《Food Chemistry》：Cocoa beans shell from brazilian amazon and atlantic forest: Phenolic compounds, methylxanthines, and antioxidant capacity
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本研究探讨酸奶中糖组成对甜味受体激活及感官甜味的影响，发现添加蔗糖可增强受体活性，感官评价支持此结果。分析显示残留糖差异显著，尤其是半乳糖。实验表明半乳糖能协同增强蔗糖的受体激活，为低糖酸奶设计提供依据。
作者：Raise Ahmad、Amanda Dupas de Matos、Joanne Hort、Li Day、Julie E. Dalziel
所属机构：Bioeconomy Science Institute，Palmerston North 4442，新西兰
摘要
甜味是由甜味受体异二聚体（TAS1R2/TAS1R3）感知的，该受体能响应蔗糖、葡萄糖、果糖和半乳糖。在保持产品口感的甜度的同时，限制乳制品中添加的糖分对于健康食品的设计至关重要。我们研究了酸奶中糖分组成对甜味受体激活以及后续感官甜度感知的影响。研究发现，在Yoflex?酸奶（由Streptococcus thermophilus、Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus和YF-L811 Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus共同发酵制成）中添加蔗糖后，甜味受体的激活程度有所增强。经过培训的品评小组的感官评估也支持了这一发现。分析结果显示，酸奶中的残留糖分（尤其是半乳糖）存在差异。受体检测进一步揭示了半乳糖对蔗糖诱导的受体激活具有增强作用。糖的类型和组成是决定酸奶甜度的关键因素，可以通过体外甜味受体检测来预测这些因素，从而制定策略以减少乳制品中添加的糖分。
引言
随着消费者对低糖发酵乳制品需求的增加，人们开始广泛研究如何在不过度添加糖分的情况下提升产品的甜度（McCain等人，2018年；Wan等人，2021年）。在酸奶中，甜味主要来自蔗糖、葡萄糖、乳糖和半乳糖等糖类（S?rensen等人，2016年；Wan等人，2021年）。在酸奶发酵过程中，乳酸菌（LAB）通常包括Lactobacillus bulgaricus和Streptococcus thermophilus，会通过β-半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖。葡萄糖被转化为乳酸，从而降低pH值，促使蛋白质凝固，使牛奶变成酸奶（Bintsis，2018年）。而半乳糖的代谢情况则取决于菌株的代谢能力（S?rensen等人，2016年）。发酵过程中糖分组成的变化不仅影响酸奶的营养成分，还影响其感知的甜度。不同的乳酸菌菌株会产生不同水平的残留糖分和酸度，进而影响甜度感知。已知蔗糖和葡萄糖能强烈激活人类的甜味受体TAS1R2/TAS1R3（Ahmad & Dalziel，2020年；Nelson等人，2001年），而半乳糖在人类感官研究中的甜度较低，且在人类受体检测中的研究相对较少。目前尚不清楚半乳糖在激活受体方面的效力是否较弱。
酸奶的甜度是由复杂的受体相互作用决定的，而不仅仅是各种糖分简单相加的结果。例如，蔗糖与果糖之间存在叠加效应，与葡萄糖则存在协同作用（Schiffman等人，1995年），这表明低剂量糖的组合有助于提升甜度。
不同的配糖方式会影响TAS1R2/TAS1R3异二聚体的不同区域：蔗糖、阿斯巴甜和糖精作用于TAS1R2的细胞外域，而环己胺磺酸盐和新橙皮苷二氢查尔酮（NHDC）则与TAS1R3的跨膜域相互作用（Fujiwara等人，2012年；Jang、Kim、Guthrie和Goddard，2021年）。这些配糖剂可以协同增强受体反应。尽管大多数研究集中在人工甜味剂上（Acevedo等人，2018年；Kemp等人，2011年），但天然糖类（如葡萄糖、半乳糖、乳糖）在发酵乳制品中的协同或叠加效应仍待进一步探索。了解这些效应及其与感官感知的关联对于优化低糖乳制品的甜度至关重要。
