付 娜,王錫昌*
(上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306)
滋味物質(zhì)間相互作用的研究進(jìn)展
付 娜,王錫昌*
(上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306)
人類的味覺提供了有關(guān)食品質(zhì)量及其組成的必要信息。人類可鑒別出食物的5種基本味覺,即甜、咸、酸、苦和鮮味,但食物是多種滋味化合物組成的混合體系,因此滋味物質(zhì)間相互作用是不可避免的。滋味物質(zhì)間的相互作用發(fā)生在3個層面,即化合物混合時的化學(xué)反應(yīng)、一種物質(zhì)對另一種物質(zhì)滋味受體的影響、混合物質(zhì)在大腦中的綜合感知。其中研究較多的是滋味物質(zhì)在第二層面上的相互作用。二元、三元及多元滋味物質(zhì)之間的關(guān)系是復(fù)雜的:當(dāng)滋味化合物低強(qiáng)度/濃度混合時呈現(xiàn)增強(qiáng)效應(yīng);中等強(qiáng)度/濃度往往呈現(xiàn)加和作用;高強(qiáng)度/濃度混合時常呈現(xiàn)抑制作用。另外,滋味感知受很多因素的影響,如溫度、pH值、黏度、硬度、受試者生理狀況等。滋味物質(zhì)間相互作用的研究主要聚焦在飲料滋味改良、藥品苦味掩蓋和口腔護(hù)理產(chǎn)品開發(fā)等具有廣闊研究前景。
基本味覺;相互作用;協(xié)同作用;抑制作用;心理物理學(xué)曲線;味覺感知;味覺閾值
在組成食品體系的化合物中,很大一部分物質(zhì)具有呈味特性,這種特性能使人類區(qū)分出不同的滋味成分。隨著人類進(jìn)化,對食物中營養(yǎng)成分和潛在毒性物質(zhì)具備了一定鑒定能力,從而提高了具有味覺能力的人的生殖和繁殖能力[1]。日常生活的一部分問題,則需要利用滋味間相互作用的關(guān)系而做出回答:白砂糖可以使西紅柿更適口嗎?一包牛奶可以使咖啡的苦味柔和嗎?在煮制的魚湯中添加食鹽可以使魚湯更加美味嗎?當(dāng)很多化合物混合時,是產(chǎn)生混合滋味,還是滋味感知強(qiáng)度上的增強(qiáng)或抑制?如何降低兒童藥劑的苦味強(qiáng)度從而使藥劑更適口也是另一個重要而急需解決的問題。這些問題引起了生理學(xué)家、心理物理學(xué)家和食品科學(xué)研究者的興趣,如果得以解決將對滋味傳導(dǎo)及其原理在食品工業(yè)的運用具有重要意義。
從20世紀(jì)60年代初,人們就開始研究以食物或水為介質(zhì)的滋味物質(zhì)間的相互作用,并獲得了較有效可靠的成果。但是隨著人們認(rèn)知的增加,疑問也愈來愈多。為了更全面地解釋滋味物質(zhì)間的相互作用原理,其研究涉及了心理物理學(xué)、食品科學(xué)和心理學(xué)等組成的交叉學(xué)科,已不是某個學(xué)科的獨立研究。
1.1 滋味屬性
滋味物質(zhì)的感受是一個綜合過程:滋味物質(zhì)首先與受體結(jié)合,受體產(chǎn)生反應(yīng)并以電信號的形式通過神經(jīng)傳入大腦,最后大腦進(jìn)行綜合分析,即產(chǎn)生味覺。味覺有4種屬性來表明其獨特性,分別為味覺類型、味覺強(qiáng)度、味覺持續(xù)時間和空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[2-3]?!拔队X類型”是描述性名詞,其中公認(rèn)的描述滋味類型的名詞有5個:甜味、咸味、酸味、苦味和鮮味。味覺類型對于定義滋味特點非常重要,且每一種滋味類型下還可以分為不同的次等類型,如果糖和葡萄糖的滋味類型都是甜味,但是兩者又屬于不同的甜味層次類型。味覺強(qiáng)度”是對滋味物質(zhì)味覺大小的一個量度?!拔队X持續(xù)時間”是有關(guān)滋味強(qiáng)度的時間過程。不同的滋味物質(zhì)水溶性不同。由于唾液的沖刷,水溶性大的物質(zhì)比水溶性小的物質(zhì)與受體作用時間短。例如蔗糖比新橙皮苷二氫查耳酮糖精鈉的滋味作用時間短?!翱臻g拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”與味覺在舌頭和口腔的定位有關(guān)。5種滋味類型的物質(zhì)在舌頭上的感知區(qū)域如圖1所示[4]。
