姜巍偉，彭偉，趙媛媛

(青島科技大學(xué)，山東 青島 266042)

1 概述

氯化鈉(NaCl)是食品中最常用的成分，除了用于增加咸味外，還可用于保存，加速發(fā)酵反應(yīng)和維護(hù)產(chǎn)品的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)。然而，食鹽的過量攝入會造成人體內(nèi)鈉含量的超負(fù)荷累積，對人體的健康構(gòu)成威脅[1]，引發(fā)高血壓、心血管疾病、腎臟疾病[2-4]、胃癌和骨質(zhì)疏松癥等[5]。為了將鈉攝入量限制在安全水平，世界衛(wèi)生組織(WHO)建議成人每天最多攝入5 g鹽(NaCl)，相當(dāng)于每天鈉攝入量少于2 g。開發(fā)食鹽替代物是降低鈉攝入量的最直接、迅速的減鹽方法[6]，在12種食鹽替代物的口感、風(fēng)味比較中，具有巨大應(yīng)用潛力的是L-谷氨酸單鈉(MSG)[7]。實(shí)驗(yàn)證實(shí)L-谷氨酸鈉是一種理想的鈉鹽替代物，其風(fēng)味更接近于氯化鈉，并且不具有苦味、澀味、金屬味或不愉快的后味[8]。本文介紹了咸味和鮮味的生理機(jī)制，表明味精減少特定預(yù)包裝食品中鈉含量的潛在應(yīng)用以及味精作為食品添加劑方面的安全性問題，分析了低鈉食品在不損害人體健康和感官質(zhì)量前提下的發(fā)展。

2 鮮味的生理機(jī)制

20世紀(jì)初已經(jīng)有關(guān)于味覺生理機(jī)制的討論[9]。有研究表明，鮮味轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要途徑似乎與G-蛋白質(zhì)的Gβγ亞基有關(guān)。當(dāng)谷氨酸與G蛋白接觸之后，Gβγ亞基與Gαβγ復(fù)合物斷開并激活酶磷脂酶C，從而產(chǎn)生肌醇三磷酸(IP3)。IP3與存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的鈣通道相連，導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)中鈣離子濃度升高，鈉離子快速流入細(xì)胞并因此導(dǎo)致膜去極化。鈣離子升高與膜去極化之間的聯(lián)合作用引起間隙連接的開放，從而促進(jìn)大量ATP釋放到細(xì)胞外空間。釋放的ATP刺激傳入神經(jīng)纖維，同時刺激鄰近的突觸前細(xì)胞，促進(jìn)5-羥色胺和去甲腎上腺素的釋放，提供腦部的味覺感覺。如果味蕾受到鮮味物質(zhì)的刺激，信號會反映在眶側(cè)味覺皮層中。

Yamaguchi對鮮味和咸味之間的相互作用進(jìn)行評估后表示，當(dāng)鮮味物質(zhì)存在時，會出現(xiàn)一些咸味增強(qiáng)，導(dǎo)致口腔中唾液分泌增加，口感光滑和口味延續(xù)。然而，味覺接受的確切機(jī)制尚不明確，仍需要更多調(diào)查[10]。

3 味精降低特定食物中鈉含量的潛在應(yīng)用

有些食物中會自然產(chǎn)生谷氨酸，如番茄、肉類、豌豆、玉米、蘑菇和蘆筍等。加工食品中由于使用味精作為增味劑，也可以找到游離的谷氨酸鹽[11]。味精中鈉含量為12.28 g/100 g，是NaCl鈉含量的1/3(39.34 g/100 g)?？捎眠m量的味精替代NaCl來保持食物的感官質(zhì)量，但是不能過量，因?yàn)檫^量的味精可能會導(dǎo)致不良的感覺。味精用作食品添加劑的推薦量是重量的0.1%～0.8%，這相當(dāng)于番茄中天然存在的游離L-谷氨酸的量[12]。

