物主要是傳統(tǒng)的五辣食物。 ，芫荽也”。清代王昂的《本草》詞條《大蒜》記載：“辛文。開胃健脾，行五臟，通竅。祛寒除濕，清熱解毒。消除癰腫和腫脹。 ，化肉，殺蛇，殺蟲，毒……但其臭味，多食，生痰生火，散氣耗血，昏目。風味對人體機能的影響相似，但由于辛辣成分的家族不同，導致辣味的化合物組成存在巨大差異：胡椒，辣味主要來自內部辣椒素及其同系物；大蒜和洋蔥，辛辣味來源于大蒜素的結構；辣根和辣根，辣味的來源是異硫氰酸酯結構；姜，辣味來源于姜酚化合物（table2）.
表2 不同辣味成分中的辣味成分
02
主要辛辣化合物的結構與性質
2.1 辣椒素及其同系物
辣椒原產于南美洲，明末清初傳入我國。我國是世界上最大的胡椒生產國和消費國。 2021年，我國辣椒播種面積將達到3200萬畝。辣椒種植帶主要分布在西南（云貴、四川、重慶、重慶）、西北（山西、甘肅、山西和蒙古）和東北（黑機寮）[9]。辣椒產業(yè)年產值約2500億元，居蔬菜之首[10]。從化學角度看，辣椒中的辛辣物質是由辣椒素及其類似物（表3）。這些同系物都有香草酰胺結構單元，但酰胺側鏈的碳原子數(shù)（C6~C9）和飽和度有差異：辣椒素和二氫辣椒素是具有8位甲基的壬酸的側鏈，是辣味的主要成分（約占辣味化合物總量的90%），與2的區(qū)別它們之間只有6、7位的雙鍵。根據(jù)SHU辣度測定法，辣椒素和二氫辣椒素是辣椒中最辣的物質[11]，這些同系物中的香蘭素酰胺單元與神經(jīng)有關。細胞辣椒素受體的特異性結合也是辣味成分優(yōu)化和修飾的關鍵結構。
表 3 辣椒素及其類似物
1960年代辣椒屬于什么類蔬菜，有學者研究辣椒素的生物合成途徑。通過同位素示蹤，發(fā)現(xiàn)辣椒素香蘭素單元的合成前體來源于苯丙氨酸，支鏈脂肪酸來源于纈氨酸。辣椒素的生物合成是通過辣椒內部的莽草酸途徑完成的（圖2）。在辣椒的內質網(wǎng)細胞上，苯丙氨酸首先轉化為羥基肉桂酰輔酶A，并在裂解酶和轉氨酶中起作用。對另一方面，纈氨酸被轉移到線粒體，通過酶催化形成異丁酰輔酶A，然后通過脂肪合成酶形成多個異丁酰輔酶A單元，形成8-甲基-6-壬烯酰輔酶A，在辣椒素合成酶的作用下，最終將與香蘭素形成辣椒素[12]。
圖2 辣椒素的生物合成途徑
2.2 大蒜素及其衍生物
大蒜也是我們飲食中不可或缺的香料。大蒜含有產生特殊氣味的精油物質和產生刺鼻感覺的辛辣物質。大蒜中的辛辣物質與辣椒不同。主要成分是含硫化合物，其中大部分是大蒜素（圖片3）。1944年，美國Cavallito首次從大蒜中提取大蒜素辣椒屬于什么類蔬菜，并證實它是大蒜辣味的來源[13]蒜素在未破碎的大蒜中含量較少，當切開或物理破碎時，細胞液中的蒜氨酸酶會迅速分解含硫的蒜氨酸（Alliin），產生活性中間體2烯丙基亞磺酸，并迅速轉化為大蒜素等硫代亞磺酸鹽[14]。大蒜素在常溫下不穩(wěn)定，在光、熱等物理條件下可分解，生成各種揮發(fā)性硫化物，形成大蒜特有的氣味[15]。這個過程是建立起來的自衛(wèi)機制避免受到其他微生物和動物的傷害。
圖 3 大蒜辣味成分來源及轉化
值得一提的是，大蒜素及其同系物是百合科植物中特有的含硫氨基酸辣椒屬于什么類蔬菜，無色無味，是大蒜素的前體化合物。關于蒜氨酸的形成，研究人員已經(jīng)證實谷胱甘肽在酶的作用下發(fā)生巰基烯丙基化，去除甘氨酸和谷氨酸，最后被硫醚氧化[16]。
與大蒜類似，洋蔥的特殊氣味和辛辣味也與含硫的蒜氨酸同系物有關，包括蒜氨酸、丙基蒜氨酸和異蒜氨酸。當這些前體物質與蒜氨酸酶接觸時，它們也會產生辛辣的大蒜素類似物，洋蔥中含量最高的異蒜氨酸也可以重新排列以產生順式淚液因子合酶。硫代丙醛硫氧化物，這是切洋蔥時讓我們流淚的“真正殺手”（圖片4）[17]。根據(jù)硫代丙醛硫氧化物易揮發(fā)、易水解的化學性質，我們提前將洋蔥冷凍或切洋蔥時在流水下操作，可有效減少洋蔥對眼睛的刺激。
圖4 洋蔥辣味成分的形成過程
2.3 異硫氰酸鹽
十字花科中的芥末、辣根和芥末也是含有辛辣成分的植物。提取的芥末、辣根和芥末油具有獨特的辣味和紅鼻子。它們搭配涼菜、生海鮮和高脂肪食材。它可以掩蓋油膩和魚腥味。 1840 年，Bussy 首次從芥菜籽中分離出芥子油苷-芥子油苷。后來發(fā)現(xiàn)辛辣物質是由硫代葡萄糖苷轉化重排而成，最終確定辛辣成分主要是異硫。異硫氰酸烯丙酯（Allylisothiocyanate）。迄今為止，已從十字花科植物中分離出一百多種硫代葡萄糖苷。辛辣化合物異硫氰酸酯是植物組織細胞破碎后芥子苷酶分解芥子油苷的結果（圖5）[18]。不同植物的辛辣成分會略有不同，芥末和辣根中的主要辛辣成分也是異硫氰酸烯丙酯[19]。