最近利用冷冻电子显微镜（Juen等人，2025年；Shi等人，2025年）对TAS1R2/TAS1R3的完整三维分子结构进行了绘制，并开发了基于荧光的FLIPR（荧光成像板读取器）检测方法来测量配糖剂结合时的受体反应，这些技术有助于更准确地预测甜度。然而，微生物代谢、糖分之间的协同作用与甜味受体激活之间的联系仍需进一步研究。
人类感官评估和体外甜味受体检测是评估甜度的互补方法。虽然感官测试可能受到个体差异的影响，但基于TAS1R2/TAS1R3复合物的受体检测方法能够提供客观、机制性的甜度测量结果，因此在感官验证之前进行初步筛选和分子分析时非常有价值。
本研究旨在通过两个关键目标来解决这一空白：（1）评估甜味受体是否能够区分发酵后添加了大量糖分和天然低糖含量的情况；（2）研究发酵过程中微生物对糖分的代谢如何改变糖分组成并影响受体激活。这种综合方法将感官分析与分子机制相结合，加深了我们对甜度感知的理解，并建立了一种快速、经济有效的最终产品甜度评估方法。
为此，我们使用了体外 FLIPR检测方法，评估了使用商业乳酸菌菌株CH-1和YF-L811制备的酸奶样品（含糖和不含糖）以及市售含糖酸奶和无糖开菲尔产品中TAS1R2/TAS1R3的激活情况。受体反应结果与经过培训的感官小组确定的甜度评分进行了关联分析。
实验部分
酸奶的制备
将脱脂奶粉（Fonterra Co-operative Group，新西兰）用水重新配制成含3%蛋白质的溶液，并在4°C下放置过夜以完全复水。随后通过向复水后的奶粉中加入5%的接种液（CH-1包含Streptococcus thermophilus和Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus；YF-L811包含Lactobacillus rhamnosus和Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus，这两种菌株均来自丹麦Chr. Hansen公司）来制备酸奶。酸奶样品的糖分组成与甜味受体激活
为了了解酸奶的甜度感知机制，我们首先分析了实验组和市售样品的糖分组成（见图1和补充表）。所有酸奶中的主要糖分为乳糖，这与它们的乳制品来源一致。在实验组（CH1和YFL）中，残留的半乳糖含量存在显著差异：CH1中的半乳糖含量比YFL高约42%，而YFL中的葡萄糖含量略高。两组实验酸奶中的蔗糖含量均可忽略不计。
结论
我们的研究揭示了甜度检测的分子机制，表明糖的类型和浓度都会影响甜味受体的激活。证据表明，半乳糖能与蔗糖协同作用于TAS1R2/TAS1R3受体，增强蔗糖的甜味效应。我们的研究表明，体外细胞实验能够补充感官评估结果，提供关于不同糖分组成如何调节整体甜味受体活性的机制性见解。
作者贡献声明
Raise Ahmad：负责撰写初稿、方法设计、实验实施、数据分析及概念构思。
Amanda Dupas de Matos：负责撰写、审稿与编辑、方法设计、实验实施及数据分析。
Joanne Hort：负责撰写、审稿与编辑、项目监督及资金筹集。
Li Day：负责撰写、审稿与编辑、项目管理及资金筹集。
Julie E. Dalziel：负责撰写初稿、项目监督、资金筹集及概念构思。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了新西兰商业、创新与就业部通过“加速进化：食品发酵的突破性进展”（Endeavour Research Programme，合同编号C10X1707）项目的资助。我们感谢BSI公司的以下工作人员：Alistair Carr在酸奶样品制备方面的协助，Ryan Chanyi在糖分分析方面的支持，以及Jeremy Bracegirdle在技术支持方面的贡献。同时，我们也感谢Feast公司的研究技术员Robyn Maggs在培训过程中提供的帮助。
