5个人分别吃掉一勺已知最辣、最苦、最甜、最咸、最酸的东西,谁存活几率最大?
酸甜苦辣咸,这些滋味我们每天都在体验。但你是否想过,它们的极限形态究竟有多可怕?在这篇文章中,我将向你介绍世界上已知最辣、最苦、最甜、最咸、最酸的物质的真实模样,以及各尝一勺后,人体可能会发生的变化。
酸甜苦辣咸,这些滋味我们每天都在体验。但你是否想过,它们的极限形态究竟有多可怕?
在这篇文章中,我将向你介绍世界上已知最辣、最苦、最甜、最咸、最酸的物质的真实模样,以及各尝一勺后,人体可能会发生的变化。
观前提示:本文所有内容仅为化学知识科普,千万不要模仿!
最苦:苯甲地那铵糖精盐
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。
补充说明:由于成本等问题,实际更加常见的似乎是苯甲地那铵苯甲酸盐,但它确实没有糖精盐苦。
在水中,该物质的浓度只需达到0.01ppm(即一亿分之一)即可让人觉察。对比下来,它比奎宁苦5000倍左右,甚至比黄连素还苦约400倍。
各种苯甲地那铵盐最早在1958年由苏格兰化学家H. Smith合成。很快,他的公司就以“Bitrex”的商标将其注册。之后的岁月里,它们一直在厌恶剂的岗位上兢兢业业,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游戏卡带上都能见到它们的身影,用以防止人类误食。虽然我们在生活中几乎感受不到它们的存在,但它们确实在无形中扼杀了许多悲剧。
注:厌恶剂是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。
尝试舔了一口Switch卡带后的反应(图片来源:Kotaku)
在小鼠实验中,苯甲地那铵糖精盐的LD50(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。只要你的“勺子”不是太大,吃一勺应该是不用担心会被毒死的。
但是,作为已知最苦的物质,一次性吃下这么多很可能会导致你的味觉彻底报废。自此以后,你能感受到的只有无尽的苦味。这将影响你接下来的挑战,因此我们必须假设你仍然可以感受到其他的味道。
觉得已经很刺激了?不,这只是开胃小菜罢了。
最甜:Lugduname
关于世界上最甜的物质,我看到了许多不同的答案。有人提名了一种名为卡坦精(Thaumatin)的甜味蛋白,并宣称它比蔗糖甜六十万倍,但这其实是谣传。按照摩尔量计,它的甜度约为蔗糖的十万倍,确实是非常甜,但还远未达到“最甜”的要求。
卡坦精的结构,该蛋白质由两条肽链构成
卡坦精天然存在于一种名为西非竹芋(T.daniellii,属姜目竹芋科)的植物中,在部分国家,它已经被批准用于甜味剂,但由于一些原因,卡坦精从未得到推广。据说其甜味作用非常缓慢,持续时间极长,并留下持久的回味。
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(按摩尔量计会更高一点)。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。
爱德万甜的化学结构
但是,人们早就已经合成了许多比上面二位还要甜得多的物质,只不过因为各种原因无法应用。有资料显示,已知最甜的物质是上世纪末法国里昂大学研发的Lugduname,其甜度可以达到蔗糖的三十万倍:
虽然甜度惊人,但只要看一眼这一个氰基、一个胍基的结构,就知道在毒性方面有些不妙。由于实际应用没戏,Lugduname的发明者到后来甚至连专利费都付不起了,因此我们今天一般将这种物质视为人类追求超级甜味剂道路上的一次“失败的尝试”。
据一位亲自尝过的人描述,Lugduname刚入口时,他感受到了一股奇怪的酸味,可能是因为有少量HCl未被分离;但紧接着,味道越来越甜,久久不散,甚至在几个小时后,他仍能感受到突然有甜味在他的舌头上涌现;他尝试了稍大的剂量,随即觉得五官都被深深地刺激,他甚至感到这种甜味并不来自于口腔,而是来自于耳朵里;他的胃酸似乎也开始过度分泌,让人有种想呕出来的感觉。最后,他在一大杯水中加了仅仅两滴Lugduname,却仍然在喝的时候感受到了强烈的甜味。