圖5 芥末、辣根和芥菜中辣味成分的形成過程
2.4 姜酚化合物
姜，又名白拉云，是姜科姜屬的多年生草本根莖。是日常生活中常用的調味品之一。與大蒜類似，姜的香味主要由姜精油和姜辣素產生（圖片6），姜精油是姜中的揮發(fā)性成分，賦予姜獨特的香氣和風味；姜辣素不揮發(fā)，主要帶來特征辛辣味[20].生姜精油主要由一些揮發(fā)性倍半萜、氧化倍半萜和單萜組成，可通過水蒸氣蒸餾得到，其中α-姜烯是主要的揮發(fā)性成分[21]。對于辛辣味，姜辣素不是單一的化合物，而是姜中辛辣物質的總稱。姜辣素的每種化合物都含有3-甲氧基-4-苯酚羥基苯基官能團，根據(jù)側鏈碳原子數(shù)和連接官能團的不同，姜辣素分為姜辣素（Gingerols）、姜二醇（Gingerdiols）、姜酮（Gingerones）、姜二酮（Gingerdiones）、副姜酮（Paradols）和姜酮（學校）。生姜中6-姜醇和8-姜醇的含量較高，印度生姜中6-姜醇的含量甚至可以達到104~965μg/g[22]。但生姜在貯藏、加工、加工過程中，經(jīng)過脫水氧化后，姜辣素的含量會降低，但姜辣素和姜酮的含量會顯著增加，這使得干姜的辣味反而變差了。增強[23]。
圖 6 生姜風味成分及其相互轉化
03
辛辣化合物的藥物化學
3.1 辣椒素的鎮(zhèn)痛作用
辣椒素具有豐富的生物活性，如抗癌、抗菌和鎮(zhèn)痛作用，其鎮(zhèn)痛作用具有良好的臨床應用[24]。辣椒素受體TRPV1是鎮(zhèn)痛藥物的重要靶點。辣椒素激活細胞膜上的TRPV1受體后，神經(jīng)元細胞釋放大量的神經(jīng)肽，如P物質、降鈣素基因等相關因子，產生最初的短暫性，當神經(jīng)纖維再次受到傷害性刺激時，神經(jīng)肽已被消耗掉。量大，神經(jīng)元處于脫敏狀態(tài)，相關部位無法感知疼痛，從而起到鎮(zhèn)痛作用。基于辣椒素的鎮(zhèn)痛作用，已研制出Zostrix外用鎮(zhèn)痛膏和Qutenza辣椒素貼膏，用于緩解各種神經(jīng)痛疾病[25]。
3.2 大蒜素的抗菌活性
現(xiàn)代醫(yī)學研究表明，大蒜素具有三大生物活性：抗菌、防止血小板聚集和抑制癌細胞生長[26]。由于大蒜素抗菌譜廣，其抗菌活性尤其受到藥物化學家的關注。大蒜提取物的抗菌活性最早見于1940年代[27]，其抗菌活性主要與硫代亞磺酸鹽有關[28]。大蒜素具有很高的脂溶性，它能順利穿透細菌的細胞膜，進入細胞膜，與半胱氨酸、谷胱甘肽、乙酰輔酶和各種酶蛋白的巰基（-SH）結合，導致其失去活性。抑菌作用[29]。由于大蒜素的熱不穩(wěn)定性，加熱和蒸煮后硫代亞磺酸鹽結構分解，導致大蒜素的抗菌活性消失。這也是大蒜需要生吃才能發(fā)揮抗菌作用的主要原因。
3.3 異硫氰酸酯的抗腫瘤活性
流行病學研究結果表明，經(jīng)常食用辣根、芥菜等十字花科蔬菜可以降低患肺癌和腸癌的風險。進一步研究表明，這些蔬菜中的葡萄糖苷酶水解產物-異硫氰酸酯具有良好的抗腫瘤活性。其抗癌機制主要是通過抑制Ⅰ相還原酶的活性來防止致癌物質對正常細胞的破壞，同時提高組織中Ⅱ相解毒酶的水平，加速致癌物質的排泄。然而，高劑量的異硫氰酸酯具有遺傳毒性，會導致 DNA 損傷。因此，這些化合物的臨床價值仍然有限[30]。
3.4姜辣素的抗氧化活性
姜辣素成分均含有3-甲氧基-4-羥基苯基官能團。由于這種結構容易被氧化，姜辣素的抗氧化活性最為突出。姜辣素通過結合體內的氮/氧自由基，減少低密度脂蛋白的過氧化，保護心腦血管，降低膽固醇。研究表明，姜辣素的抗氧化能力強于維生素E[31]。此外，姜辣素還具有一定的抗腫瘤、抗炎作用。
04
總結
隨著對食品和飲料的需求不斷增加，辣味也發(fā)揮著越來越重要的作用。與其他口味相結合，不斷催生出多種口味的創(chuàng)新：酸辣、麻辣、甜辣等，在滿足人們食欲的同時，也日益發(fā)展成為讓每一個愛吃辣的人的文化食物“痛苦和快樂”[32]。雖然辛辣有這么多功效，但暴飲暴食會導致消化系統(tǒng)紊亂、腸胃不適等問題。因此，食用辛辣食物時，應了解科學原理，掌握正確的時間、數(shù)量和適量。
參考資料