圖1 味覺受體細(xì)胞、味蕾和乳頭狀突起Fig.1 Taste receptor cells, buds and papillae
1.2 滋味感受生理學(xué)理論
味覺對于生命具有重要作用,因為動物在一定程度上通過味覺系統(tǒng)來評價食物的營養(yǎng)價值,同時防止對機(jī)體不利的物質(zhì)的攝入。人類(或某些哺乳動物)可以通過味蕾細(xì)胞感受和區(qū)分不同的滋味。哺乳動物的味覺細(xì)胞有4種,分別為暗細(xì)胞(TypeⅠ)、亮細(xì)胞(TypeⅡ)、中間細(xì)胞(Type Ⅲ)和基細(xì)胞(Type Ⅳ)[4]。不同類型的味細(xì)胞具有不同的功能。5種基本味覺感知受體及其生理意義如表1所示。
表1 哺乳動物候選滋味受體選擇性[[33]]Table1 Tastant selectivity of candidate mammalian taste receptors
表1 哺乳動物候選滋味受體選擇性[[33]]Table1 Tastant selectivity of candidate mammalian taste receptors
注:—.受體不明或未確定。
味覺感知 受體/通路 刺激物質(zhì) 生理意義甜味[5-7] GPCRs/T1R2+T1R3 糖類(一糖、二糖)、糖苷、糖蛋白、糖肽 能源酸味[8-9]TRP/channels(PKD1L3+PKD2L1) 質(zhì)子(酸類) 變壞的食物、不成熟的水果咸味[10] —/channels NaCl、LiCl 礦物質(zhì)苦味 GPCRs/T2Rs(ca.30types) 生物堿、萜類化合物、黃烷、苦味肽、硫脲、無機(jī)鹽類 毒物鮮味 GPCRs/T1R1+T1R3, mGluRs 酸性L-氨基酸、5’-嘌呤單核苷酸 蛋白質(zhì)
目前對滋味傳導(dǎo)的生理學(xué)研究確認(rèn)了甜味、苦味和鮮味受體的基因表達(dá)、味覺信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本路徑,但咸味和酸味受體/通路還有待進(jìn)一步的研究與確定。另外,對于味覺識別和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等均有待研究,尤其是味覺刺激物配體與受體間的相互作用機(jī)制。
2.1 滋味物質(zhì)間相互作用理論
2.1.1 滋味間相互影響的3個層次
滋味物質(zhì)間的相互作用是在指定條件下的研究,條件不同其類型也不同。評價滋味的相互作用時,需考慮3個層次:溶液中各化學(xué)物質(zhì)的相互作用影響味覺感知[11];混合溶液中的一種物質(zhì)與味覺感受器的作用影響其他物質(zhì)的傳導(dǎo)機(jī)制[12];人腦對混合物質(zhì)的綜合感知認(rèn)識。
化合物混合時,可能會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成新的物質(zhì),從而使滋味物質(zhì)的滋味強(qiáng)度或類型發(fā)生改變。水相溶液中常見的化合物之間的相互作用類型有:酸堿中和生成鹽的反應(yīng);弱引力作用,例如氫鍵鍵合作用引起的化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變;滋味化學(xué)物質(zhì)的沉淀作用,導(dǎo)致味道變淡或無味等。研究表明由于苦味物質(zhì)溴苯那敏馬來酸鹽與單寧酸的絡(luò)合,其混合物在兒童藥品中有較好的掩蓋苦味的效果[13]。
