化學感覺

化學感覺是由化學物質的刺激（稱為化學刺激）所產生的感覺之總稱。它在動物的食、性生活和逃避敵人等方面具有重要作用，較之光感覺更為普遍，在低等動物也很發達，甚至原生動物，對各種化學刺激也顯有清晰的差分反應。在更高等的動物分化出特別的感覺細胞（參見化學感受器），並發展為能辨別不同化學性質的刺激物質或分化為不同性質的感覺。

基本介紹

• 中文名：化學感覺
• 外文名：chemical sense，chemical sensa－tion
• 拼音：huà xué gǎn jué 
• 產生：化學物質刺激
• 作用：食、性生活和逃避敵人等方面
• 擁有：動物

定義

化學感覺包括了紅辣椒產生的灼燒感、椒樣薄荷產生的清涼感、碳酸飲料產生的麻刺感和葡萄酒產生的澀感，是化學物質刺激到感受冷、熱、疼痛等神經系統而產生的敏感性反應。化學感覺是一個相對較新的術語，最早稱為共同化學感覺，後來又稱為三叉神經反應。化學感覺與嗅覺、味覺相互結合形成一種獨特的食品香味，儘管其他感官輸入( 例如質地、色澤和溫度等) 也參與整個香味形成過程。

化學感覺的基本感官特徵

化學感覺主要以感受溫度和疼痛為主，其特徵完全不同於嗅覺和味覺，因而了解化學感覺基本特徵有助於我們理解它是如何對香味產生貢獻的。

多樣性特徵

大多數研究者曾認為常見化學感覺是一種單一維度的預警系統，只有化學刺激物存在，並且達到一定濃度時，才能產生信號。同時，動物實驗表明，將嗅覺和味覺感官輸入去除後，動物不再能夠區分不同的刺激物。然而，由人類感官研究得到的證據卻說明化學感覺的豐富性甚至超過了味覺。紅胡椒和黑胡椒、姜和肉桂產生的化學感覺本質上是完全不同的；此外，在這些食品中，灼燒、蜇刺、麻刺和麻木等感官品質描述語出現的頻率也各不相同。最近的心理生理學研究證明，口腔和鼻腔中的化學刺激反應是受各種不同的三叉神經纖維介導的。

化學感覺成分對人們喜愛的食品有非常獨特的貢獻，例如，椒樣薄荷的清涼和蜇刺感源於薄荷腦，肉桂的灼燒感源於肉桂醛，檸檬的蜇刺感源於檸檬酸，蘿蔔、洋蔥和大蒜的辛辣源於異硫氰酸酯。如果不存在這些化學刺激物，所有食品的香味都是可識別的，而每一種的香味特徵都不相同。這一點可以通過考察洋蔥的濃度效應得到說明。濃度較低時，主菜餚中缺乏洋蔥特徵，只對香味有細微的貢獻； 然而濃度較高時，例如用洋蔥作為色拉配菜，辛辣感就會非常明顯。除少數例子( 例如，CO2) 外，化學感覺常見的特徵是濃度較低時產生香氣和味道，濃度較高時產生辛辣感。

不均勻分布

口腔、咽部和鼻腔黏膜都含有化學感覺神經元，然而它們的敏感性各不相同。將化學刺激物從舌尖向後移1 ～ 2 cm，回響潛伏期和感受強度就會發生顯著的變化。此外，在缺乏味覺神經元的區域，回響也有明顯的差別，感受最為強烈的是含有舌咽神經和迷走神經的部位。同時，口咽部位對不同化學刺激物的相對敏感性也不相同，即便對回響極為相似的紅胡椒和黑胡椒也是如此。

持續時間久

化學感覺與其他香味屬性相比，有兩個重要的差別。首先，化學感覺的形成和消失速度比嗅覺和味覺慢很多； 其次，一些刺激物有顯著的脫敏化或耐受性。從經驗上講，化學感覺回響有非常明顯的滯後性。這種現象產生的原因是大部分化學感覺神經元不在組織細胞表面而是深埋在組織細胞下面。

給人印象最為深刻的是脫敏化，也即當化學刺激物濃度足夠高時，人對它的敏感性可能完全消失。人們研究最多的脫敏劑是紅辣椒的主要成分辣椒素，其他的常見成分還有，例如，黑胡椒中的胡椒鹼、丁香中的丁香酚、芥末中的異硫酸氰酯和薄荷中的薄荷腦，它們也能產生脫敏化。這意味著在餐館吃飯時，品嘗一道辣菜後，短暫停留一段時間再品嘗第二道辣菜，起始辣味強度會降低，不過，品嘗數口後，強度又逐漸恢復再次，脫敏化可持續一天以上，因而重新接觸刺激物時，需要一兩天時間才能完全恢復敏感性。

