喝过带有金属感的咖啡吗?
剑桥辞典中,对Metallic这个字定义为:“A metallic sound, appearance, or taste is like metal.一种听起来、看起来,或尝起来,带有金属感的。”在SCA的咖啡价值评估表CVA中,有个令人困惑的形容词,出现在口感描述区,该选项是: Metallic金属感
甚么尝起来有金属感?
难道它不是嗅觉?不是味觉?而是口感?(不然CVA为何归类在口感?)
怎样的口感,是金属类口感?
01 生活中的金属味
日常生活中,最容易感觉到金属味的场景有三种。第一种是你手摸金属硬币的时候,不论是锌币或铜币,都会闻到金属气味。另一种就是你刷牙口腔流血的时候,你尝到的血味中,带有铁锈味道。最后一种是吃药,许多常用药物都会引起苦味与金属感。由金属离子诱发的金属味,科学家研究告诉我们,这些气味与金属离子无关。
人类并没有金属的嗅觉受体。那为何手摸硬币会出现金属气味?2006年,欧洲顶尖化学期刊《应用化学》,就刊载一篇由美国国家科学基金会与德国UFZ环境研究中心资助的美国弗吉尼亚理工大学工程学院研究计划。
该计划结论是:铁接触皮肤时产生的金属味,其实是一种人体气味。汗湿的皮肤,会腐蚀铁金属,形成活性Fe 2+离子。这些Fe 2+离子会在几秒钟内氧化为Fe 3+离子,同时还原并分解皮肤中现有的脂质过氧化物,生成有气味的羰基碳氢化合物(醛、酮)。正是这些碳氢化合物,被认为是金属味。
触摸金属后立即闻到「金属味」,其实只是皮脂过氧化物质产生的挥发性气体,该气味分子不含任何金属化合物。人类能够察觉这种气味,可能源自于演化过程中发展的嗅血能力。早期人类,可能如动物一般具有「追踪血迹」的能力,可以透过金属「血液气味」,追踪定位受伤的猎物。这种演化带来的人类生存能力,使得人类嗅觉对这类金属气味需要阈值甚低,只要有丁点存在就很容易觉察。
02 所谓的金属感知
在食品和饮料中,金属味令人不快,通常出现金属味,可能代表食品不安全或质量低劣。口腔中的金属感,是一种复杂的体验。目前对金属感的理解,大多源自对金属盐的研究。金属味,常出现在添加钙、镁、铁和锌等金属盐类的矿物质的食品中。2021年刊登于《化学感觉》的金属盐风味研究,有助于我们了解引发金属感的各种感官。
该研究提到,金属盐能引发包括味觉、嗅觉和三叉神经通路等多种感知。
由金属盐引起的感官反应,该论文整理如下表:
Taste味觉反应: 苦、咸,酸,甜,鲜
Chemesthesis化学感觉: 刺激,辛辣,干燥,触电,刺痛
Flavour嗅觉气味: 金属,锌币,血味,锈钉,铜币,臭油,焦糖,烧焦,烟味
味觉感觉
金属盐,亦可激活味觉受体中的T1R3与T2R7。
T1R3,参与甜味与鲜味转导。对谷氨酸钠(MSG)中的谷氨酸以及协同增味分子肌苷酸(IMP)和鸟苷酸(GMP)敏感。
T2R7则对苦味物质作出反应。T2R硫酸铝、硫酸铜、硫酸锌、氯化镁、氯化钙和氯化锰等金属盐有反应,但对氯化钾无反应。
钙的味觉报告,主要特征是苦味,伴有甜味、咸味和酸味,以及金属味和涩味。铜会引起苦味和涩味,其他感觉包括酸味、咸味和金属味。铁除了具有金属感,铁化合物还有苦味、酸味和涩味或干燥味。镁主要是苦味和咸味,但还具有涩味、金属味。以及刺激性、灼烧感。锌能引起多种感觉,包括鲜味(咸味、肉味)、辛辣味和涩味。由前述各种金属盐引起的味觉反应来看,以苦味或鲜味为主导。
化学感觉
化学感觉是指通过触觉系统产生的化学诱发的感觉,发生于皮肤或粘膜对接触到的化学物质的特定触觉感知。大部分化学味觉感受,都是由三叉神经介导。
所有类型皮肤都存在化学反应神经纤维,不过黏膜对化学感觉刺激更敏感,因为它们缺乏皮肤角质层的屏障。口腔黏膜引起的化学性刺激感知,包括有辣椒素引发的灼烧感、薄荷醇引发的清凉感,以及碳酸带来的刺激感。化学性刺激的感觉,与口腔中TRPV1以及TRPA1味觉受体激活有关。
TRPV1 受体是指瞬时受体电位阳离子通道,子类V,成员1。
TRPV1存在整个口腔味觉受体细胞和神经末梢中,可以被各种外因内因的理化刺激而激发。
物理性激发包括有:高温,低PH值酸性环境
化学性刺激激发,包括有辣椒素,乙醇和胡椒碱,人工甜味剂,还有金属盐等。
TRPV1通道涉及痛觉传递。
[TRPA1]
TRPA1是瞬时受体电位阳离子通道,子类家族 A, 成员 1,又称为瞬时受体电位香草酸1。TRPA1离子通道,参与感知疼痛、寒冷和瘙痒,以及刺激性化合物。由TRPV1以及TRPA1味觉受体激活,带来的金属味化学感觉,可能有涩感,刺激感,干燥感,烧灼感(辣感)等。