3.1 面條

面條由小麥粉、蕎麥粉、米粉或玉米淀粉制成[13]，面條中加入NaCl具有不同的功能：面筋強(qiáng)化和彈性、風(fēng)味和質(zhì)地的改善，抑制微生物的生長和酶活化。然而，如果鹽分含量不受控制，氯化鈉會減少水的滲透，增加烹飪時間[14]。同時，調(diào)味品中也會有NaCl使用，由于調(diào)味料來源于富含谷氨酸鹽、肌苷和鳥苷-磷酸鹽的肉類和蔬菜原料，鮮味對這類食品有很大的影響。在食品工業(yè)中，MSG的推薦濃度為10～17 g/100 g。

3.2 肉制品

肉制品一般具有很高的鈉含量，這主要是出于保存的目的。因?yàn)镹aCl可以防止某些病原菌的生長，從而延長保存期限，確保安全和質(zhì)地，使產(chǎn)品更軟(主要是瘦肉)，并且具有更好的風(fēng)味。已經(jīng)開發(fā)了多種方案來減少高鈉消耗的問題，并且保證不損害肉制品感官質(zhì)量和安全性。Ruusunen等人證實(shí)將味精(MSG)、肌苷酸二鈉(IMP)和鳥苷酸(GMP)添加到波羅尼亞香腸配方中會導(dǎo)致味道強(qiáng)化，其中添加味精的香腸咸味感會提高，即使是單獨(dú)添加味精也能提高產(chǎn)品的感官質(zhì)量。Quadros等人評估了含鈉量降低的鯖魚漢堡的感官特征。洗滌除去殘留物(血紅蛋白和可溶性蛋白質(zhì))后，分別用1.5，0.75 g/100 g濃度的NaCl與0.3 g/100 g的MSG結(jié)合。結(jié)果顯示MSG不直接干擾最終結(jié)果，但是它增加了含有0.75 g NaCl/100 g(減少50%)的產(chǎn)品的接受程度[15]。

3.3 休閑零食

張雪松等人測定了一些零食的鈉含量，見表1。其中薯片、肉制品和菌藻制品屬于高鈉產(chǎn)品(鈉含量>500 mg[16])，果蔬制品、冰激凌及玉米制品的鈉含量較低，但這些食品中鈉含量分布范圍較廣[17]。增味劑(如MSG)已經(jīng)用于零食中來減少鈉含量，但不可能全部替代NaCl。MSG用于零食中的技術(shù)推薦量僅為0.5 g/100 g，但仍可用來協(xié)調(diào)味道感覺中的咸味，刺激流涎并強(qiáng)化其他風(fēng)味。

表1 休閑零食鈉含量Table 1 Sodium content of packaged snack food

4 MSG的安全性

4.1 代謝和藥代動力學(xué)

食物中存在的大部分(高達(dá)95%)谷氨酸鹽，無論是天然存在還是以食品添加劑的形式存在，都會被胃腸道細(xì)胞吸收，通過胃、腸和結(jié)腸中的各種酶的作用，在細(xì)胞質(zhì)和線粒體中發(fā)生轉(zhuǎn)氨反應(yīng)從而發(fā)生分解代謝。分解代謝產(chǎn)物之一α-酮戊二酸可以進(jìn)入三羧酸循環(huán)，釋放能量(ATP)和二氧化碳，作為腸粘膜的腸上皮細(xì)胞的能量來源[18]。因此，即使在飲食中攝取大量蛋白質(zhì)后，由于其在腸粘膜細(xì)胞中的快速代謝，血漿中的谷氨酸含量也很低。如果攝入的谷氨酸在胃腸道中未被代謝，則進(jìn)入肝門循環(huán)并在肝中代謝，通過三羧酸循環(huán)產(chǎn)生能量或轉(zhuǎn)化為尿素通過尿液排泄[19]。如果食物富含可代謝的碳水化合物時，這些碳水化合物可以提供丙酮酸，促進(jìn)粘膜細(xì)胞中谷氨酸形成丙氨酸，從而導(dǎo)致更少的谷氨酸到達(dá)門靜脈循環(huán)。

