為什么辣椒會(huì)令你痛并快樂(lè)著？｜吃喝的科學(xué)
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撰文：約翰·麥奎德
關(guān)于吃辣流汗的實(shí)驗(yàn)
辣椒的辣其實(shí)是一種痛覺(jué)，卻會(huì)給人帶來(lái)快感；它的口感是熱的，但沒(méi)有牽扯到溫度提高。為了了解這種反應(yīng)背后的生理現(xiàn)象，新加坡國(guó)立大學(xué)的生物學(xué)家 T. S. 李（T. S . Lee）在1953年做了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。他找來(lái)46名年輕人吃辣椒，然后記錄他們流汗的情形。流汗是熱引起的一種生理反應(yīng)，不管是因?yàn)橹車(chē)h(huán)境的溫度高，還是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致體溫上升，都會(huì)刺激我們的下丘腦，并通過(guò)一系列大腦與身體間的回饋?zhàn)饔?，啟?dòng)汗腺。汗水自皮膚蒸發(fā)時(shí)會(huì)降低體溫；一旦體溫降回正常范圍，這個(gè)作用就會(huì)停止。
李請(qǐng)受試者身上只穿著棉長(zhǎng)褲，接著用一種含碘液體涂抹他們的臉部、耳朵、頸部和上半身，并在他們身上撒了玉米粉，這樣一來(lái)，受試者一旦流汗，汗水就會(huì)變成藍(lán)色。李讓受試者吃的，是一般亞洲飲食中常見(jiàn)的辣椒，辣度大約是墨西哥青辣椒的10~20 倍。為了比較，李同時(shí)以蔗糖水、奎寧、醋酸、明礬（一種味道酸澀的止血?jiǎng)?、黑胡椒粉、芥末醬和熱燕麥粥進(jìn)行對(duì)照。另外，還有些人被要求以熱水漱口、嚼橡膠或以飼管喂食。
某次實(shí)驗(yàn)中，受試者在吃了辣椒五分鐘后，臉開(kāi)始變紅，接著開(kāi)始流汗，先是鼻子、嘴巴，接著他們的臉頰也慢慢變成藍(lán)色了。另一次實(shí)驗(yàn)中，七名受試者在接連吃了兩只辣椒后，有五個(gè)人持續(xù)流汗，另兩位更是汗如雨下。在控制組實(shí)驗(yàn)中流汗的，只有吃了醋酸和黑胡椒的受試者。
吃辣椒不會(huì)使人的體溫增高，并不需要流汗來(lái)散熱，但是在李的實(shí)驗(yàn)中，那些受試者確實(shí)汗水淋漓，仿佛在大熱天里跑了2000米路似的。為了證實(shí)我們的身體對(duì)辣椒的熱和對(duì)溫度的熱的反應(yīng)是一樣的，李讓某些受試者將他們的腳放進(jìn)熱水里。隨著體溫的上升，這些人臉上流汗的情形，和吃辣椒時(shí)一模一樣。
造成痛覺(jué)，接著阻斷痛覺(jué)
李先前就推論過(guò)，辣椒產(chǎn)生的灼熱感不屬于味覺(jué)，因?yàn)槲覀兊淖齑讲](méi)有味覺(jué)受體，卻也感受得到辣椒的熱。他認(rèn)為，我們還有另一種系統(tǒng)，可以辨別因?yàn)樽茻岫鸬牟贿m。不過(guò)，和那種碰到滾燙熱水的感覺(jué)不同，辣椒的灼熱感雖然是一種痛覺(jué)，卻和那種會(huì)讓人立刻把手縮回的痛覺(jué)不一樣。吃了死神辣椒后，灼熱感在幾分鐘內(nèi)逐漸加劇，直到讓人承受不住，但慢慢地，這股灼熱會(huì)褪去，留下麻痹的雙唇。辣椒素先是造成痛覺(jué)，但接著又阻斷了痛覺(jué)。
