重水尝起来很甜,尽管从化学角度来说它只是水
“重水”是指氢原子含有中子的水,。从化学角度来看,它被认为与普通水几乎相同,但一些早期研究人员认为它有甜味,这一说法遭到了极大的质疑。然而,现在生物学家和生物化学家证实了这些早期物理学家的说法,并解释了人类如何能尝到额外的中子。
氢除了是宇宙中最常见的元素外,通常也是最简单的元素——只有一个质子和一个电子,有时被称为氕。然而,大爆炸中形成的一小部分氢原子也有一个中子,使其成为氘。我们海洋中的水反映了这一点。
中子大约使氢原子的重量增加一倍,因此当水分子中含有氘原子时,它的重量比普通水重约 5%,当两个氘原子被替换时,重量增加一倍。重水是通过分离海水中含氘的分子而产生的,它减慢了中子的速度,影响了核反应,使裂变和聚变更容易实现。然而,我们的味蕾受化学反应而非物理反应的影响,化学反应很难区分。因此,20 世纪 30 年代关于重水有甜味的报道被认为不太可能,尤其是因为氘的发现者坚称它无味。
然而,帕维尔·荣格沃思博士捷克科学院的一位研究员认为这一说法可能有些道理。他向人们提供了未经鉴定的纯化重水和轻水样本,并询问他们是否能分辨出其中的区别。
“尽管这两种同位素在化学上名义上是相同的,但我们已经确凿地证明,人类可以通过味觉(基于化学感知)区分 H2O 和 D2O,后者有独特的甜味,”Jungwirth 在陈述。
另一方面,老鼠对每碗食物没有表现出任何偏好。
Jungwirth 对此进行了进一步探讨,并在一篇论文中通讯生物学宣布,甜味抑制剂乳糖醇可以使人无法区分这两种水,这为我们如何做到这一点提供了线索。
已知 Lactisole 可以抑制 TAS1R2/TAS1R3 受体,这是我们检测甜味的途径之一。已知 TAS1R2/TAS1R3 在啮齿动物和人类之间有所不同。TAS1R3 受体中的蛋白质建模显示,它们对重水存在的反应方式存在细微但显著的差异,变得更加僵硬。显然,我们的大脑在进化史上从未遇到过高浓度的重水,将其解释为甜味,这是我们的感官检测到微小量子效应的一个显著例子。
重水会损害细胞,但只有在浓度如此之高时才可能构成威胁。事实上,它被用作医学诊断的示踪剂。
人们花了很多精力去寻找既能满足味蕾又不会增加腰围或增加患糖尿病风险的甜味剂。理论上,喝重水代替软饮料可以减肥,但可能不会更轻,因为你的密度会增加。然而,对于非亿万富翁来说,钱很快就会花光,而这些好处还未显现出来。
但这并不意味着荣格威尔特的发现没有实际应用价值。这项研究表明,我们的味蕾使用了比之前认识到的更复杂的机制,可以帮助科学家找到更现实的方法,在不增加卡路里的情况下提供甜味的感觉。