在我們的生活中,辣椒是再普通不過的植物了。那么,辣椒為什么這么辣?辣椒的辣味受哪些因素的影響?這些都是科學家十分關注的熱門話題。科學家前往辣椒的故鄉——玻利維亞森林,希望能找到答案。
辣椒素的作用
大多數種類植物的種子都藏在果實里,在被鳥類和其他嚙齒類動物食用后,通過排泄得以散播。辣椒種子的傳播途徑也是如此。但如果植物種子在被嚙齒動物吃掉后,又經過了它們的消化,那就幾乎不能再發芽了。因此,許多植物的葉、根或果實會產生毒素或難聞的氣味以嚇退這類動物。科學家猜測,辣椒應該也不例外,辣椒產生辣椒素可能也是為了恐嚇動物,以免辣椒種子被它們吃掉。可是,生態學家圖克斯伯里在辣椒的故鄉——玻利維亞森林對辣椒進行仔細研究后,得出了不同的結論。
圖克斯伯里發現,在玻利維亞,同一種辣椒的辣味在不同的地方有著很大的差異,有的辛辣無比,有的不但不辣,反而有淡淡的甜味。他還發現,雖然嚙齒動物的確只愛吃甜的辣椒而不愛吃辣的辣椒,但鳥類卻不懼怕辣椒(對于辣椒來說,辣椒素還可以減緩鳥類對種子的消化作用,使種子的外皮軟化,從而更有利于種子將來的萌芽)。如此來看,辣椒素的作用并不完全是為了恐嚇動物。
那么,辣椒素的作用究竟是什么呢?隨著研究的深入,圖克斯伯里了解到,辣椒素其實是用來對付一些更為微小的辣椒的敵人的。
在玻利維亞,真菌對于辣椒來說,就是比嚙齒動物更具威脅性的敵人——感染真菌的成熟野生辣椒的比例超過了90%,這也是造成其種子死亡的主要原因。科學家發現,在辣椒葉的底部常常懸掛著一些看起來像紅色甲殼蟲的昆蟲,真菌就是通過它們在辣椒之間傳播開的。進一步的顯微鏡觀察表明,辣椒外皮上的疤痕多數都是被這些半翅目昆蟲啃噬造成的,而且疤痕數越多,辣椒感染真菌越嚴重。
圖克斯伯里最終總結出這樣一條規律:辣椒素含量越多的辣椒,越不容易感染真菌。由于真菌多生長在潮濕環境中,因此辣椒對外界環境會作出相應的變化:環境越濕潤,辣椒就越辣。實驗室的研究也證明:從甜椒里培育出的真菌能很容易地被一點點辣椒素所抑制,而那些能在稍辣的辣椒中生存的真菌,其耐受辣椒素的能力明顯強很多;生長在真菌易滋生、昆蟲侵襲嚴重的地區的辣椒含有更高水平的辣椒素,而生活在危險相對較小地方的辣椒,其味道更像甜椒。
可見,辣椒素的作用并不是為了阻止動物啃食辣椒的果肉,而是為了抑制真菌生長。一方面,辣椒和其他很多植物一樣,需要利用果實吸引鳥類和其他饑餓的動物來吃食,最終在其消化排泄過程中被散播到各處;另一方面,辣椒又必須抵御那些不懷好意的真菌,以免其種子被殺死。正是辣椒素解決了這個問題。
當然,使用化學物質作為防御害蟲的武器并非辣椒的專利,比如蕃茄在未成熟時也會產生一些特別的化學物質,使味道變得很難吃,從而大大增加種子在成熟后才被動物采食的機會。不過,與辣椒不同的是,大多數植物的化學防御物質在果實成熟后會自動消失,而辣椒的辣椒素在成熟后會不減反增,使其辛辣程度進一步提高,這不僅能在最大程度上減少感染真菌的機會,同時又不會影響鳥類對辣椒的采食。辣椒的這種變化令人嘆為觀止,而善變與復雜正是自然選擇最為青睞的特征。
辣椒種植源遠流長