辣椒被用來(lái)作為止痛藥的歷史長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)世紀(jì)或更久，年代可以追溯到前哥倫布時(shí)期。1552 年，治療師馬汀·德·拉·克魯茲（Martín de la Cruz） 和教師胡安·巴迪阿諾（Juan Badiano） 兩位墨西哥原住民，合作撰寫(xiě)了一本阿茲特克草藥書(shū)《巴迪阿諾寶典》（Badiano Codex）。書(shū)中大力推崇辣椒的止疼作用，例如利用辣椒來(lái)舒緩牙齦疼痛，做法是將各種辣椒植物的根和辣椒醬一起煮，接著用棉布包起來(lái)，放在疼痛的部位。美洲的原住民會(huì)將辣椒涂抹在生殖器上，降低它的敏感度，好讓性交時(shí)的快感可以持久一點(diǎn)，早期來(lái)到這兒的西班牙移民也跟著這么做了，這讓同行的那些持身謹(jǐn)慎的神父?jìng)兿喈?dāng)傷腦筋。19世紀(jì)時(shí)，中國(guó)太監(jiān)在去勢(shì)之前，也有以辣椒萃取物作為麻醉劑的例子。
一個(gè)世紀(jì)前，化學(xué)家威爾伯·史高維爾就是為了研究辣椒素的止疼潛力，才開(kāi)始鉆研辣椒的，最后他發(fā)展出以自己的姓氏命名的辣度單位。當(dāng)時(shí)他在位于底特律城外、世界首屈一指的派德藥廠（Parke-Davis Company）的實(shí)驗(yàn)室工作。除了派德藥廠，還有許多藥廠也都在找尋辣椒素、可卡因等生物堿的新用途。（派德藥廠曾經(jīng)付給心理學(xué)家弗洛伊德24美元，請(qǐng)他評(píng)鑒他們的可卡因產(chǎn)品，其中有藥粉和藥水，希望可以和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手、德國(guó)默克藥廠（Merck）的產(chǎn)品抗衡。弗洛伊德發(fā)現(xiàn)在味道上只有一點(diǎn)點(diǎn)不同，并寫(xiě)道：“這個(gè)白色粉末很漂亮（價(jià)格又便宜）?！保?/span>
測(cè)量辣度的單位：史高維爾指標(biāo)
派德藥廠生產(chǎn)的外用局部止痛藥希特油（Heet Liniment）的有效成分就是辣椒素。由于辣椒素的含量太高會(huì)帶來(lái)不適的灼熱感，太少則沒(méi)有效果，因此為了讓藥品里的有效成分含量在一定的范圍內(nèi)，他們將“測(cè)量不同辣椒的相對(duì)辣度，以及所含的辣椒素濃度”這個(gè)任務(wù)，交給了史高維爾。辣椒素是在1846年，由約翰·克勞夫·思雷（John Clough Thresh）分離出來(lái)并命名的，他當(dāng)時(shí)注意到，辣椒素的化學(xué)構(gòu)造和香草十分相像，但沒(méi)想到，味道如此刺激的辣椒素和味道如此溫和的香草竟有親戚關(guān)系。
1912年時(shí)，還沒(méi)有簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以檢測(cè)辣椒素，唯一的方法就是吃。史高維爾將干燥后的辣椒磨碎，然后把它配制成不同濃度的萃取液。他成立了一支由五位實(shí)驗(yàn)室同人組成的團(tuán)隊(duì)，請(qǐng)他們嘗試這些辣椒溶液。只要他們覺(jué)得辣，他就將樣本稀釋?zhuān)恢钡酱蠹也辉俑杏X(jué)辣為止，需要稀釋的次數(shù)越多，就代表這種辣椒越辣。
將一種主觀的感覺(jué)量化，是史高維爾最偉大的成就。他稱(chēng)這個(gè)方法為“史高維爾感官測(cè)試”（Scoville Organoleptic Test），測(cè)量辣度的單位就叫“史高維爾指標(biāo)”。100萬(wàn)史高維爾指標(biāo)代表：將該辣椒萃取物稀釋100萬(wàn)倍之后，就嘗不出辣味了。但是這個(gè)方法并不完全精確，就像其他味覺(jué)一樣，每個(gè)人對(duì)辣的敏感度都不一樣，因此現(xiàn)在的做法已經(jīng)改為：先用色譜儀來(lái)測(cè)量辣椒素的絕對(duì)濃度，再轉(zhuǎn)換成史高維爾辣度單位。
辣度指數(shù)（單位：史高維爾指標(biāo)）