當(dāng)兩種物質(zhì)進(jìn)行混合的時候,一種化學(xué)物質(zhì)對另一種物質(zhì)的滋味受體細(xì)胞或滋味傳導(dǎo)機(jī)制存在潛在的影響。例如,NaCl和某種苦味物質(zhì)接觸就會引起周邊神經(jīng)系統(tǒng)相互作用,使得NaCl抑制該物質(zhì)的苦味[14]。這是一種口腔周邊神經(jīng)效應(yīng)(細(xì)胞/上皮細(xì)胞水平),而不是認(rèn)知水平(中央處理過程)的抑制。為了演示外圍效應(yīng),Kroeze等[15]利用一分為二的舌頭方法論,研究了NaCl和一種苦味物質(zhì)間的相互影響,結(jié)果表明混合物中的苦味強(qiáng)度降低。這種滋味物質(zhì)的周邊神經(jīng)效應(yīng)存在于一些滋味細(xì)胞表面或里面[16]。
混合物在口腔中的滋味刺激效應(yīng)是通過電信號被神經(jīng)傳入到大腦,而大腦通過信號解碼表現(xiàn)出對味覺的感知和鑒定。當(dāng)兩種或者多種滋味物的刺激(在閾值以上)強(qiáng)度比單個物質(zhì)滋味強(qiáng)度小時,該啟發(fā)形式為混合抑制[17]。研究表明這種抑制是一個中央認(rèn)知過程而不僅僅只是外圍的口腔效應(yīng)[15]。
2.1.2 滋味物質(zhì)間相互關(guān)系模型:心理物理學(xué)S型曲線單種物質(zhì)的濃度-強(qiáng)度心理物理學(xué)曲線在20世紀(jì)中期已經(jīng)被研究。利用感官評價方法,以滋味物質(zhì)濃度為橫坐標(biāo)、滋味感知強(qiáng)度為縱坐標(biāo)作曲線,結(jié)果發(fā)現(xiàn)曲線呈現(xiàn)S型,這與酶的速率方程曲線很相似。一條單個滋味物質(zhì)濃度-強(qiáng)度心理物理學(xué)理論曲線如圖2所示[18]。這條S型曲線主要由獨立的3個階段組成,即拓展階段、線性階段和抑制階段。曲線的開始階段即拓展階段類似指數(shù)加速過程,強(qiáng)度的增長速度大于濃度的增長;中間階段即線性階段遵循線性增長,隨著滋味物質(zhì)/混合物濃度的增加,滋味強(qiáng)度呈直線增強(qiáng);當(dāng)滋味受體達(dá)到飽和,隨著滋味物質(zhì)濃度增加,滋味強(qiáng)度達(dá)到最大值后保持不變,這一階段稱為抑制階段。
圖2 單個滋味物質(zhì)的濃度-強(qiáng)度心理物理學(xué)理論曲線Fig.2 Theoretical psychophysical concentration-intensity curve for a single compound
3個階段的每個階段都可以用Steven冪次(指數(shù))定律來描述[19]:I = kCn,式中:I表示感知強(qiáng)度(圖2縱坐標(biāo)y);k為常量,決定曲線坡度;C是滋味物質(zhì)濃度(圖2橫坐標(biāo)x);n為指數(shù),與滋味物質(zhì)在特定階段的濃度-強(qiáng)度曲線有關(guān)。拓展階段n>1,線性階段n=1,抑制階段n<1。此曲線僅體現(xiàn)了單一物質(zhì)的濃度與感知強(qiáng)度之間的關(guān)系,無法說明混合滋味物質(zhì)的濃度與強(qiáng)度之間復(fù)雜的關(guān)系。不同的單一物質(zhì)濃度-強(qiáng)度曲線也不盡相同。
2.2 滋味物質(zhì)間相互作用研究內(nèi)容
食品是一個混合體系,其中的滋味成分也非單一,所以不同的滋味物質(zhì)間會有相互作用發(fā)生,其相互作用理論對食品開發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。在食品體系中,滋味物質(zhì)間相互作用的大量研究屬于外圍神經(jīng)系統(tǒng)水平。
2.2.1 相同滋味類型二元混合物之間的相互作用