與嗅覺、味覺相互作用

廣義講，正是由嗅覺、味覺和化學感覺的相互結合才形成了獨特的食品香味。然而，人們還無法對這種複雜的感官綜合體進行研究。由於辛香料會掩蓋食品的風味，因而人們對辛香料如何影響味覺進行了大量研究。實驗數據表明，辣椒素除了對甜味有掩蓋作用外，對其他味覺幾乎沒有影響。人們還不清楚其中的原因，但可能是因為酸類和鹽類能夠同時產生刺激和味覺。如果刺激是酸味和鹹味的固有特徵，辣椒素對酸味和鹹味的影響就會被隱蔽。這種說法對解釋苦味有些牽強，但因為苦味和辣味的特徵和舒適性極為相似，人們很難做出正確的判斷。

當然，化學感覺成分還可以與味覺發生較強的相互作用。例如，人們發現CO2能夠增強酸味和鹹味，影響程度跟CO2濃度有關。不過，總體而言，化學感覺對味覺影響相對較弱。因而，辛辣食品之所以難吃，原因可能不在於感官因素，而在於注意力等因素。

由於鼻腔刺激對感受的香氣有抑制作用，因此，我們有理由認為口腔刺激對後鼻腔和口腔中感受的香氣也有類似的抑制效應。然而，現有的數據證明，這種抑制作用也非常弱。例如辣椒素與檸檬醛或蔗糖混合時，氣味和味覺檢測閾值均有小幅升高。不過，檸檬醛或蔗糖濃度較高時，這種抑制作用卻並不明顯。同時，人們還發現辣椒素對後鼻腔香氣沒有任何抑制作用。因此，辣椒素作為刺激物時，對香味抑制極小，只限於閾值濃度附近。不過，就像味覺的情況一樣，其他揮發性強的刺激物可能對後鼻腔香氣有重要影響。

轉導機制

化學感覺反應

化學感覺神經元位於舌的乳頭內並被味蕾包裹。絲狀乳頭不含有味覺細胞，但卻含有化學感覺神經元，這些神經元利用味蕾的結構形成一個到達舌頭表面的通道。與味覺受體類似，化學感覺神經元含有化學特異性受體位點，它們是一些不同於味覺受體的獨特受體，包括了感受觸覺的機械性刺激感受器(mechanoreceptor)、感 受 溫 度 變 化 的 溫 度 感 受 器 (thermoreceptor)、感 受 運 動 的 本 體 感 受 器(proprioceptor) 和感受疼痛的疼痛感受器(nociceptor）。

在這些受體中，溫度感受器和疼痛感受器的獨特結合併在口腔化學刺激作用下產生了辣味和清涼感。哺乳動物中，最主要的熱刺激分子轉導器是一組離子通道，稱為瞬時受體電位通道(TRP)。辣椒素受體(VR1）通道就是一個這樣的分子轉導器，它是一個離子門控通道，可被43℃以上的溫度以及化學刺激物例如辣椒素、酸性pH激活。類辣椒素受體蛋白1(VRL1) 是一個與之結構有關的受體，只在極端溫度(53℃) 下才被激活，但不與中等熱刺激、酸或辣椒素髮生回響。研究人員已經發現並克隆了冷熱受體通道CMR1和TRPM8，它們可被較低溫度和l-薄荷醇所激活。在克隆細胞內被一起表達時，CMR1和VR1可被化學和/或溫度刺激共同激活 ，從而為細胞提供確定的熱回響閾值。因此 ，TRP通道被認為是感受溫度的最主要轉導器。

觸覺反應

化學感覺神經元也能介導觸覺反應。化學感覺和觸覺特徵常出現重疊。例如，丹寧在食物中是一種化學刺激物，但能產生澀味觸覺反應。丹寧能夠引起口腔乾燥、粗糙感，引發臉頰和面部肌肉繃緊效應。儘管丹寧的確是引起觸覺的化學物質，大多數葡萄酒專家仍願意將澀味看作是葡萄酒的獨有香味特徵。

人們對澀味形成機理所知甚少。對葡萄酒中丹寧賦予的澀味而言，一個長期流行的理論是丹寧能與唾液蛋白和黏多糖( 唾液粘性成分) 結合，使之聚集或沉澱，唾液因而喪失覆蓋潤滑口腔組織的能力，造成口腔的粗糙和乾燥感，即便口腔中含有液體。不過，許多酸常被描述為澀味而不是酸味。最近的研究表明，酸類物質的澀味實際上是通過加速其中殘留的酚類同富含脯氨酸的唾液蛋白之間的作用產生的，不含酚類的酸在唾液中並不產生澀味。