派德藥廠始終仍未能利用辣椒素做出任何有效或是賺錢(qián)的商品。市面上還是可以買(mǎi)到希特油，里頭也含有辣椒素，不過(guò)它的主要有效成分，其實(shí)是從冬青樹(shù)（wintergreen）中提煉出來(lái)的水楊酸甲酯（methyl salicylate）。在《巴迪阿諾寶典》發(fā)表的五個(gè)世紀(jì)后、史高維爾辣度單位誕生的一個(gè)世紀(jì)后，仍有藥廠在嘗試開(kāi)發(fā)辣椒素的麻痹效果，有做成貼布的，有做注射劑的等等，但至今仍然沒(méi)有成功的案例。改變?nèi)梭w的熱感應(yīng)系統(tǒng)是件頗為危險(xiǎn)的事，有的動(dòng)物在使用了這些止痛劑之后，整個(gè)身體呈現(xiàn)過(guò)熱的狀態(tài)，高燒不退。
辣給人的痛感從何而來(lái)
不論是史高維爾時(shí)代那些研究辣椒素作用的藥廠、生物學(xué)家，還是當(dāng)時(shí)正在研究味覺(jué)的專(zhuān)家，都遇到了同樣的難題。他們都清楚辣椒素、身體和大腦之間有某種神秘的生物關(guān)聯(lián)，但是就是搞不懂它的作用機(jī)制。
幾十年后，我們?cè)跇?shù)脂大戟（resin spurge）分泌的乳白色汁液里找到了答案。這是一種生長(zhǎng)在摩洛哥阿特拉斯山脈（Atlas Mountains）中，模樣有點(diǎn)像仙人掌的植物。摩洛哥人會(huì)將這種植物切開(kāi)，讓里頭的汁液流出、干燥，最后形成的樹(shù)脂是已知最強(qiáng)效的化學(xué)刺激物，收集起來(lái)后可以出售。它的有效成分叫樹(shù)脂毒素（resiniferatoxin，RTX），是一種超級(jí)辣椒素（super capsaicin）。純辣椒素的辣度，約有1600萬(wàn)史高維爾指標(biāo)，但是樹(shù)脂毒素的辣度則有160億史高維爾指標(biāo)，是純辣椒素的1000倍。接觸到樹(shù)脂大戟的汁液會(huì)造成嚴(yán)重的化學(xué)灼傷，吞下一滴就足以致命，不過(guò)，稀釋后的樹(shù)脂毒素卻具有醫(yī)療功用。
公元1世紀(jì)，娶了東羅馬帝國(guó)統(tǒng)治者馬克·安東尼（Marc Antony）和埃及艷后克里歐佩特拉（Cleopatra）所生女兒的北非國(guó)王朱巴（Juba），患有很?chē)?yán)重的便秘，后來(lái)他的希臘御醫(yī)歐福爾玻斯（Euphorbus）將某種樹(shù)汁液干燥后搗碎，泡在水里給他喝，國(guó)王的便秘大為緩解。
“大戟”（spurge）這個(gè)詞即源自法語(yǔ)的“瀉藥”（purge）。朱巴國(guó)王于是依據(jù)歐福爾玻斯的名字，將這種植物改名為歐福爾比亞（Euphorbia）。一千多年后，卡爾·林奈沿用了這個(gè)名字，將這類(lèi)植物定名為大戟屬，而治好國(guó)王便秘的這種植物就是樹(shù)脂大戟?，F(xiàn)在，我們也用這種樹(shù)脂治療鼻塞、蛇咬傷和中毒等。
20世紀(jì)80年代，研究辣椒灼熱感的科學(xué)家注意到了樹(shù)脂毒素，它的效力遠(yuǎn)強(qiáng)于辣椒素，只需要一點(diǎn)點(diǎn)，就可以讓組織產(chǎn)生強(qiáng)烈的反應(yīng)。研究的腳步加快了?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，樹(shù)脂毒素可以讓大腦和身體誤以為周?chē)沫h(huán)境比起硫黃還要熱，在那之后，又很快讓身體失去感覺(jué)熱的能力，甚至無(wú)法感覺(jué)到任何的溫度變化。樹(shù)脂毒素會(huì)讓大鼠出現(xiàn)體溫過(guò)低的現(xiàn)象，這種情形和局部麻醉劑不一樣，局部麻醉劑影響的是所有知覺(jué)，但是受到樹(shù)脂毒素影響的，只有溫度知覺(jué)。這些大鼠的觸覺(jué)等感覺(jué)并沒(méi)有受影響，它們?nèi)匀粫?huì)感覺(jué)到捏壓、電擊等。實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家為了方便追蹤，使用了被輻射過(guò)的樹(shù)脂毒素，將其注射到細(xì)胞中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)注射到細(xì)胞內(nèi)的樹(shù)膠脂毒素分子，會(huì)自動(dòng)連接上一個(gè)未知的受體：熱覺(jué)受體（heat receptor）。