當(dāng)兩種物質(zhì)混合時可能有很多方面的相互作用。通過繪制曲線發(fā)現(xiàn),線性和非線性是常見的描述相互作用的表現(xiàn)方式,但這種轉(zhuǎn)換從文獻(xiàn)中很難精確鑒定,因此強(qiáng)度的增強(qiáng)或抑制作為一般術(shù)語作為參考。在文獻(xiàn)中的共識,“增強(qiáng)”相當(dāng)于“1+1>2”,“相加”相當(dāng)于“1+1=2”,“抑制”相當(dāng)于“1+1<2”。Rifkin等[20]通過觀察混合組分的實際強(qiáng)度并與自身的簡單相加的強(qiáng)度相比較,精確地描述兩種物質(zhì)的協(xié)同作用。圖3[18]闡明了相互作用的類型,抑制作用和協(xié)同作用可以聯(lián)想起當(dāng)組分E(對應(yīng)的心理物理學(xué)曲線為E,下同)與其他組分(D或者F)相混合時的心理物理學(xué)函數(shù)。
圖3 滋味混合物相互作用心理物理學(xué)函數(shù)曲線Fig.3 Psychophysical function curves for the interactions between taste mixtures
圖3 中,曲線E表示隨著單種滋味物質(zhì)濃度的增加,滋味感知強(qiáng)度也隨著增加。曲線D的右半部分表明當(dāng)向物質(zhì)D中添加E后,對D的感知強(qiáng)度增強(qiáng)為D’,體現(xiàn)了協(xié)同效應(yīng)。相同濃度的條件下,添加E后的D的感知強(qiáng)度比單種D物質(zhì)的滋味強(qiáng)度高,這就是通常所說的協(xié)同效應(yīng)。同樣地,在F中添加E后,F(xiàn)物質(zhì)的濃度-強(qiáng)度曲線改變?yōu)镕’,E對F呈現(xiàn)抑制效應(yīng)。
一般來說,相同滋味類型物質(zhì)的相互作用通常用S型心理物理學(xué)曲線來預(yù)計[18],分為拓展階段、線性階段或壓制階段。
2.2.2 不同滋味類型二元物質(zhì)間的相互關(guān)系
當(dāng)兩種不同滋味類型的物質(zhì)混合時,將發(fā)生包括非線性(增強(qiáng)和抑制作用)和非對稱強(qiáng)度轉(zhuǎn)變在內(nèi)的一系列變化。Woskow[21]研究表明具有咸味特征的5’-核苷酸鈉鹽有增強(qiáng)甜味的效果,在中等濃度時能夠提高咸味,抑制酸味和苦味。有研究報道谷氨酸鈉在中等/高濃度時對甜味和苦味有抑制作用,高濃度時能增強(qiáng)NaCl的咸味[22]。在低強(qiáng)度/濃度時,相同滋味類型的二元滋味物質(zhì)強(qiáng)度間的相互影響符合心理物理學(xué)函數(shù)曲線的拓展階段。低濃度甜味物質(zhì)和其他滋味物質(zhì)的二元混合物的相互影響是不確定的[23]。其他滋味的物質(zhì)抑制中等和高強(qiáng)度/濃度的甜味物質(zhì);高濃度時苦味和甜味、酸味和苦味都是相互抑制的(即對稱抑制)。鹽和酸混合物相互影響彼此的滋味強(qiáng)度:在低濃度/強(qiáng)度時相互增強(qiáng);在高濃度/強(qiáng)度時,相互抑制或者沒有影響[14,23-24]。心理物理學(xué)研究顯示,某些鮮味物質(zhì)混合時呈現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)[25-27],另外鮮味物質(zhì)還具有1)增強(qiáng)咸味;2)增強(qiáng)甜味;3)抑制苦味[14,21-22]的作用。日本在不同食物中的研究中,發(fā)現(xiàn)谷氨酸和5’-核苷酸的鈉鹽是產(chǎn)生食物特征滋味必不可少的物質(zhì),作用包含了咸味、鮮味、和甜味的增強(qiáng)和苦味的抑制。
