@ 2021.04.12 , 22:26

科学家确定:重水有点甜

典型氢原子的核内只有一个质子。但它的同位素——氘——除了质子外,还多出一个中子。所以这种氢同位素的质量更大。氘也可以和氧结合,生成水。为了区分,我们把重氢形成的水通常称之为……重水。

除了H2O和D2O之间的关键区别——重水的密度比普通水大10%左右——两种水的化学性质是一样的,尽管氘与普通氢(顺便说一下,也就是氕)的结合方式略有不同。

由于键合行为的差异,D2O中的氘,会影响生物体内的化学反应——科学家指出,喝重水不是个好主意;非喝不可的话,一定不能大量。

少量的氘被认为对人体无害,事实上经常有科学实验的参与者饮用少量重水。

这里有个问题可追溯到近一个世纪以前。一直以来,人们想知道重水好喝吗?的味道是否与普通水一样。

"从20世纪30年代就有轶事证据表明,纯D2O的味道与纯H2O的味道不同。前者大多是'甜的'。"新论文的第一作者和生物化学家Natalie Ben Abu和Philip E. Mason解释道。

"然而,Urey和Failla[前者是发现氘的科学家Harold Urey]在1935年解答了这一问题,得出的权威结论是,在品尝后'我们都无法分辨出两者的差异'。"

但这一结论是否有些过于武断?Abu和Mason说,Urey他们的明确看法,扼杀了之后一个世纪里这个领域的进步,至少在人体味觉测试方面是如此。

在大鼠身上的试验表明,过量重水对动物来说是致命的,但大鼠无法告诉我们口感。

在过去的二十多年里,我们对味觉感受器的理解越来越深刻。最新的研究终于可证实,重水的味道不一样。

"尽管它们在化学性质上相同,但我们确凿地证明,人类可通过味觉(基于化学感应的)来区分H2O和D2O,后者明显更甜。"资深作者、捷克科学院的物理化学家Pavel Jungwirth解释道。

有28名志愿者参与味觉测试实验,大多数人都能区分H2O和D2O,而对混合水进行的测试显示,重水占比高的被认为更甜。

然而,在对小鼠的测试中,动物们似乎并不喜欢喝重水,尽管它们确实表现出对糖水的偏好。这说明在小鼠身上,D2O并不能引起人们所能感知的那种甜味。

该团队的其它研究表明。人类对D2O的味觉感受是由味觉受体TAS1R2/TAS1R3介导的,已知TAS1R2/TAS1R3对天然糖和人工甜味剂都有反应。

实验室中用HEK 293细胞进行的实验也证实了这一点,当暴露于D2O时,TAS1R2/TAS1R3表达的细胞会产生明显反应。

此外,通过分子动力学模拟的计算建模,发现蛋白质与H2O与D2O之间的相互作用存在轻微差异,该团队表示,这还需要进一步研究才能完全解释,但与之前的研究相吻合,并提供了另一个化学系统(包括水的化学系统)中核量子效应的实例。

"在分子水平上,根本差异可能来自D2O中略强的氢键,这是核量子效应,即零点能量的差异……虽然重水不是一种实用的甜味剂,但它为开发新型甜味分子提供了广阔的化学空间。"

该研究结果报告在《通讯生物学》上。

https://www.sciencealert.com/there-s-one-kind-of-water-that-doesn-t-taste-like-water-scientists-confirm


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