方便面因太辣遭封杀！吃辣背后竟有这么多科学
2021诺贝尔生理或医学奖：身体感受冷热、触觉的科学解释
全球约有三分之一的人每天都吃辣椒。几千年来，人们一边忍受着辣椒带来的刺痛感和灼烧感，一边又孜孜不倦地将其融入饮食中。为何人们如此喜欢吃辣？不同领域的科学家从不同方面给出了可能的揭示，但也无法完全理解人类如此偏爱辣椒的原因。食用那些超级辣的辣椒可能会引发严重的身体不适，请量力而食。
炎炎夏日，又到了吃辣的好时节。然而，有些地方的人无辣不欢，有些地方却尽举国之力禁止食辣。近日媒体报道，丹麦食品管理局要求韩国三养食品召回旗下生产的三款以超辣出名的火鸡面，原因是其中辣椒含量“过高，可能会导致消费者急性中毒。”
无独有偶，德国也曾全国禁止销售一款魔鬼辣椒薯片，起因是一名14岁学生食用后数小时发生食物中毒，最终不幸去世。
如此看来，辣椒正应验了那句老话：“汝之蜜糖，彼之砒霜。”如此分裂的评价背后，究竟有什么科学道理呢？
诺奖得主解密催辣机制
辣椒入口，会在口腔内先产生刺痛感，随后是阵阵灼热感，仿佛口中燃烧着熊熊火焰。而这真实的痛感与虚幻的热感，正是辣椒中的辣椒素与我们体内的辣椒素特异性受体——香草素受体1型（TRPV1）联手“导演的一出好戏”。另外，也正是对辣椒素受体的研究，让美国神经科学家David Julius成为2021年诺贝尔生理学或医学奖得主之一。
早在20世纪90年代后期，David Julius就带领加州大学旧金山分校团队，积极分析辣椒素如何引起我们接触时产生的感觉。通过各种实验手段，他终于成功识别并克隆出TRPV1，从分子层面展示了身体感知辣的基础：TRPV1是由疼痛、热（≥42℃的伤害性热）激活的离子通道，特异性识别伤害性刺激的传入神经元，广泛分布在身体多个组织器官内。当口腔接触到辣椒素时，TRPV1立刻被激活，产生电信号，沿着伤害性传入神经元被传送至大脑，大脑将这些信号统一解读为“疼痛”刺激。从科学角度来说，辣觉被定义为“痛觉”。
除了痛感，辣椒素又如何让我们觉得热呢？食用辣椒或辣椒类物质产生的热并非物理升温的结果，而是我们被辣到后，对热的感受更敏感了。TRPV1被辣椒素激活的同时，对温度感受的阈值同时也被降低，即使不到42℃的体温也会诱导TRPV1向大脑传送伤害性热信号，让大脑产生对“热”的异常感知。所以，在辣椒素和温度的双重刺激下，表达TRPV1受体的感觉神经元兴奋性也得到增强。综合下来，我们的感受被“异常“放大，口中犹如“喷火”。
David Julius使用辣椒素识别出TRPV1，由疼痛热激活的离子通道。来源：nobelprize.org
接下来，我们的身体也对刺激做出了反应，这仍然与TRPV1受体相关。TRPV1这种非选择性阳离子通道在神经和非神经组织中都会表达，它的激活导致大量钙离子内流，增加非神经组织中的钙离子浓度，介导多种神经肽的释放，如P物质（SP）和降钙素基因相关肽（CGRP）。前者可引发血管舒张，血管通透性增加，导致水肿，还刺激肥大细胞释放炎症介质，诱导白细胞释放蛋白酶和活性氧。而CGRP则放松动脉，调节皮肤血液流量，引发神经源性炎症。 于是，我们的机体出于“自身防御“诱发炎症反应，开始流汗、流鼻涕、脸红、肿胀等。
食辣：痛并快乐着
既然吃辣让我们又痛又上火，为什么人类却如此欲罢不能呢？有记录表明，辣椒使用最早可追溯回公元前7000年的中美洲，而发表在《科学》（）上的文章揭示了直到6000年前，从巴哈马群岛到安第斯山脉，人类开始种植并食用驯化的辣椒，甚至在某些地区，辣椒种植比陶器出现的时间都早。15世纪的大航海时代，哥伦布和其他早期探险家将辣椒从美洲带回了欧洲旧大陆，随后通过海上航线、陆上丝绸之路，让辣椒在全球传播开来。时至今日，辣椒已成为世界上许多国家饮食的重要组成，包括西非、东非、印度、东南亚、中国部分地区、韩国等等。