綜上可知,不同滋味類型的二元物質(zhì)間的相互影響遵循S型曲線的3個階段[18,27-29]。物質(zhì)在低強(qiáng)度/濃度時相互增強(qiáng);在中等強(qiáng)度/濃度時為線性影響;而在高強(qiáng)度/濃度時通常會發(fā)生抑制作用。酸味、咸味和苦味相同滋味特性的物質(zhì)間的相互影響研究甚少,而甜味物質(zhì)是研究最多的一類滋味特性。
2.2.3 三元或多元混合滋味間的相互作用
三元滋味物質(zhì)間的相互影響比二元又復(fù)雜了一個層次,研究方法是在二元方法基礎(chǔ)上的改進(jìn)。3種或多種滋味物質(zhì)的混合體系有固定的主體滋味類型,這也是研究的重點部分。
Stevens[29]檢測混合物的閾值(即物質(zhì)被感知的最低濃度)時發(fā)現(xiàn),當(dāng)n種(n≥3)滋味物質(zhì)在閾值左右混合時,他們的閾值分別減少了1/n*,即敏感度增加。他發(fā)現(xiàn)當(dāng)在NaCl溶液中分別添加蔗糖和檸檬酸后,NaCl的閾值為:
式中:N表示NaCl的閾值 濃度;S和C分別表示蔗糖和檸檬酸的濃度。
Breslin等[30]研究了NaCl、尿素和蔗糖之間的相互關(guān)系,結(jié)果表明,把NaCl加入到苦味-甜味混合液中時能夠抑制苦味。Bartoshuk[18]研究了甜味、酸味、咸味和苦味化合物及物質(zhì)混合后各自的強(qiáng)度感知。結(jié)果表明酸味和添加的滋味物質(zhì)能夠引起滋味強(qiáng)度的減弱,滋味抑制是因為滋味物質(zhì)處于S曲線的抑制階段。Barry等[31]研究由蔗糖、NaCl、檸檬酸和硫酸奎寧組成的二元、三元和四元混合物間的相互關(guān)系表明,在這些混合物中占主導(dǎo)地位的滋味類型是甜味;同時還發(fā)現(xiàn)甜味也被其他物質(zhì)抑制或者強(qiáng)烈抑制其他滋味物質(zhì)。Keast等[32]對苦味物質(zhì),即咖啡因、鹽酸奎寧和丙基硫氧嘧啶的混合溶液的濃度、檢測閾值和閾上強(qiáng)度之間的關(guān)系進(jìn)行研究,結(jié)果表明在咖啡 因和丙基硫氧嘧啶在高濃度時的心理物理學(xué)曲線具有顯著相關(guān)性。
滋味物質(zhì)感知在不同的模型中結(jié)果不同,因此在一定模型下研究滋味物質(zhì)的相互作用才具有實際意義和應(yīng)用價值。以往的研究用到的模型有以下幾種。
3.1 食品體系模型
在20世紀(jì),Pangborn[33]研究蔗糖、檸檬酸和氯化鈉之間的相互關(guān)系,使用的食品模型包括梨花蜜[17],番茄汁和青豆泥[34]。研究也發(fā)現(xiàn)采用食物模型的研究結(jié)果與水介質(zhì)的研究結(jié)果大致相同[34-36]。Breslin等[30]研究表明NaCl抑制苦味的同時通過釋放混合物中對苦味的抑制成分來增強(qiáng)甜味,這在食物模型中得到了證明。Fuke等[37]報道說加入鮮味物質(zhì)5’-核苷酸可以降低蝦提取物的苦味,并增加其甜味。
Keast[38]通過研究NaCl、乳酸鋅、蔗糖、不同脂肪含量的奶和氣味(分別來自咖啡、巧克力和摩卡)對咖啡因苦味的影響發(fā)現(xiàn),250 mmol/L的蔗糖溶液和摩卡香氣對咖啡因的苦味具有遮掩作用;而巧克力和咖啡的香氣使咖啡因苦味的感知增強(qiáng);乳酸鋅是這幾種物質(zhì)中最有效的苦味抑制劑,但是在食品中一般不添加鋅鹽,因為它同時也具有隱藏甜味的作用??Х纫虻娘L(fēng)味強(qiáng)度與其濃度有關(guān)[39],但是與咖啡軟飲料中所添加的甜味劑類型和受試者是否喜歡含咖啡因的飲料無關(guān)[40]。
3.2 水介質(zhì)模型
Calvino等[41]研究了水介質(zhì)和咖啡中的苦-甜物質(zhì)之間的相互關(guān)系,在心理物理學(xué)函數(shù)的3個階段模型中,作者發(fā)現(xiàn)甜味、苦味或咖啡香味強(qiáng)度/濃度越大,它們的抑制能力越高。
3.3 動物模型
