刷完牙後喝柳橙汁,為什麼會變苦?
― 起泡成分暫時抹去了舌頭的「甜味」
變的不是果汁,而是你的舌頭。讓牙膏容易起泡的成分,會在舌頭表面殘留一陣子。這個成分讓甜味變得難以察覺,平常被藏起來的苦味和酸味就跑了出來。一般認為是這樣。
早上趕時間,匆匆刷了牙。嘴裡因為薄荷而清爽。
接著直接從冰箱拿出柳橙汁喝一口。一瞬間,又苦又酸、像藥一樣的味道在嘴裡散開。明明昨天還那麼好喝。
喝牛奶或水就不太有感覺。為什麼只有柳橙汁,味道會變這麼多呢?
理由只有兩個
牙膏的起泡成分殘留在舌頭上,暫時削弱了感受甜味的機制。果汁的甜味幾乎傳不到了。
舌頭表面有一層像油的薄膜,能緩和苦味。一般認為,起泡成分就像洗碗精去除油汙一樣,把這層膜剝掉了。
柳橙汁同時含有甜味、酸味和一點點苦味。平常是甜味把另外兩種包住。當甜味消失、苦味增加,同一杯飲料就變成完全不同的味道。
元凶是牙膏的「起泡成分」
很多牙膏都含有月桂基硫酸鈉。成分表上常寫成「月桂基硫酸鈉」,是用來製造泡沫的成分。
這種分子的形狀是一端親水、另一端親油。它和洗碗精、洗髮精是同一類,統稱為「界面活性劑」,很擅長聚集在水與油的交界處。
舌頭上感受味道的細胞,表面也是由像油一樣的膜構成。這種分子附著上去之後,一般認為感受甜味的機制就無法正常運作。
保護苦味的膜,被剝掉了
圖1右側苦味增加,是第二個理由造成的。舌頭表面排列著磷脂質這種接近油的分子。一般認為這種分子覆蓋在感受苦味的部位上,把苦味變得柔和。
起泡成分會像洗碗精一樣溶解並移除這層膜。於是柳橙本來就含有的一點點苦味成分,直接碰到裸露的舌頭。果汁的酸味也因為不再被甜味包住,而變得尖銳。
喝水或牛奶沒感覺,是因為它們的味道本來就不是靠甜味和酸味搭配出來的。愈是靠甜味遮住苦味和酸味的飲料,變化就愈明顯。
據說嚼了生長在印度等地的藤本植物匙羹藤(Gymnema)的葉子後,一陣子內砂糖嚐起來會像「普通的沙子」。這是因為葉子裡的成分堵住了感受甜味的機制。牙膏起泡成分的作用,經常被拿來和這種葉子的成分比較研究。
漱口之後,會馬上恢復嗎?
漱口時,嘴裡殘留的起泡成分會被水稀釋。請用圖2的滑桿改變漱口用的水量看看。漱口兩次,濃度會降到幾十分之一到百分之一以下。
不過實際上,漱口後味道往往不會馬上恢復。因為起泡成分有一部分不是溶在水裡,而是黏在舌頭表面。黏住的部分用水稀釋也不容易去除,只能等唾液慢慢沖走。
最確實的方法是調換順序。先喝果汁,再刷牙,就不會發生這個問題。據說選擇成分表上沒有月桂基硫酸鈉的牙膏,變化也會比較小。
總結
剛刷完牙喝柳橙汁會苦,不是果汁的問題,而是舌頭暫時改變了。起泡成分讓甜味不容易感覺到,還剝掉了緩和苦味的膜。原本被甜味藏起來的苦味和酸味,就這樣赤裸裸地傳了過來。
味道不是只由飲料決定。
接收味道的舌頭表面一變,同一杯果汁也會變成另一種飲料。
關於舌頭接收刺激的話題,也可以看碳酸飲料那種刺刺的感覺,是舌頭的哪裡感覺到的?和薄荷明明不冷,為什麼會涼涼的?。鼻塞時嚐不出味道的原因,請看感冒時,為什麼嚐不出食物的味道?。
- 刷牙之前,先喝一口柳橙汁,記住甜味和酸味。
- 用平常的牙膏刷牙、輕輕漱口後,再喝一口。比較哪種味道變弱、哪種味道變強。
- 過了約 30 分鐘後再喝一次,確認味道恢復到什麼程度。
也看看牙膏盒上的成分表吧。在不同的日子比較有「月桂基硫酸鈉」和沒有的牙膏,也許就能發現差異。感受因人而異。
想知道更多的人 ― 名詞・算式・與課本的連結明確標示內容屬於國中自然到大學專業課程的哪個程度
- 國中國中自然課會學到的範圍
- 高中高中「化學」「生物」會學到的範圍
- 高中+高中的進階內容,或課本專欄級的內容
- 大學高中不會學,屬於大學專業課程(界面化學・感覺生理學)的內容
- 研究連大學也不會當作「定論」來教,是目前研究者正在探討的話題
國中名詞:這個現象是有名字的
- 界面活性劑:一個分子中同時具有親水部分和親油部分的物質。洗碗精、洗髮精、牙膏的起泡成分都屬於這一類。
- 月桂基硫酸鈉:牙膏常用的界面活性劑。成分表上寫作「月桂基硫酸鈉」。
- 味覺的修飾:某種物質增強或削弱其他味道的感受。匙羹藤葉子的成分也屬於這一類。
國中高中用算式確認:漱口能把起泡成分稀釋到什麼程度?