李在40年前做的吃辣椒與流汗的實(shí)驗(yàn)，就此獲得證實(shí)。不管是樹(shù)脂毒素還是辣椒素，都會(huì)與身體的熱覺(jué)和痛覺(jué)受體結(jié)合。這兩類(lèi)受體都是偵測(cè)嚴(yán)重威脅的受體，接收的信息包括冷、熱、灼燒、空氣流動(dòng)、切割、捏壓和電擊等。少了這些受體，人類(lèi)的壽命將大幅縮短。
位于我們的嘴部、皮膚、眼睛、耳朵和鼻子的神經(jīng)細(xì)胞表面，都有辣椒素的受體。當(dāng)它們接觸到任何溫度高于42℃的東西時(shí)，信息就會(huì)從“溫暖”變成“過(guò)熱”，這時(shí)受體的形狀會(huì)改變，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)部出現(xiàn)氣孔。我們身體里的液體是一種鹽水溶液，內(nèi)含帶電的正離子和負(fù)離子，這些離子分布于細(xì)胞內(nèi)外。辣椒素造成的氣孔，大約有一到兩個(gè)原子的寬度，而且只有帶正電的鈣離子能夠通過(guò)。這種電荷改變會(huì)刺激神經(jīng)細(xì)胞，并將信息傳送到大腦，整個(gè)過(guò)程歷時(shí)只有幾毫秒（millisecond，千分之一秒），比味覺(jué)受體的反應(yīng)時(shí)間快得多。正因?yàn)檫@樣，當(dāng)我們摸到滾燙的鍋時(shí)，手才會(huì)先于大腦反應(yīng)過(guò)來(lái)前就立刻縮回來(lái)了。
辣椒會(huì)蒙騙這個(gè)系統(tǒng)。吃了辣椒后，辣椒素分子會(huì)淹沒(méi)這些受體。這會(huì)降低嘴巴對(duì)熱感覺(jué)的臨界值，有點(diǎn)像是鹽會(huì)降低冰塊的熔點(diǎn)一樣。突然間，37℃感覺(jué)起來(lái)就像65.5℃一樣，這就是為什么吃了辣椒后，會(huì)有灼熱感。這樣的熱警覺(jué)會(huì)經(jīng)由三叉神經(jīng)傳遞到大腦。三叉神經(jīng)是大腦主要的神經(jīng)通路，主要傳遞來(lái)自臉部、鼻、口，以及眼睛的信息。由熱覺(jué)和觸覺(jué)受體感應(yīng)，并由三叉神經(jīng)傳導(dǎo)的“味覺(jué)”包含芥末帶來(lái)的辛辣感、較為緩和的檸檬草，以及四川辣椒的熱刺感（四川辣椒和辣椒或黑胡椒沒(méi)有關(guān)聯(lián)），辣椒帶來(lái)的灼熱感是最強(qiáng)烈的一個(gè)。有些口紅里會(huì)加入四川辣椒的成分，它可以引起嘴唇的發(fā)炎反應(yīng)，讓嘴唇看起來(lái)比較俏。
與眾不同的痛覺(jué)
痛覺(jué)其實(shí)是味覺(jué)中很獨(dú)特的一個(gè)部分，擁有與眾不同的特性。我們的身體各處都有熱覺(jué)受體，這大大提高了超級(jí)辣椒的危險(xiǎn)性。正常來(lái)講，東西好不好吃只有舌頭感覺(jué)得到，但是辣椒素帶來(lái)的刺激遍及全身，就像我和我兒子在觀看柯里準(zhǔn)備辣椒醬時(shí)發(fā)現(xiàn)的那樣。他往鍋里倒了一瓶白色的印度鬼椒醬（將磨碎的辣椒和醋以6∶1的比例混合），加入其他香料后，放到爐子上煮。蒸汽里的辣椒素會(huì)刺激我們的眼睛，接著抵達(dá)鼻腔，讓我們?cè)谑昼妰?nèi)不?？人?、打噴嚏，而柯里的神經(jīng)系統(tǒng)已經(jīng)習(xí)慣這樣的刺激，所以有免疫力了。