常用的是小鼠模型和人體受試模型。Delay等[42]利用小鼠實驗證明了谷氨酸鹽與核苷酸(如肌苷酸)的協(xié)同作用。人類對谷氨酸鹽的感知能力是不同的[43],近期的研究表明這種不同是因為遺傳物質(zhì)不同[44-46]。Zhang Feng等[47]對鮮味物質(zhì)的分子機(jī)制研究表明,鮮味的受體是復(fù)雜的雜聚肽G-蛋白受體T1R1和T1R3,并使用嵌合的T1R受體、定點誘變、分子模型闡明其分子協(xié)同機(jī)制。
Keast等[32]的研究表明,受試者可以區(qū)分出甜味溶液中的不同質(zhì)量濃度咖啡因的細(xì)微差別,但是卻區(qū)分不出軟飲料中的相應(yīng)不同質(zhì)量濃度咖啡因苦味的細(xì)微差別。因此,不同的模型對滋味物質(zhì)間相互作用研究的影響不同。但同時還沒有風(fēng)味理論來證明在軟飲料中添加咖啡因可改變其風(fēng)味。因為有研究指出,隨著兒童和青少年肥胖現(xiàn)象的增加,從蔗糖甜味軟飲料去除引起人們上癮的咖啡因是很有必要的[48-50]。甜味的增強(qiáng)作用可以防止人體過量攝入食物和飲料中的糖類[51-52]。Servant等[53]研究表明甜味的協(xié)同作用是因為人類甜味受體的正構(gòu)調(diào)節(jié)作用。Fujiwara等[54]通過培養(yǎng)人類的甜味受體和觀察受體的反應(yīng),發(fā)現(xiàn)新橙皮苷二氫查爾酮或甜蜜素對蔗糖具有協(xié)同效應(yīng)。Labbe等[55]研究表明,閾上滋味的刺激可以增加甜味物質(zhì)的強(qiáng)度,但丁酸乙酯對甜味強(qiáng)度的增強(qiáng)作用并不與濃度成比例。
以往的研究是對滋味物質(zhì)間相互作用原理的探討,并總結(jié)出相同和不同滋味物質(zhì)間相互作用的大致趨勢,但是這些理論并不適用于所有的滋味物質(zhì),并且滋味物質(zhì)間的相互關(guān)系還受很多因素的影響,例如個體差異[56]、實驗設(shè)計[57]、滋味物質(zhì)的選擇[14]、等級模型[58]。因此應(yīng)針對具體的食物模型和目的來設(shè)計和開展實驗。
滋味物質(zhì)感知的影響因素有很多種。在食品模型中,影響滋味感知的因素有pH值、溫度、黏度(或凝膠強(qiáng)度)、礦物質(zhì)離子、消費者生理因素及輔料物質(zhì)等。在近期的研究中,滋味抑制作 用通常是利用滋味抑制劑分子通過阻斷間隙連接通道和半通道來抑制藥物的滋味[59-60]。例如Maniruzzaman等[61]研究了對乙酰氨基酚經(jīng)熱熔擠出處理后的苦味掩蓋作用,結(jié)果表明,30%丙烯酸樹脂含量時,苦味的掩蓋效果最好。Mosca等[62]研究凝膠特性和蔗糖的空間分布對甜味感知的影響發(fā) 現(xiàn),不同凝膠層(軟質(zhì)、中等和硬質(zhì)凝膠)的機(jī)械性能和破裂特性不同。蔗糖在凝膠中不均勻分布時的感知甜度高于均勻分布時的甜度,這說明蔗糖甜度的增強(qiáng)與凝膠基質(zhì)無關(guān)。同時,軟質(zhì)和易碎的凝膠中的感知甜味強(qiáng)度值較高。因此,凝膠基質(zhì)在口腔中的破碎狀況對層狀凝膠的甜味感知強(qiáng)度有很大影響。另外,Jennifer等[63]研究表明唾液和其他滋味刺激對亞油酸的呈味過程很重要。食物體系是復(fù)雜的體系,同時也存在很多影響滋味感知的因素。對影響因素了解后,就可以用來指導(dǎo)生產(chǎn)實踐,降低或避免不良滋味,且提高美味物質(zhì)的感知強(qiáng)度。
滋味物質(zhì)間相互作用的研究方法很多,其中常用的研究手段有3種,為感官分析、電子舌檢測分析、神經(jīng)學(xué)研究方法。
5.1 感官分析