[1] Roper S D, Chaudhari N. Nature Reviews Neuroscience, 2021, 188: 485-497
[2] 王宏偉，曲展，張啟東，等?；瘜W通報, 2013, 76 5: 420-424
[3] Wall P D，Melzack R. 疼痛教科書。倫敦：丘吉爾利文斯通，1999 年
[4] Jordt SE、Bautista D M、Chuang H 等。自然, 2004, 427 6971: 260-265
[5] Caterina M J、Schumacher M A、Tominaga M 等。 Nature, 1997, 389 6653: 816-824[6] GB/T 21265—2007 辣椒辣味感官評價方法
[7] 熊克，夏彥斌，王艷，等。食品科學, 2007, 28 5:37-40
[8] 曾玲玲，王斌，陳曄，等。食品科學, 2006, 27 7: 129-131
[9] 王繼邦。安徽農業(yè)科學通報，2013 19：64-78
[10] 王立豪，馬延慶，張寶喜。中國蔬菜, 2021 8:1-4
[11] Ravishankar G A、SureshB、Giridhar P 等。代謝物生產和植物改良的生物技術研究。柏林：斯普林格，2003
[12] Mazourek M、Pujar A、Borovsky Y 等。植物生理學, 2009,1504: 1806-1821
[13] Cavallito C J, Bailey J H, Allicin H. 美國化學會雜志, 1944, 66 11: 1950-1951
[14] Lanzotti V. Journal of Chromatography A, 2006, 11121: 3-22
[15] 周愛梅，李變生。食品工業(yè)科技，1998 6：13-14
[16] Yoshimoto N, Onuma M, Mizuno S, et al, The Plant Journal, 2021, 83 6: 941-951[17] 王杰.食品科學，1987 2：41-43
[18] 肖華志.食用香辣味異硫氰酸烯丙酯的研究。北京：中國農業(yè)大學博士論文，2004
[19] 林勵勤.福建紡織, 1999 9:1-4
[20] 范素琴，陳新兵。糧油, 20098: 45-47
[21] Millar J G. Journal of Natural Product, 1998,61 8: 1025-1026
[22] Nigam N、George J、Srivastava S 等。癌癥化療與藥理學, 2010, 65 4: 687-696
[23] Bhattarai SA, Tran VH, Duke C C. Journal of Pharmaceutical Science, 2001, 90 10: 1658-1664[24] 蔡金, 宋修道, 蔣國榮.中國臨床藥理學雜志, 2021, 3523: 3138-3141
[25] Kissin I, Szallasi A. Current Topics in Medicinal Chemistry, 2011, 11 17: 2159-2170
[26] 姚景文，趙景鵬，王德才。泰山醫(yī)學院學報, 2021, 385: 597-600
[27] Stoll A, Seebeck E. Helvetica Chimica Acta, 1948, 311: 189-210
[28] Smal lL D, Bailey J H, Cavallito C J. 美國化學會雜志, 1947, 697: 1710-1713
[29] 藤澤 H、渡邊 K、須磨 K 等。 Bioscience 生物技術與生物化學, 2009, 739: 1948-1955
[30] 張慶峰，姜子濤，李榮添。食品研究與開發(fā), 2005,263: 83-88
[31] S S Sharma、V Kochupillai、S K Gupta 等。民族藥理學雜志, 1997, 57 2: 93-96
[32] 孔誠。藝術教育研究，2010 2：62-63
本文原文發(fā)表于《化學教育》2021年第14期，原標題為《味覺化學的辣味化學》，經(jīng)作者授權發(fā)表于《歸園》 .
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