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卡宴辣椒（cayenne chili） 做的噴霧劑就是根據(jù)這個(gè)原理。警察使用的辣椒噴霧，辣度高達(dá)500萬(wàn)史高維爾指標(biāo)，足以導(dǎo)致暫時(shí)性失明、呼吸困難、幾乎完全失能，少數(shù)情況下甚至可以造成死亡。印度是這個(gè)領(lǐng)域的佼佼者，他們?cè)?jīng)試過(guò)用鬼椒來(lái)做手榴彈，也曾經(jīng)在食物中添加辣椒成分，來(lái)幫助在喜馬拉雅山脈中的士兵取暖。阿薩姆地區(qū)的環(huán)境保護(hù)局更從當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)夫那里學(xué)來(lái)一招，以浸泡過(guò)鬼椒油的繩索來(lái)設(shè)立圍墻，防止大象入侵。大象的皮膚非常厚，即使是通了電的圍欄都擋不住它們，但是面對(duì)鬼椒，它們也只能退避三舍。
辣椒素對(duì)身體內(nèi)部的構(gòu)造也會(huì)造成影響。就像味覺(jué)與嗅覺(jué)受體一樣，我們身體其他部位的神經(jīng)細(xì)胞中，包括大腦、膀胱、尿道、鼻黏膜和結(jié)腸等，也都發(fā)現(xiàn)了熱覺(jué)受體。它們的確切功能是什么仍有待厘清，但顯然不只是為了調(diào)節(jié)溫度而已；有些受體在特定情況下，可以協(xié)助新陳代謝系統(tǒng)運(yùn)作。它們也可能是導(dǎo)致身體健康出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題的原因。
2014年，由加州大學(xué)伯克利分校研究人員安德魯·迪林（Andrew Dillin）領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。首先，他們通過(guò)基因工程培育出缺乏辣椒素受體的小鼠，可想而知，這些小鼠的熱反應(yīng)會(huì)出現(xiàn)缺失。但是，它們的壽命比起正常小鼠多了四個(gè)月（相當(dāng)于14%），而且新陳代謝上也有年輕化的趨勢(shì)。迪林發(fā)現(xiàn)，正常小鼠老化時(shí)，它們的辣椒素受體會(huì)開(kāi)始出現(xiàn)功能異常，部分小鼠的胰臟會(huì)釋放出一種蛋白質(zhì)，導(dǎo)致它們血糖濃度過(guò)高。這是一種老化時(shí)的常見(jiàn)疾病，也是糖尿病的前兆。
當(dāng)然，人類(lèi)沒(méi)有辦法借著除去身上的辣椒素受體，來(lái)讓自己活得久一點(diǎn)，所以多吃點(diǎn)辣椒來(lái)麻痹它們，或許比較可行。吃辣的東西時(shí)，會(huì)出現(xiàn)麻麻的感覺(jué)，這是因?yàn)槭荏w受到的刺激太大了，導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞暫時(shí)“罷工”。通常情況下，神經(jīng)細(xì)胞會(huì)恢復(fù)功能，但有時(shí)細(xì)胞會(huì)死掉。名廚茱莉亞·蔡爾德曾說(shuō)，吃多了過(guò)辣的食物會(huì)破壞味蕾，這個(gè)說(shuō)法不完全正確，但確實(shí)有那么一點(diǎn)道理。利用這種方法來(lái)讓異常的受體失去作用，或許可以讓我們像實(shí)驗(yàn)中的小鼠一樣，活久一點(diǎn)。不少研究指出，多吃含有辣椒素的食物對(duì)健康有一定的益處，它可以提高新陳代謝的速率，有助于燃燒熱量。缺少辣椒素受體的小鼠也因?yàn)樾玛惔x活躍，所以體脂肪率比較低。（自從飲食中加入超級(jí)辣椒后，柯里已經(jīng)減掉了82千克，而且還幫他把酒戒掉了。）
本文摘自《品嘗的科學(xué)》第七章《尋找天下第一辣》，該書(shū)由北京聯(lián)合出版公司于2017年出版。本文經(jīng)出版社授權(quán)首發(fā)，小標(biāo)題為編者所加。
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