感官分析具有較大的可信性,在對滋味物質(zhì)間相互關(guān)系的研究中,感官分析是最為常用和最能反應(yīng)實際情況的研究手段。但感官分析也存在不足之處,如受試者必須進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和培訓(xùn),且實驗結(jié)果的重復(fù)性較差。Keast等[64]利用感官分析對苦味化合物濃度、閾值和閾上強(qiáng)度之間復(fù)雜的關(guān)系進(jìn)行了研究。在研究中,33名受試者(28名女性,平均年齡為24歲)對咖啡因、鹽酸奎寧和丙甲硫氧嘧啶(propylthiouracil,PROP)的平均閾值進(jìn)行了感知。用感官評值作出的心理物理學(xué)曲線表明,鹽酸奎寧和PROP的濃度與苦味強(qiáng)度具有顯著的相關(guān)性。另外,前期的研究[3]表明,甜味和鮮味物質(zhì)分別有各自的味覺感知途徑,但是它們卻共用一個受體家族。Veronica等[65]利用感官分析對甜味和鮮味間的相互聯(lián)系進(jìn)行了研究,結(jié)果表明甜味物質(zhì)在高濃度時能夠掩蓋MSG的鮮味。
5.2 電子舌檢測
電子舌能夠以模擬人的味覺感受方式(舌頭)檢測出味覺物質(zhì),可以對樣品進(jìn)行味覺的量化,具有重復(fù)性、高靈敏性、可靠性等優(yōu)勢[66]。Zheng等[67]利用電子舌分析了藥劑配方中的滋味遮掩作 用,研究中是以奎寧作為苦味標(biāo)準(zhǔn)性物質(zhì),安賽蜜作為苦味抑制劑的甜味物質(zhì)。在0.2 mmol/L的奎寧溶液中,隨著安賽蜜濃度的增加,電子舌分析的組間距離呈減少的趨勢;同時,其他抑制劑如醋酸鈉、NaCl、去苦的粉末或軟飲料等的作用也可以用電子舌檢測出來。結(jié)果表明,電子舌可以很有效地區(qū)分苦味強(qiáng)度和檢測出滋味的掩蓋效應(yīng)。滋味在藥劑配方設(shè) 計中起到很重要的作用,特別是在兒童藥劑配方設(shè)計中。Jańczyk等[68]的研究中,電子舌有8個離子選擇器(傳感器)被用來鑒別兩種活性藥物的包埋影響。
5.3 神經(jīng)學(xué)研究
運用神經(jīng)學(xué)方法來研究滋味物質(zhì)間的相互影響是一個更直接的實驗方法,但是此方法也有一定的缺陷和不足,實驗條件受到很多限制。如體外培養(yǎng)的味蕾細(xì)胞對不同的滋味成分具有不同的感應(yīng),不同的滋味受體對相同滋味成分的感應(yīng)不同[69]等。
綜上可知,感官分析、電子舌檢測和神經(jīng)學(xué)研究是研究滋味物質(zhì)相互影響的常用方法,神經(jīng)學(xué)研究通過神經(jīng)傳導(dǎo)的信號值從本質(zhì)上反映了味感強(qiáng)度,電子舌作為一種新型的檢測手段彌補(bǔ)了感官分析的不足,感官評價的結(jié)果體現(xiàn)的是對滋味特性的直觀感受。3種研究手段的聯(lián)合使用有助于得到更為可靠的實驗結(jié)果。
研究滋味物質(zhì)間相互作用影響的最終目的是為了指導(dǎo)實踐、提高和改善人民生活水平。在以往的研究中,體現(xiàn)了常見的滋味物質(zhì)之間、不同濃度下的滋味感知研究,但隨著滋味物質(zhì)間相互關(guān)系的確定,一些確定的理論將被運用到食物、飲料工業(yè)和口腔調(diào)理產(chǎn)品的應(yīng)用中。
在研究方法方面,研究者應(yīng)量化滋味物質(zhì)間影響程度來補(bǔ)充現(xiàn)象描述;有些滋味物質(zhì)間的相互關(guān)系未能確定,這就需要繼續(xù)進(jìn)行深入的研究;研究所運用的實物模型應(yīng)趨向于復(fù)雜化和實用化。另外,滋味物質(zhì)相互作用理論研究有待深入。雖然目前研究進(jìn)度較緩慢,但是隨著細(xì)胞生物學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展、滋味受體的研究和新型受體的完善,滋味物質(zhì)間的相互作用研究必然趨向機(jī)理研究。
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Research Progress in Interactions between Taste-Active Components