最近,科學家在巴哈馬、巴拿馬、厄瓜多爾和秘魯等地考古發掘出一些燒焦的陶瓷炊具遺跡,研究人員在將其進行研磨并對得到的粉末進行分析后發現:它們竟然都含有辣椒。由于辣椒在烹制時大都會被吃掉,極少留有遺存,因此之前沒有太多證據顯示史前人類食用過人工種植的辣椒。而這一考古新發現表明,美洲人至少在6000年前就開始種植辣椒了。
從歷史上看,辣椒在世界范圍傳播開的速度是非常驚人的,這多少要感謝哥倫布,因為是他于1492年在伊斯帕尼奧拉島探險時發現并將辣椒帶回西班牙。之后50年,辣椒被帶到了印度、日本和中國。1621年,英國人把辣椒帶到了美國。葡萄牙人則把辣椒和煙草、棉花一起帶到了非洲。在歐洲,辣椒最初并未受到歡迎,而在美國則一度被視為珍貴的香料。根據美國農業部門的估計,現在美國人平均每年的辣椒消費量遠遠超過蘆筍、花椰菜及綠豆。
為什么人類種植辣椒的歷史如此悠久?為什么人類對辣椒“情有獨鐘”?科學家認為,除了辣椒的調味效果外,更重要的是,辣椒對史前人類在艱苦環境下的生存起到了重要作用。辣味可以殺菌,使食物更加安全。至少,古代瑪雅人已經知道將辣椒加入藥物制劑中,用于治療感染和某些胃腸道疾病。
在大多數人的印象中,辣椒不過是一種充滿辛辣味的植物而已。其實,辣椒的辣味可謂五花八門,吃起來也各有一番滋味。有的辣椒一咬就辣,有的是咽下去才覺辣,有的吃后滿嘴都辣,有的辣前舌,有的辣喉嚨,有的聞起來辣,吃起來更辣,還有的在幾米遠的地方就能嗆到人。從外觀上看,辣椒辣的程度與辣椒的顏色有一定的關系。通常,紅色的比綠色的辣,綠色的比紫色、黃色和黑色的辣,這是因為辣椒在成熟時會變成紅色,辣味最強。黃色、紫色辣椒等大多為甜椒。目前世界上辣椒的種類繁多,人們對辣的體會也各有不同。
吃辣椒會上癮嗎
美國研究人員在調查36個國家的4500道菜品后得出一個結論:遠古時期的食辣者獲得了一種在艱苦環境下生存的優勢,這種優勢通過基因遺傳,使后代越來越覺得辣味品味道鮮美。對不吃辣者而言,嗜辣者總讓人難以理解:難道吃辣能上癮?讓我們來看看“辣癮”的由來。
當辣椒的辣味一刺激到舌頭、嘴的神經末梢時,大腦就會立即命令全身“戒備”:心跳加速,唾液或汗液分泌增加,腸胃加倍“工作”,同時釋放出內啡肽;若再吃一口,大腦會以為痛苦襲來,于是就會釋放出更多的內啡呔。持續不斷釋放出的內啡呔會使人感到輕松興奮,產生吃辣后的“痛快”感覺。這就是吃辣椒“上癮”的一個因素。吃辣椒“上癮”的另一個因素是辣椒素的作用——味覺細胞在接觸到辣椒素后會更加敏感,從而感覺到食物的美味。
在印度東北部山區盛產一種辣椒,由于奇辣無比,被當地人稱之為“魔鬼辣椒”。1912年,美國藥劑師史高維爾發明了一種測定辣度的方法,即通過測定辣椒中辣椒素的含量,將辣的程度分為0~30萬史高維爾單位不等,這種方法一直沿用至今。沒有辣味的西班牙甜椒的辣度為0史高維爾單位,而“魔鬼辣椒”的辣度超過100萬史高維爾單位,被吉尼斯紀錄確認為世界上最辣的辣椒。“魔鬼辣椒”除被食用外,在當地還常被用來治療胃病和消暑。有趣的是,“魔鬼辣椒”在躋身吉尼斯紀錄之后一夜成名,身價迅速上升。如今,當地人已經認識到“魔鬼辣椒”的價值,開始把致富希望寄托在這種手指大小的辣椒上,“魔鬼辣椒”的種植面積不斷增加。
