氯化鈉為什麼有鹹味?
是因為鈉離子還是因為氯離子?
知乎習慣,先上結論,再來回答,全是乾貨。
氯化鈉之所以有鹹味,是因為鈉離子被鈉離子通道輸送進味覺細胞,然後細胞膜電勢改變而產生的一系列神經信號傳導。
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1、本答案本收錄知乎日報,撒花;答主暫時沒有知乎日報的賬號,所以無法回復上面的部分疑問
2、回復里很多人說品嘗各種鹽的味道,我也是醉了,科學工作者不是實驗室老鼠
3、還有少部分人說被最後一張小平同志的圖片阻礙了,我更是奇了怪了,沒有小平同志上哪裡去天下美食,去哪裡有機會進入科學研究的大門
---------以下是正文--------
本回答的主要借鑒scientific american的一篇科普文章making sense of taste【1】。大多數圖片由答主按照相關學術期刊的示意圖和文本進行重製,剩餘少量圖片素材取自互聯網。
一、從味蕾談起。
人的味蕾主要分布在舌頭的四種突起結構上,如下圖示,分別為,a)蘑菇狀乳突fungiform papillae;b)絲狀乳突filiform papillae;c)葉狀乳突foliateform papillae;d)環狀乳突circumvallate papillae.
這個像珊瑚礁的圖片只是各種味覺乳突的結構示意圖,真的味覺乳突並不是這麼隨機生長,而是這樣在舌頭上分布的...
以下部分圖片可能會引起觀感不適,請酌情觀賞。
這是我們的舌頭。
放大了以後是這樣的...
進一步放大是這樣的...
好的,重點來了,黃色的這些就是味蕾,把它們繼續放大...
右上圖這些淡紫色,淡黃色,淡藍色的桿狀細胞就是味覺細胞,我們的所有的味覺都來自於它們的辛勤工作。順便說一下,所謂的什麼舌頭前部對甜敏感,後部對苦敏感,側面對酸敏感,是不被已知科學事實所承認的【2】。
二、什麼是味覺,味覺細胞如何感受味覺?
當我們吃/喝下一大口(不管是什麼東西),在咀嚼和吞咽的過程中,這些不管是什麼的東西在口腔內裂解,分散的過程中,組成這些不管是什麼東西的分子溶解在唾液和汁液,並擴散到乳突上。一旦溶劑分子來到味蕾,接觸到味覺細胞「腦袋」上的這些個觸手(微絨毛microvillus),味覺細胞就開始工作了。目前已知的工作方式有五種,對,就是人類的這五種基本味覺。負責這五種工作方式的有三類味覺細胞,既主要感受鹹的type I glial-like cell,感受甜苦鮮的type II receptor cell,和感受酸的type III presynaptic cell。
那他們的工作方式類似是這樣的?
而生物系統比我們認識到的單片機或簡單電路要複雜和精妙的多。
言歸正傳,鹹味是這樣的。鈉離子通過microvillus上的以及細胞表面的離子通道進入味覺細胞,鈉離子富集,細胞膜去極化,鈣離子內流,引起神經遞質釋放,產生神經信號傳導。(下圖A)
特別需要強調的是,2010年,鹹味的分子機制已被UCSD的Zuker實驗室驗證。鈉離子是通過type I glial-like 細胞中的epithelial sodium
channel (ENaC)識別的【3】。其他鈉鹽或常見陽離子也會部分產生鹹的味道,比如鉀,鈣鹽。但由於離子通道有選擇性,所以無法由這些鹽替代氯化鈉。
都說買一送一是優惠,這次答一送四。
酸味:氫離子(br?nsted酸的陽離子)有三種可能方式刺激味覺細胞:通過離子通道或自由擴散進入味覺細胞;阻止鉀離子通過離子通道;通過與離子通道結合,打開離子通道使其他陽離子通過離子通道進入味覺細胞;然後,改變細胞膜電勢,引起神經信號傳導。(具體是哪種或哪幾種方式尚不清楚)(上圖B)
甜味:糖分子與T1R2/T1R3複合型G蛋白偶聯受體結合。
苦味:苦味分子與T2R型G蛋白偶聯受體結合(多種亞型可以分別結合不同結構的苦味分子)。
鮮味:鮮味分子受體機制尚未完全確定,一般認為是谷氨酸(或谷氨酸與單磷酸肌苷[IMP])與T1R1/T1R3複合型G蛋白偶聯受體結合。
這後三種味道分子與G蛋白偶聯受體的結合,都會進而激活和G蛋白受體鏈接或附近的酶(如PLCbeta2),釋放第二信使分子(三磷酸肌苷[IP3],etc);第二信使分子促使附著在內質網上的鈣離子釋放,改變細胞膜電勢,引起神經信號傳導。(上圖C)
三、從味道分子被識別到大腦
這一塊領域,涉及神經信號產生、傳導和識別,比之前的味道分子識別要複雜得多,所以未知的更多。這裡只說下已經了解的部分。
感受鹹的Type I細胞,如何產生神經信號,目前已知的研究最少,完全不清楚。
目前認為,感受甜苦鮮味的type II細胞神經信號傳導,是通過ATP(三磷酸腺苷)實現。這類細胞被味道分子激活後,會釋放ATP,ATP本身是神經遞質,可以傳導神經信號(一號線)。ATP信號同時會被感受酸的type III前突觸細胞接收,它會隨即釋放其他神經遞質,如5-羥色胺和腎上腺素等,傳導神經信號(二號線)。至於大腦是只接收一號線就可以感受到甜苦鮮,還是一二號線同時接收才能感受,請問nature、science未來的下一篇文章。