几千年来，人们一边忍受着辣椒带来的灼痛，一边又孜孜不倦地将其融入饮食中。美国宾夕法尼亚大学的心理学家Paul Rozin指出，全球约有三分之一的人每天都吃辣椒。为什么？简单来说：就是喜欢。
到目前为止，大部分科学家仍无法完全理解人类如此偏爱辣椒的原因。不同领域的科学家从不同方面给出了可能的解释。
生物学家从演化角度解释为何在某些地区食用辣椒成为文化偏好。美国康奈尔大学的Jennifer Billing和Paul W. Sherman分析了全球36个国家超过4千份食谱，发现地区平均气温与饮食中含辣比例之间存在一定关系：一个地区的平均气温越高，当地餐饮中使用辛辣原料的比例往往也越高，因为高温天气容易让食物快速滋生大量微生物，而辛辣物质有杀菌作用，保证食用安全。而寒冷地区的人也偏爱吃辣，可能与吃辣产生热感、带来体温升高的生理效应有关。2007年发表在《生物科学、生物技术和生物化学》（）上的研究指出，摄入辣椒素会使体核与体表温度上升，可以起到一定的御寒作用。
此外，基因似乎也对食辣产生一定作用。2012年发表在《生理学与行为》（）上的论文以芬兰双胞胎为受试者，首先让他们对辛辣食物的喜好进行评分，随后通过量化遗传模型分析遗传因素与环境因素对食辣偏好的影响，发现不喜欢吃辣的人对辛辣食物的辣度评分更高，但对其产生的愉悦感评价更低，遗传因素对此偏好的解释水平位于18%至58%，其余则是环境因素的作用，说明对食辣的喜好也可能有遗传倾向。
心理学上的“良性自虐“（benign maochism）理论也给出了颇为合理的解释，帮助理解人们主动食辣的动机。所谓良性自虐，是指个体享受那些身体或大脑误解读为威胁的负面体验，而个体一旦意识到真正的危险并不存在，认知与生理反应的差异反而产生愉悦的兴奋感。所以，人类喜欢吃辣是主动寻求负面体验的行为。Rozin带领团队展开研究，验证了八类属于良性自虐的体验，其中食辣属于灼痛类经验。个体食辣给身体发出了受到威胁的”错误警报“，导致身体做出一系列防御反应，但同时个体又意识到危险并不存在，食辣所遭的罪反而变成刺激享受。而且，该研究还提出，当个体食用的辣度刚好略低于其承受能力时，可能产生最愉悦的食辣体验，但仍需进一步验证。
你能承受多少级的辣度？
爱吃辣的人，往往对自己承受辣度的能力颇为自信。那么，如何量化评价这种能力呢？斯科维尔指数（Scoville Scale）提供了详细的参考度量。
1912年，美国药剂学家Wilbur Scoville设计出一套名为“斯科维尔感官测试“（Scoville Organoleptic Test）的主观评价方法，来度量不同辣椒品种内辣椒素的含量。他以自己的姓作为辣椒素含量单位，称为”斯科维尔辣度单位“，缩写为SHU。不过，他的实验方法主要依赖受试者的个人主观感受，后人研发出更为客观的”高效液相色谱“法来测量，但辣椒素含量单位SHU却被保留下来，沿用至今。
以下表为例，甜椒完全不含辣椒素，所以其斯科维尔指数为0；墨西哥辣椒介于2500 SHU至10000 SHU之间，而斯科维尔指数最高的也是当今世界上最辣的辣椒——X辣椒，辣度为269万多SHU。但这种辣椒是人工培育品种，由曾经为全世界最辣的卡罗莱纳死神辣椒的创造者、美国辣椒育种专家Ed Currie经过10年栽培而成，Currie通过选择性育种，让辣椒杂交品种逐渐显现出所需特性，后历经十多代的培育将特性稳定下来，最终产生了最强烈的辣味。不过，食用这些超级辣的辣椒可能会引发严重的身体不适，请量力而食。
根据斯科维尔辣度单位测量出的全球辣椒辣度排行榜，来源：wikipedia.com
如果不熟悉SHU以数字方式衡量辣度，那么我国作为食辣大国和辣椒生产大国，也有传统的辣度分级：“微辣、中辣、高辣、极辣“等。微辣的口感表现为舌头和口腔感受到极其轻微的刺激感，大部分人都能承受。当辣度上调至中辣，舌头和口腔已能感受到一定的刺痛和灼烧感，家常菜虎皮青椒的口感便是如此。而食用高辣的辣椒，舌头、口腔会出现显著的灼痛感，不擅长吃辣的人可能已经开始出汗、流鼻涕、打喷嚏，甚至辣出眼泪。而极辣级别的辣椒，如云南的涮涮辣椒，几乎不供人直接食用，因为所产生的刺激让大多人都无法承受。