FU Na, WANG Xi-chang*
(College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)
The sense of taste provides human with necessary information about the composition and quality of foods. Humans can distinguish fi ve basic tastes: sweet, salty, sour, bitter and savory (or umami). Interactions between taste-active components are unavoidable due to the complex composition of food system. There are three levels of taste interactions, including chemical interaction before precipitation of taste compounds, oral physiological interactions and central processing during mixture identification. There are more studies on the second level of taste interactions. The interactions between binary and temary taste compounds are complex: enhancement effect is shown when sapid compounds are mixed at low intensity/concentration; additive effect is shown at medium intensity/concentration; suppression effect is shown at high intensity/concentration. Furthermore, taste perception is infl uenced by many factors such as pH, temperature, viscosity, food hardness and the physiological state of the subject. The studies of interactions between taste-active compounds focus more on aspects with broad prospects, including improving beverage taste, masking medicament bitterness and developing oral care products.
basic taste; interaction; synergy; suppression; psychophysical curve; taste perception; taste threshold
TS201.2
A
1002-6630(2014)03-0269-07
10.7506/spkx1002-6630-201403053
2013-04-10
上海市中華絨螯蟹產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項目(D-8003-10-0280)
付娜(1985—),女,博士研究生,研究方向為食品營養(yǎng)與風(fēng)味。E-mail:fu.na2008@163.com
*通信作者:王錫昌(1964—),男,教授,博士,研究方向為食品營養(yǎng)與風(fēng)味。E-mail:xcwang@shou.edu.cn