負責酸味傳導的type III細胞本身就具有釋放神經遞質的功能,所以只要二號線就可以接通大腦。但是這裡必須注意,它分泌的神經遞質不止一個(好比二號線的分機)。究竟是這些分機要同時響,還是某個響,甚至是一個高音響一個低音響,才能打通大腦的主機,同樣請問nature、science未來的下n篇文章。
回答完畢,廣告時間。歡迎大家閱讀我的關於感覺的姊妹答案,大蒜的辣和辣椒的辣有什麼區別? - yinan zhang 的回答。蚊子咬後的癢和別人摳腳板心的癢有什麼區別?如果不同為什麼還要用同一個字「癢」來形容兩種感受? - yinan zhang 的回答
對於某一特定的味覺細胞只會對一種味道敏感,比如,鮮味細胞對甜味或苦味不敏感,即使它們都屬於type II receptor cell。這一點特別像ccd的像素感測器,無數的單色二極體構成了美麗的照片;而無數的味覺細胞,讓我們體驗了南北中外的美食。
這時,我們閉上眼睛,在腦海中再現這樣一個簡單的億萬年長鏡頭。當第一個或第一批老祖宗們(這是不是應該從多細胞動物算起)首次進化出了味覺器官(舌頭、觸角等)感受這個世界,一直繁衍到我們人類的21世紀,味覺器官如何感受味道的原理被初步了解。你就會切身地感受到自然和科技給我們帶來的心頭上的一顫。
如果你感受到了那麼一顫,就點個贊同本回答唄。
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1. 有機化學、生物合成、天然產物相關專業從業人士;
2. 歡迎專業人士指出錯誤和不足;
3. 對於想從事生物研究的童鞋提示下,「五感」是很容易出大paper的研究方向。
【1】Smith, D. V.; Margolskee, R. F. Sci. Am. 2006, 85-92.
【2】Lindemann, B. Receptor seeks ligand: on the way to cloning the molecular receptors for sweet and bitter taste. Nat. Med.1999, 5, 381-382.
【3】Chandrashekar, J.; Kuhn, C.; Oka, Y.; Yarmolinsky, D. A.; Hummler, E.; Ryba, N. J.; Zuker, C. S. The cells and peripheral representation of sodium taste in mice. Nature 2010, 464, 297-301.
亞硝酸鈉也有鹹味,而氯化鈣無味,可見其作用的是鈉離子
實驗室的物品不要隨便拿起來就嘗!
2015.10.26 修改答案:
首先感謝@Hongcheng對百度百科提出的質疑
本以為百度百科是個很權威的地方,沒想到也是各種問題~唉~
樓主啊~這種問題建議先自己百度~然後多查看各類文獻,因為單從百度得到的答案看似權威但也照樣存在各種邏輯問題~
這是百度百科上的解釋
具體詳見下圖:
鏈接:鹹味_百度百科接下來請各位移步評論區~
不是因為把nacl的味道定義為鹹味嗎?
樓上回答的只是味覺的產生吧
氯化鈉是實驗室化學物品,不能隨便嘗
室友說:「因為氯化鈉要為自己代言....」
因為第一個吃到此味道的人命名它為鹹味
人類把氯化鈉的味道定義成 鹹味
它總得有個味道吧,如果它是甜的你又會問為什麼是甜的了!你應該問舌頭如何產生鹹的味覺
個人感覺先有氯化鈉的味,後來才叫鹹味的,沒有為什麼吧……
為什麼這個味道會被叫做「鹹味」 ? 是先有「鹹味」 還是先有「氯化鈉」 ?
也許正因為氯化鈉的獨特的這個味道,後來才被開發成鹽,而這個味道被稱為「鹹味」鹽都是有鹹味的,這裡的鹽指的是化學意義上的鹽,氯化鈉恰是其中一種。至於哪些是鹽,媽的,四五年沒學化學了,早忘了。
你有七個基因負責這個事兒!
首先你得命名此感覺為咸
為什麼氯化鈉是鹹味氰化鈉是苦杏仁味,所以關鍵該也不是鈉離子
難道不應該是人給氯化鈉的味道定義為咸嗎?味蕾感覺到這個味道,於是定義 哦這個味道就是鹹味 哈哈哈哈哈
看到這個問題,心裡一驚,題主這逼竟然吃化學物質,後來想想這東西應該是鹽……我這學渣,中學白學了。
感覺應該是為什麼氯化鈉的的味叫做鹹味╮(╯_╰)╭
發現好多人和我想的一樣(??ω?)
水中氯鹽含量較高時,水會帶有鹹味,尤其當主要陽離子為鈉離子時,氯鹽達250毫克/升即有鹹味,然而,若主要陽離子為鈣與鎂離子時,即使氯鹽含量高達1000毫克/升亦不覺得有鹹味!
鹹味,像鹽那樣的味道。人的味蕾受氯化鈉中的氯離子作用而產生的感覺。
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