上述辣度等级以个人主观感受为主，缺乏一定的统一性和精确度。2006年，湖南农业大学食品科技学院受国家标准委委托，制定针对辣椒和辣椒制品的辣度国家标准，此后各地方和企业也开始对辣度进行更精确的定义。2014 年，四川旅游学院食品科学系和烹饪科学四川省高等学校重点实验室结合斯科维尔指数、食品中辣椒素类物质含量以及传统辣度分级概念，将 123 道川菜分出微辣、中辣、辣、特辣 4 个等级。
研究中排名前20辣的川菜名菜，来源：https://www.spkx.net.cn/
2020年，中国农业科学院都市农业研究所联合企业团队，在《国际食品特性杂志》()上发表了关于使用李氏辣度（Li Spicy Unit，缩写为LSU）来度量火锅底料等辣椒调味品辛辣程度的论文。团队以“度“为单位，把火锅辣度分成6个等级：微辣（9°~ 29°）、低辣（30°~ 39°）、中辣（40°~ 49°）、高辣（50°~ 59°）、特辣（60°~ 69°）、暴辣（≥ 70°），帮助消费者更直观地选择适合自己口味以及承受能力范围内的辛辣食物。
科学解辣小功略
鉴于每个人对辣的耐受不同，如果不幸高估了自己，舌头被狠狠辣到，灼烧感难以忍受，我们该如何有效解辣呢？
第一个有效方法便是破坏辣椒素于TRPV1受体的结合。由于辣椒素只溶解于油脂和酒精，并不溶于水，喝水并不能解辣，反而会将辣椒素扩散到整个口腔甚至喉部，辣上加辣。因此，相比于喝水，含一口牛奶或其他乳制品有助于解辣。乳制品不仅包含油脂，还含有酪蛋白（casein），这种蛋白是非极性分子，能够与同样是非极性分子的辣椒素结合，将其溶解，消除灼烧感。所以，诸如全脂冰牛奶、全脂优酪乳或者冰淇淋等都是解辣“高手“。
除此之外，淀粉类食物也能发挥一定的缓解作用，比如米饭、面包、土豆等。虽然淀粉无法溶解辣椒素，但能够像海绵一样吸附辣椒素，缩短辣味持续的时长，消弭辛辣感。所以如果没有牛奶的话，不小心被辣到时不妨多扒几口饭。
第二个方法是干扰大脑对辣的感知，例如蔗糖。一方面，辣味和甜味的刺激作用于口腔内不同的受体细胞，这些细胞激活后会相互作用，干扰大脑仅对辣味的感知。另一方面，大脑在接受甜味刺激后会释放镇痛物质，缓解辣味产生的刺痛感。
第三个方法则是利用酸性物质来中和碱性辣椒素，例如柠檬、酸梅、甜橙等，都能缓解辛辣感。
另外，2018年发表在《生理学与行为》期刊上的文章提出了一个有趣发现文：完全阻塞鼻腔气流流通能够降低50%的辣椒素感知水平，原因是鼻孔关闭之后，舌头表面温度会降低，降温则减少L了激活TRPV1的可能性。也许以后被辣呛到时，还可以尝试捏紧鼻孔，用物理方法解辣？
韩国三养火鸡面曾在2021年的韩国品牌大奖评选中，当选中国消费者最满意的韩国方便面品牌，如今却在丹麦意外遭遇封杀。毕竟主要出于健康顾虑，并非所有人都能接受辣度高达4400多SHU的方便面，尤其是对于味觉和消化系统更敏感的儿童和身体虚弱的成年人，他们将面临包括恶心、呕吐、胃肠道副作用等更高风险的不良反应。所以，辣味能够给生活增添活力，但同时也小心不要给健康增加负担。
参考资料
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[23] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0031938418302270?via%3Dihub
撰文 | 小叶
来源：返朴
编辑：花卷
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