嗅觉感知
2025年刊登《感官研究杂志》的这篇报告指出,金属味是一种嗅觉的挥发性气味。
研究人员将硫酸铁溶液涂抹在舌头不同部位,受测者选择张鼻呼吸或是塞鼻呼吸。结果塞鼻时,有三成的参与者对金属味的感知消失。当鼻子张开时,涂抹在舌咽神经区域(Glossopharyngeal Nerve)的金属味强度,明显强于涂抹在舌面神经上的强度。但这些差异在塞鼻后或消失。
舌咽神经位于颈部深处,靠近喉咙后部。因此金属感知,同时涉及嗅觉和味觉,嗅觉部分,属于鼻后嗅觉的感知金属盐会引起嗅觉气味。发生的原因与咀嚼过程中金属盐与唾液成分相互作用,产生的脂肪氧化物有关。因此有可能因冲泡咖啡水质中的金属盐引发。当然,金属气味的化合物,也可能因烘焙咖啡本身的加工或是烘焙方式制造。
03 金属气味化合物
既然”嗅觉”也是金属味来源之一,接下来介绍三种常见的金属味气味化合物。
1-辛烯-3-酮
1-辛烯-3-酮,是烯烃化合物,具有金属蘑菇气味。它是造成金属或血液,与皮肤接触时产生金属气味的物质。
它的人体气味检测阈值甚低:0.03–1.12 μg/m ,通过鼻后嗅觉简得知。辛-1-烯-3-酮在水性介质中具有蘑菇香气,在脂质中具有金属香气。如果咖啡中的1-辛烯-3-酮含量较多时,咖啡液中脂质含量愈多时,感知道的金属气味可能愈多。反之,降低这类化合物的金属气味方式为,降低咖啡脂质的萃取量。
反式-4,5-环氧-( E )-2-癸烯醛
反式-4,5-环氧-( E )-2-癸烯醛,是脂质过氧化的产物。本是存在于哺乳动物血液中的含氧 α,β-不饱和醛,使血液具有特有的金属气味。捕食者利用它来定位血液或猎物。
人类对反式-4,5-环氧-( E )-2-癸烯醛的气味,比老鼠敏感。在食品工业中,当烘烤富含有亚油酸的脂肪时,可能会形成这种醛。熟牛肉在冰箱中放置时间过长时,也会形成这种醛。它也是生羊肉和熟羊肉气味的重要组成部分。如果烘焙咖啡带有烤牛肉气味时,当这类咖啡因储存等因素发生脂质氧化反应时,也可能会产生金属味。
2,5-二酮哌嗪 (DKP)
2,5-二酮哌嗪 (DKP) 是由两个氨基酸形成的环状二肽。这类分子存在于自然界和加工食品中。
苦味蛋白(DKP)是许多食品中的常见成分,它们赋予食品一种苦味,甚至比无环苦味蛋白更苦。在食品中,DKP 是热加工肽或蛋白质的降解产物,它们在酸性或碱性条件下最易在 N 端发生环化。在咖啡发酵过程中,蛋白质等聚合物成分,会在微生物作用和咖啡豆本身酶促作用下降解。到了烘焙阶段,在加热过程中,发酵过程产生的寡肽参与美拉德反应,形成DKP这种带有苦味与金属气味的化合物。一种类似烘焙可可苦味的气味。如果烘焙咖啡烘烤出黑巧克力等苦味咖啡时,也可能感知道这类金属气味。
04 避免金属感的方法
产生金属味的原因,有可能是冲煮咖啡的水质含金属离子过多。或是因为烘焙咖啡本身具有产生金属味的过氧化脂质。避免金属味的方式,可以从水源或是感官抑制的方式下手。使用低金属盐水冲煮,咖啡液中的金属盐,较容易在口腔中,使咖啡中的脂质氧化,形成金属味。因此冲煮咖啡用水,应设法降低不必要的金属盐含量。
使用地下水,住宅区水管线路老旧或,或都可能使冲煮咖啡的水源被污染,而带有铁、铜、铅、锰、锌等过多金属矿物质。当然,使用含矿量过高的矿泉水冲煮咖啡,也可能使咖啡带来金属味。所以冲煮咖啡的水质含矿量,SCA有一个建议范围,过高矿物质含量的水,并不合适用于冲煮咖啡。
利用酸甜遮蔽金属感,2024 年 1 月《化学感官》研究报告指出,蔗糖与柠檬酸混合物,可有效降低硫酸亚铁FeSO4溶液带来的金属感。
其中蔗糖,被认为是最有效的促味剂。
蔗糖对金属感的抑制,可能是通过降低氧浓度和扩散系数以及在高浓度下清除自由基来降低脂质氧化速率,从而降低金属感。柠檬酸是排第二对金属味有抑制帮助的促味剂。
柠檬酸可通过螯合促氧化金属或分解预先形成的过氧化物,来抑制脂质氧化形成的金属气味。该研究发现混合蔗糖与柠檬酸的混合物,对低浓度0.3 mM的硫酸亚铁FeSO4溶液,可以将金属感降低到几乎无法检测。所以,如果咖啡喝起来有金属味,该怎办?从以上的研究可知:
-柠檬酸冲多一点
-蔗糖甜要溶解足够
-避免冲太油
这些都是冲煮上可调整协助的。另外,既然水中金属矿物质,很容易引发咖啡液脂质过氧化反应,那使用较低矿物质的水冲煮咖啡,也可以降低一些金属气味产生。最后,烘豆师烘焙时应留意亚麻油酸的过氧化的问题,通常会与风门调控有关,烘豆师应避免在烘焙中产生金属味。