估算刷完牙後嘴裡殘留的起泡成分濃度,以及漱口能稀釋多少。牙膏的用量和成分比例因產品和個人而異,這裡的數值只是參考。
| 用符號寫 | C = C₀ × ( v ÷ ( v + V ) )ⁿ |
| 用文字寫 | 漱口後的濃度 = 最初的濃度 ×(嘴裡殘留的液體 ÷ 殘留液體與水的總和),再乘上漱口的次數 |
| 這個式子從哪來 | 加水之後,溶解的成分總量不變(物質的量守恆)。量不變而液體變多,所以濃度會依液體增加的比例下降。每吐出一次就重複一次 |
| 符號 | 意義與單位 |
| C | 漱口後的濃度(每 1 mL 的 mg 數) |
| C₀ | 刷完牙時的濃度(每 1 mL 的 mg 數) |
| v | 吐出後仍殘留在嘴裡的液體量(mL) |
| V | 每次漱口含的水量(mL) |
| n | 漱口次數 |
| 每次使用的牙膏 | 假設約 1 g(1000 mg) |
| 起泡成分的比例 | 依產品約 1〜2%(這裡取 1.5%) |
| 刷牙時與泡沫混合的液體 | 假設為 5 mL |
| 吐出後嘴裡殘留的液體 | 約 1 mL |
| 每次漱口的水 | 假設為 10 mL |
| 開始形成泡沫粒子的濃度 | 約每公升 0.008 莫耳(1 莫耳為 288 g) |
| 起泡成分的量(mg) | 1000 × 0.015 = 15 |
| 刷完牙時的濃度 C₀(每 1 mL 的 mg 數) | 15 ÷ 5 = 3 |
| 形成泡沫粒子的濃度(每 1 mL 的 mg 數) | 0.008 × 288 ≒ 2.3 |
| 漱口 1 次後殘留的比例 | 1 ÷ 11 ≒ 0.091 |
| 漱口 1 次後的濃度 | 3 × 0.091 ≒ 0.27 |
| 漱口 2 次後的濃度 | 0.27 × 0.091 ≒ 0.025 |
| 與最初相比是幾分之一 | 3 ÷ 0.025 = 120 |
刷完牙時的濃度,略高於形成泡沫粒子(微胞)的濃度。嘴裡會充滿泡沫就是這個原因。漱口 2 次後,溶在水裡的部分約變成 120 分之一。即使如此味道仍沒有馬上恢復,是因為黏在舌頭表面的那一部分沒有算進這個式子。
高中高中+分子的形狀,與接收味道的機制
高中月桂基硫酸鈉是一種分子,在 12 個碳連成的長鏈末端,接著帶電的硫酸基部分。鏈的一側親油,硫酸的一側親水。細胞膜由磷脂質排成兩列的膜構成。界面活性劑會把鏈的一側插進膜中,擾亂膜的排列,或把膜上的分子拉出來。
高中+甜味和苦味,是由味覺細胞膜上稱為受體的蛋白質接收分子而感覺到的。甜味受體被認為是一種組合,而苦味受體則被認為有數十種。一般認為,膜被擾亂後,甜味的接收會變弱,苦味分子也更容易傳到受體。
大學界面化學與味覺修飾物質
界面活性劑在水中開始聚集成粒子的濃度,稱為臨界微胞濃度。月桂基硫酸鈉在純水中約為每公升 8 毫莫耳。比這更稀時,分子一個個吸附在表面;更濃時,則以微胞的形式溶入水中。在味覺研究方面,1980 年 DeSimone 與 Bartoshuk 等人,從物理化學和感覺兩方面比較了這個成分與匙羹藤酸(gymnemic acid)的作用。目前討論的是兩種效果:抑制甜味,以及移除原本抑制苦味的磷脂質。
📖 算式的推導與更進階的內容:臨界微胞濃度(維基百科) / 月桂基硫酸鈉(維基百科)
研究還沒有完全搞清楚的事
- 甜味變弱的詳細機制 是附著在受體本身,還是透過膜的紊亂產生作用,目前尚無定論。
- 變化因人而異的原因 有人幾乎沒感覺,也有人覺得非常苦。可能與苦味受體的個體差異有關。
- 恢復原狀所需的時間 會因唾液量和刷牙方式而變,明確指出幾分鐘會恢復的數值很少。
也就是說,本文的內容也只是「就目前所知範圍內的說明」。愈是身邊的現象,細節愈是仍在研究當中。
與課本的連結(依程度)
| 程度 | 科目・單元 | 本文的哪裡 |
|---|---|---|
| 國中 | 自然:水溶液的濃度、感覺器官 | 漱口稀釋的計算、用舌頭感受味道 |
| 高中 | 化學:界面活性劑/生物:細胞膜 | 分子的形狀,與磷脂質的膜 |
| 高中+ | 生物:受體與訊息的接收 | 甜味與苦味的受體 |
| 大學 | 界面化學・感覺生理學 | 臨界微胞濃度、味覺修飾物質 |
| 研究 | 味覺的分子生物學 | 甜味變弱的機制、個體差異 |
| ― | 與生活的連結 | 果汁在刷牙前喝、看成分表選購 |
- DeSimone, J. A., Heck, G. L., & Bartoshuk, L. M. (1980). Surface active taste modifiers: a comparison of the physical and psychophysical properties of gymnemic acid and sodium lauryl sulfate. Chemical Senses, 5, 317–330.
- 日文維基百科「ラウリル硫酸ナトリウム」(月桂基硫酸鈉)
- 日文維基百科「臨界ミセル濃度」(臨界微胞濃度)
- 日文維基百科「味覚」(味覺)
- 山本隆(山本隆)『美味の構造 ― なぜ「おいしい」のか』(美味的結構:為什麼會覺得「好吃」)講談社選書メチエ
※本文是寫給一般大眾的科學解說。文中的數值是為了理解機制的參考值與概算。味道的感受因人而異。若對牙齒或口腔狀況有疑慮,請諮詢牙醫師。