辣椒還和營養及醫學價值掛上了鉤。辣椒含有豐富的維生素,辣椒素具有抗炎及抗氧化作用,有助于降低罹患心臟病及其他一些隨年齡增長而出現的慢性病的風險。科學家通過研究發現,有辣椒的飯菜能增加人體的能量消耗,幫助減肥。以前人們認為經常吃辣椒會刺激胃部,甚至引起胃潰瘍,但事實剛好相反:辣椒素不但不會引起胃酸分泌的增加,反而會抑制胃酸的分泌,刺激堿性黏液的分泌,有助于預防和治療胃潰瘍。紅辣椒中還有一種被叫做“番辣椒素”的化學物質,能幫助清除鼻塞。科學家解釋說,番辣椒素與某些感冒藥、咳嗽藥很相似,而吃辣椒比吃藥更好,因為完全沒有副作用。
我們在吃辣椒時會感到很熱,自然而然地會想喝水或吃些主食來沖淡辣味。事實上這樣做的效果并不理想,因為辣椒素會緊緊地與味覺器官上的神經受體相結合。此外,辣椒素不溶于水,只與脂肪、油類及酒精相結合,這也就是為什么啤酒比水更容易沖淡辣味的原因。最好的緩解辣味的食物是牛奶,尤其是脫脂牛奶。牛奶中的酪蛋白能很好地和辣椒素結合。因此,如果你在切辣椒時被辣到了皮膚,用冷水沖洗是不能徹底解決問題的,你應該采取涂抹酒精、食醋或洗熱水等方法來去除辣味,然后再用清水洗手。用熱水洗手是因為辣椒堿在高溫下會蒸發,雖然效果不如酒精和食醋,但比冷水要好。
辣椒的另類用途
據報道,印度國防部正計劃將某種辣椒制成炸彈,用作軍人在戰場上的一種武器,正所謂“以辣退敵”!印度國防部的科學家稱,這種辣椒奇辣無比,大頭針頂部的圓珠大小的這種辣椒量就足以炮制一千份食物。在處理這種辣椒時,工作人員必須佩戴手套及安全眼鏡。如果將這種辣椒磨碎制成“辣椒炸彈”,其威力可引致嚴重灼傷等強大效果,頃刻之間令敵方完全喪失還擊之力。據說美國紐約的警察也配備了一種“辣椒槍”,其外形像步槍,可以發射裝滿辣椒粉的塑料球,令人窒息和咳嗽,專門用于制服情緒不穩定的鬧事者。
除了能被制成殺人武器,辣椒或許還能被開發成新型的局部麻醉劑。科學家最近發現,辣椒素可幫助某些麻醉藥進入細胞,從而增強麻醉藥的效用。這一發現將有助于開發新的麻醉劑:既可緩解疼痛又不會導致麻痹和暫時性的癱瘓。我們目前所使用的許多局部麻醉劑都存在諸多的副作用,原因是它們會關閉傳輸觸覺信息及控制運動信息的神經活動。例如很多人在進行口腔局部麻醉后,會出現流口水、胡言亂語以及舌頭麻木等情況。辣椒素的作用原理完全不一樣,它能開啟痛覺神經上的通道,從而提高感知疼痛的臨界值。
研究人員用辣椒素對實驗小鼠進行了如下一些實驗。
在第一個試驗中,研究人員先在小鼠的坐骨神經附近注射局部麻醉劑,小鼠起初還會表現出正常的疼痛反應;然后,他們在注射局部麻醉劑之后接著注射辣椒素,結果小鼠的疼痛感覺很快神奇般地消失,而且這種止痛效果持續了大約90分鐘。
在第二個實驗中,研究人員往小鼠的腳上同時注射局部麻醉劑和辣椒素,然后把小鼠放在熱板上直到它們感覺到灼痛,結果所有的小鼠都能堅持到它們所能承受的最高溫度。
在第三個實驗中,研究人員先在小鼠的坐骨神經附近注射局部麻醉劑和辣椒素的混合物,然后用探針給予不同力度的刺激,結果它們對最強的刺激都沒有反應,其止痛效果達到了4小時。尤其重要的是,這些小鼠都沒有出現副作用,說明混合藥物只針對痛感神經細胞起作用。
科學家認為這個發現實在是很了不起,因為辣椒的來源非常廣泛。但這項研究成果目前還未能完全應用于人類,存在的問題之一是:注射局部麻醉劑是否能完全抵消辣椒素帶來的那種火燒火燎的感覺?當然,這樣的問題遲早都會得到解決,人類有望在不久的將來真正實現免除手術帶來的痛苦。