4.2 毒性

JECFA于1988年用大鼠和小鼠對MSG進(jìn)行急性、亞慢性和慢性毒性研究，包括生殖階段。數(shù)據(jù)顯示，口服谷氨酸后具有非常低的急性毒性，LD50(殺死所研究動物的50%的致死劑量)范圍為10～22.8 g/kg體重[20]。若研究動物飲食中MSG含量高達(dá)4.0%并使其長期暴露于MSG，并沒有引起任何特定的不利影響。在狗的飲食中加入10%的MSG進(jìn)行2年研究，也未觀察到不利影響。即使當(dāng)雌性被喂食高劑量谷氨酸時，也沒有觀察到生殖不良反應(yīng)和致畸現(xiàn)象，表明孕婦飲食不會導(dǎo)致胎兒和需要母乳喂養(yǎng)的新生兒體內(nèi)MSG的增加。

4.3 估計(jì)食物中谷氨酸的攝入量

人類食物中谷氨酸攝入量的估計(jì)值取決于飲食的特點(diǎn)，應(yīng)考慮氨基酸是天然來源(作為蛋白質(zhì)的一部分或游離形式)還是以鹽的形式作為加工食品中的增味劑。在亞洲國家，對于普通人來說，味精或其他谷氨酸鹽的添加量為1.2～1.7 g/人/天(0.02～0.03 g/kg體重)，甚至有些人可以達(dá)到4 g/人/天(0.07 g/kg體重)。在西方飲食中，食物中天然存在的谷氨酸的平均攝入量約為10 g/人/天，相當(dāng)于0.17 g/kg體重；用作食品添加劑的谷氨酸，平均攝入量范圍為0.3～0.5 g/人/天(0.005～0.008 g/kg體重)，攝入量較高者可達(dá)到1 g/人/天(0.017 g/kg體重)?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，與天然存在于食物中的谷氨酸鹽的估計(jì)值相比，使用MSG作為食品添加劑時谷氨酸鹽的攝入量要低得多。

4.4 味精消費(fèi)和中國餐館綜合癥

自從Kwok于1968年首次描述了中國餐館綜合癥(與MSG相關(guān)的癥狀復(fù)合體)以來，人們開始廣泛討論MSG的安全性，Kwok描述了一系列體征和癥狀，包括頸部或頭部的疼痛，身體虛弱，食用中國食物之后引發(fā)的心悸等。此外，一些作者將味精的攝入量與哮喘、過敏性皮炎、蕁麻疹、呼吸困難和心動過速等其他癥狀聯(lián)系起來[21-23]。盡管如此，包括雙盲、安慰劑對照實(shí)驗(yàn)在內(nèi)的研究證實(shí)了味精的攝入量與先前描述的癥狀之間沒有合理的關(guān)聯(lián)，或許是由于某些對于自我認(rèn)定是MSG敏感群體的存在，使不同癥狀沒有表現(xiàn)出重現(xiàn)性[24]。這些觀察結(jié)果以及某些研究結(jié)果均證明，味精的攝入不太可能導(dǎo)致中國餐館綜合癥有關(guān)癥狀的發(fā)作。另外，科學(xué)證據(jù)表明MSG并不參與哮喘、蕁麻疹、血管性水腫或鼻炎的發(fā)作[25]。

5 科學(xué)委員會和監(jiān)管機(jī)構(gòu)關(guān)于使用谷氨酸鈉作為食品添加劑的意見

糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會(JECFA)對于味精作為食品添加劑的安全性進(jìn)行了評估。在第一次評估(1971年)中，委員會建立了0～120 mg/kg體重的ADI，以L-谷氨酸表示，不包括12周以下的兒童。這個ADI在1973年進(jìn)行了第二次評估，但考慮到用于食品添加劑的谷氨酸鹽在推薦水平下并未在新生動物中觀察到不利影響的事實(shí)，取消了對嬰兒食品中味精的限制。在1987年進(jìn)行的最新評估中，根據(jù)評估時可用的科學(xué)數(shù)據(jù)(暴露量、化學(xué)、生物化學(xué)、毒理學(xué)等)，由味精和銨鹽、鈣鹽、鉀鹽委員會制定了“未明確規(guī)定”ADI，這表明總谷氨酸每日攝入量(源自其用作食品添加劑及其在食品中的天然存在)不會對人體健康構(gòu)成風(fēng)險。