那么,有了前车之鉴,是否就能放心地品尝这种物质了呢?未必。上面那位朋友仅仅制出了不到3.5克,这显然不够你一勺的。遗憾的是,我并没有找到Lugduname的毒性数据,但有研究表明它对于猪等动物是低毒的,所以我认为,品尝的人大概率不会在这一关出事。至于吃了之后究竟是什么感觉,大概就是把上面的描述放大几十倍吧。
最咸:食盐
非常遗憾,我们家中常备的食盐(氯化钠,NaCl)就是世界上最咸的物质(严格来说,食盐中还会有一些添加剂,为了更严谨,最好去买一瓶试剂级99.99%的氯化钠)。所以,这一环节可能是你整个挑战过程中最轻松的。
食盐的致死量为0.5-1g/kg,按照你的体重换算一下,就知道吃一勺盐是死不掉的。虽然你肯定会很难受,但比起前几个显然是小巫见大巫了。
最辣:树脂毒素
虽然一提起辣,人们就会想到辣椒,但为人熟知的辣椒素(Capsaicin)并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,其中就含有已知最辣的物质——树脂毒素(Resiniferatoxin,缩写 RTX,分子式 C37H40O9)。
树脂大戟,它的部分同属近亲体内也被发现有树脂毒素
树脂毒素的结构
身为大戟科(Euphorbiaceae)植物(而且是正牌的大戟属),树脂大戟延续了它们家族“毒王”的传统,而它体内的树脂毒素自然也不是什么凡物。作为已知最有效的TRPV1(辣椒素受体)激动剂,树脂毒素的辣度可以达到一百六十亿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),约为普通辣椒的五百万倍,纯辣椒素的五百倍,可以说是极其离谱了。
作为典型的瑞香烷类二萜,树脂毒素的分子结构中有三个明显稠合在一起的环,尤其是最中间的那个七元环,它的构建真是让各路化学家伤透了脑筋。但是,因为此类化合物在药物领域有巨大的价值,所以还是有很多人不断地尝试优化其合成路线。2022年,V.Vasilev等人将树脂毒素的全合成缩减为15步,且平均每步产率在77%以上。
至此,在我们的菜单上,你也只剩最后一种物质没有品尝了。
最酸——氟锑酸
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。但我们都知道,硫酸(H2SO4)无论酸性还是酸味都肯定远超醋酸,所以二者还是具有强关联性。
由于几乎没有人敢去吃那些超强酸,更别提给它们的“酸味”排序了,所以我们也只好请出化学上“酸性”最强的几位,给题主过过嘴瘾。
已知酸性最强的单体酸是碳硼烷酸(H(CHB11Cl11)),或者更准确一些,十一氯碳硼烷酸,其结构如下:
该物质在2004年被制得,由于熔点高,其实际酸性很难测定,但其H0(Hammett酸度函数,用于量化超强酸体系或非水溶剂中酸的强度,尤其适用于传统 pH 值无法准确衡量的强酸环境)按最保守的估计低于−18,即纯硫酸的一百万倍。据说如果把所有Cl原子换成F原子,还可以得到酸性更加强的十一氟碳硼烷酸(H(CHB11F11))。虽然还是测不出来,但从它在化学反应中的表现看,其酸性完全不输给公认的“世界最强酸”。
在酸性被准确测定的酸中,最强的那位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。
(上图中:H+实际上要结合一个或多个HF,形成 H2F+等离子,此处也不细究)
现在看看你的周围,我敢打赌你身边的所有物质几乎无一例外,都能与氟锑酸发生反应,当然还包括你自己。为了盛放这种至尊贵物,我们需要聚四氟乙烯材质的容器,而你用于品尝的勺子自然也得用这样的材质。那么,尝一勺这玩意会怎么样呢?
虽然找不到氟锑酸的毒性数据,但大家应该都相信,其毒性应当高于氟化氢,后者致死量约25mg/kg(大鼠数据,直接食用;人类直接食用的数据没找到,只有吸入的数据)。所以,如果你真的喝了一勺,那大概是没什么活路了……
刚好,也为我们的故事画上了一个句号。