综述:减盐策略与咸味评价方法概述

《Journal of Food Composition and Analysis》:Overview of salt reduction strategies and saltiness evaluation methods

【字体: 时间:2026年03月08日 来源:Journal of Food Composition and Analysis 4.6

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  这篇综述系统梳理了人类咸味感知机理及相应的减盐策略(SRSs),并重点评述了适用于不同感知阶段(钠离子释放、运输、与受体结合)的多元评价方法,包括感官(如QDA、TDS)、光谱学(如23Na-NMR)、电化学、显微学、分子对接等技术,旨在为开发在减钠的同时保持咸味接受度的食品提供精准评估与理论依据。

  
人类咸味感知机制与相应的减盐策略
食物入口后,咸味的产生是一个复杂的过程,主要分为三个阶段:钠离子从食物基质中释放、在口腔中运输、最终与咸味受体结合并被感知。理解这一链条是开发有效减盐策略的关键。
在“钠离子释放”阶段,钠离子从食物中“跑出来”的难易程度决定了咸味感知的起点。固态和半固态食品(如面包、香肠)的基质结构是主要影响因素。研究表明,通过非热加工技术(如高压、超声波、脉冲电场)可以改变蛋白质网络结构,从而加速钠离子的迁移和释放。此外,调整食物基质的成分也能有效调控钠离子的可用性。例如,添加某些多糖(如κ-卡拉胶、大豆壳多糖)可以破坏或改变蛋白质网络,形成更脆、多孔的结构,从而促进钠离子释放。在乳液中,提高内水相的质量分数可以加速其在口腔中的破裂,从而更快地释放钠离子。有趣的是,食物的质构特性也扮演着重要角色:更脆、需要更多咀嚼的食物,因其基质被破坏得更彻底,通常能释放出更多的钠离子。
当钠离子成功“逃脱”食物基质的束缚后,便进入了“向味觉受体的运输”阶段。这一过程涉及与唾液的混合、在舌头表面的滞留以及穿过舌黏膜的扩散。盐晶体本身的物理形态至关重要:减小晶体尺寸或将其制成非常规的立方体等形状,可以增加与唾液的接触面积,从而加快溶解速度,提升咸味感知。另一个巧妙的策略是利用黏膜粘附成分(如羧甲基纤维素、阿拉伯胶)。这些成分能与舌头表面的黏液层相互作用,延长钠离子在口腔中的停留时间,让其有更多机会被味蕾“捕捉”。更为前沿的策略是引入黏液渗透性成分(如阿拉伯胶、大豆壳多糖),它们能与黏蛋白相互作用,改变黏液层的结构,从而像“开绿灯”一样,加速钠离子穿过这层屏障、抵达味蕾受体的速度。
咸味感知的最终章,发生在“钠离子与咸味受体结合”的阶段。关键的咸味受体包括上皮钠通道(ENaC,对阿米洛利敏感,主要感知低浓度氯化钠)、瞬时受体电位香草酸亚型1(TRPV1,对阿米洛利不敏感)和新近发现的跨膜通道4(TMC4,可被高浓度氯化钠激活)。在这一阶段,减盐策略主要聚焦于如何用更少的钠达到相同的咸味强度。一种方法是使用咸味增强剂,例如植物蛋白水解物、酵母提取物、氨基酸以及咸味增强肽。它们可以直接与咸味受体相互作用,提高受体对钠离子的敏感性。另一种“欺骗大脑”的策略是创造钠离子的“非均匀分布”。通过在食物表面进行盐涂层、使用盐微胶囊或在乳液中调控水相的盐浓度,可以在食物局部形成高盐浓度“热点”。这种不均匀分布能产生强烈的味觉对比效应,从而在总盐量减少的情况下,显著增强咸味感知。此外,多感官相互作用(如鲜味物质、酸味物质或特定香气与咸味的协同作用)也被证明能有效“放大”咸味信号,是实现减盐的潜在途径。
咸味感知的评价方法
准确评估减盐效果对于策略优化至关重要。评价方法需与咸味感知过程相匹配,并最终通过感官评价进行验证。
感官评价
感官评价是评估食品咸味的“金标准”,能直接反映消费者的感知。常用方法包括用于量化单一属性强度的“强度标度法”,以及能系统描述和量化产品所有感官特性的“定量描述性分析(QDA)”。此外,还有用于评估产品整体喜好度的“接受性测试”(如JAR标度、9点享乐标度),以及用于快速获得产品感官轮廓的“快速描述性分析方法”(如CATA、RATA、Pivot Profile)。为了捕捉咸味在口腔中随时间变化的动态过程,“时间-强度法(TI)”可连续记录单一属性(如咸味)的强度轨迹;“时间-优势感法(TDS)”则记录在品尝过程中任意时刻最占优势的感官属性;“时间-勾选所有适用项法(TCATA)”能同时追踪多个属性的出现与消失过程,提供更全面的动态感官谱图。
客观评价方法
鉴于感官评价存在成本高、耗时长、个体差异大等局限,一系列客观的仪器分析方法被开发出来,用于量化咸味感知过程中的关键环节。
在评估“口腔中钠离子的可用性”时,光谱学和电化学方法大显身手。23Na核磁共振(23Na-NMR)可以通过测量钠的弛豫时间和自扩散系数,来量化钠离子在食物基质中的“自由度”,自由钠越多,咸味潜力越大。磁共振成像(MRI)则能可视化钠离子在食物中的空间分布。更直接的方法是使用离子色谱仪、原子吸收分光光度计或简单的电导率仪/钠离子计,在模拟口腔咀嚼的环境中,实时或间断地测量从食物中释放到(人工)唾液中的钠离子浓度,从而得到钠离子的释放动力学曲线。
要评估“钠离子向味觉受体的递送效率”,显微学和模拟系统提供了独特视角。荧光显微技术可用于观察和量化钠离子在(离体)舌头表面的滞留情况。荧光漂白恢复技术(FRAP)则能模拟并测量钠离子在舌头黏膜层的扩散速率,扩散越快,咸味感知通常越强。Transwell系统提供了一个体外模型,可以研究钠离子穿过铺有黏蛋白的膜的通透性。耗散型石英晶体微天平(QCM-D)技术则能探测食物成分与舌头表面黏蛋白层的结合亲和力,亲和力越高可能越有利于钠离子的渗透。
在“味觉受体细胞层面”评估咸味,生物传感器和细胞模型扮演了重要角色。电子舌(E-tongue)通过人工脂质膜传感器阵列检测呈味化合物,提供客观、量化的咸味信号,常用于液体食品或唾液样本的分析。仿生味觉传感器则更进一步,通过整合天然的味觉细胞或组织,能够体外模拟味蕾对咸味刺激的电生理响应,记录细胞膜电位或钙离子浓度的变化,从而间接评估咸味强度。分子对接(MD)技术则是在计算机虚拟世界中,模拟和预测咸味增强剂(如多肽)与咸味受体(如ENaC、TRPV1)之间的相互作用模式与结合强度,为高效筛选咸味增强剂提供了强有力的工具。
此外,唾液蛋白组学分析为理解口腔加工过程中咸味感知的调控机制打开了新窗口。通过SDS-PAGE、蛋白质组学等技术,可以分析咀嚼不同食物前后唾液蛋白质组成和浓度的变化,筛选与咸味感知相关的唾液差异蛋白(如丝氨酸内切蛋白酶),从而在分子水平解释某些减盐策略的作用机制。
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