歐盟委員會的食品科學(xué)委員會的評估結(jié)果與JECFA報告的結(jié)果類似，也就是說，“未明確規(guī)定”的ADI可歸因于味精。1995年，歐洲議會規(guī)定使用味精作為食品添加劑(單獨(dú)添加或與其他谷氨酸鹽如鉀、鈣、銨和鎂混合使用)的限量為10 g/kg(1.0%)。該決定在2008年的會議上仍然有效，并且被保留下來。

1958年，美國FDA將MSG分類為“公認(rèn)安全”(GRAS)物質(zhì)。該機(jī)構(gòu)在20年后重新評估了該物質(zhì)的現(xiàn)有數(shù)據(jù)后，仍然維持這一分類。然而，在20世紀(jì)80年代，由于一些已發(fā)表的研究顯示味精消費(fèi)與不良健康影響之間存在關(guān)聯(lián)，所以FDA要求FASEB對這種食品添加劑安全性的科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面審查，結(jié)果與其他委員會(JECFA和SCF)先前進(jìn)行的評估一致，證實(shí)了MSG在推薦水平上作為食品添加劑時的安全性(食品含量為0.1%～0.8%)以及長期缺乏味精會導(dǎo)致一般人群的健康問題。

在中國，味精(谷氨酸鈉)是常用的調(diào)味品，也是列入GB 2760-2011《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》的食品添加劑。味精(谷氨酸鈉)作為調(diào)味品生產(chǎn)、經(jīng)營時，其標(biāo)簽應(yīng)當(dāng)符合相應(yīng)食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)；如作為食品添加劑生產(chǎn)銷售，其產(chǎn)品標(biāo)簽必須載明“食品添加劑”字樣。

6 結(jié)論

考慮到科學(xué)文獻(xiàn)中的可用數(shù)據(jù)，除了增味劑行業(yè)提供的信息外，我們還可以驗(yàn)證使用鮮味物質(zhì)減少不同食品(加工和自制食品)中鈉含量而不影響咸味感覺的戰(zhàn)略，這有助于人們的健康和安全。許多戰(zhàn)略評估均顯示出良好的前景，尤其是那些鈉含量升高的產(chǎn)品，如加工肉類。

盡管一些研究提出了對味精的毒性潛力的擔(dān)憂，但管理機(jī)構(gòu)已經(jīng)通過毒性評估和隨機(jī)雙盲、安慰劑對照實(shí)驗(yàn)證明了使用這種食品添加劑的安全性。已經(jīng)分配給谷氨酸及其鹽公認(rèn)安全狀態(tài)的ADI，這意味著其可用作必要量的食品添加劑以實(shí)現(xiàn)期望的技術(shù)效果。在歐盟，已經(jīng)確立了1 kg食物中10 g谷氨酸的使用限量。

其他策略，如使用核苷酸(IMP和GMP)，也可用于增強(qiáng)鈉含量降低的產(chǎn)品。制劑中不同物質(zhì)的組合可以產(chǎn)生對風(fēng)味連續(xù)性的更大影響，因?yàn)樗鼈冊谝酝扑]濃度添加時具有協(xié)同效應(yīng)以保持理想的風(fēng)味而不超過感官和技術(shù)限制。建議進(jìn)行感官和物理化學(xué)測試以獲得更高質(zhì)量的產(chǎn)品，同時尊重消費(fèi)者的偏好和現(xiàn)代人的生活方式。