柠檬酸刺激的咸味增强作用通过大豆壳多糖与黏蛋白的相互作用得以调节

《Food Hydrocolloids》:Citric acid-stimulated salty taste enhancement modulated by soy hull polysaccharide-mucin interaction

【字体: 时间:2026年03月14日 来源:Food Hydrocolloids 12.4

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  研究考察了柠檬酸(CA)和豆壳多糖(SHP)对咸味感知及钠离子(Na?)在唾液层扩散与保留的影响。结果表明,低中浓度CA(0.01、0.1 g/L)通过促进Na?扩散增强咸味感知,而高浓度CA(1 g/L)因阻碍扩散和导致粘蛋白自聚集收缩网络结构而抑制咸味;SHP通过强化SHP-粘蛋白相互作用形成高粘度、高电负性复合物,有效提升中高浓度CA环境下的咸味强度与持续时间。该发现为开发酸性食品低盐替代基质提供了理论依据。

  
吴一凡|张新宇|赵佩瑶|曾洪亮|王金梅|杨晓全
华南理工大学食品科学与工程学院食品蛋白质与胶体实验室,广州,510640,中国

摘要

酸咸味相互作用也引起了更多关注,主要集中在感官和受体层面。然而,酸刺激导致的咸味增强背后的机制仍不清楚,特别是从唾液生物化学的角度来看。本研究探讨了柠檬酸(CA)和大豆壳多糖(SHP)对咸味感知的影响,以及Na+在唾液层中的扩散和滞留情况。低浓度和中等浓度的柠檬酸(0.01和0.1 g/L)增强了Na+的咸味感知,而高浓度柠檬酸(1 g/L)则由于阻碍了Na+的扩散而抑制了咸味感知。高酸度诱导了黏蛋白的自聚集和唾液黏蛋白网络的收缩。同时,聚集的黏蛋白对Na+的吸附能力减弱,从而降低了其在舌面上的滞留。大豆壳多糖显著增强了咸味的强度和持续时间,尤其是在中等和高浓度柠檬酸条件下。强效的SHP-黏蛋白相互作用减弱了黏蛋白的自聚集,使网络结构变得更松散。SHP-黏蛋白复合物表现出更高的粘度和负电性,延长了Na+的滞留时间,并恢复了高酸度抑制的咸味。这些发现为开发低盐酸性食品提供了理论指导。

引言

氯化钠(NaCl)作为一种调味品和防腐剂,可以改善食品的风味并延长食品的保质期。然而,过量摄入盐分与骨质疏松症、自身免疫问题、结肠炎和高血压直接相关(He & MacGregor, 2010)。减少盐分可能会导致低盐食品的风味丧失和消费者接受度下降。因此,有必要在不降低咸味感知的情况下减少食品中的钠含量。为此,已经提出了一些策略,包括使用替代盐分(风味肽、氨基酸、酵母提取物、核苷酸等)以及制造中空盐颗粒(D?tsch et al., 2009)。此外,味道之间的相互作用是一个众所周知的现象,即一种味道可以增强或抑制多感官食品中其他味道的感知强度(甜、酸、苦、咸和鲜)。酸咸味相互作用也因其应用于酸性食品而受到更多关注,以增强咸味。
酸性食品,如酱油,富含有机酸,包括乳酸、琥珀酸和柠檬酸(Xiao et al., 2024)。据报道,各种有机酸都能增强咸味,这强烈依赖于酸的浓度。在低盐情况下(<0.6% w/v NaCl),酸味会增强咸味;而在高盐条件下(0.9% w/v或更高NaCl),酸味会减弱咸味(Keast & Breslin, 2003)。低浓度的柠檬酸(0.05 mM)在识别阈值(0.93 ± 0.89 mM)下对咸味有增强作用,而高浓度的柠檬酸(0.14 mM)则会逐渐抑制咸味的感知强度(Jiang et al., 2024)。同时,如苹果酸和琥珀酸等有机酸可能与多肽产生亚阈值协同效应,从而在保持所需咸味强度的同时减少盐的添加量(Sahni et al., 2023)。然而,当乳酸共存时,NaCl的咸味持续时间会缩短(Kawasaki et al., 2016)。关于酸咸味相互作用机制,以往的研究主要集中在HCl和有机酸的直接刺激上,这会导致味细胞内的H+浓度增加,激活酸敏感的咸味细胞上的离子通道(ENaC, TRPV1)和电压依赖性氯通道(TMC4)(DeSimone & Lyall, 2006; Kasahara et al., 2021)。
实际上,在咀嚼过程中,风味化学物质从食物传递到唾液中,借助唾液的作用到达舌上的味觉受体,然后激活味觉信号(Neyraud et al., 2003)。唾液是一种非牛顿流体,含有超过98%的水分,以及多种有机和无机化合物,包括蛋白质(如黏蛋白)、电解质和抗菌剂(J. S. Chen, 2009)。唾液控制着味觉分子在口腔黏膜上的释放和附着,是风味感知的关键因素(Canon et al., 2018)。酸性饮料(红葡萄酒和陈年白兰地)引起的唾液pH变化会影响口腔α-淀粉酶和舌脂酶的活性,从而改变甜、咸、酸和苦等基本味道的感知(Santos et al., 2023)。在酸咸味相互作用中,柠檬酸的刺激会增加口腔中的Na+水平,进而影响个体的咸味感知敏感性和阈值(Bader et al., 2018)。然而,酸咸味相互作用背后的机制尚不清楚,特别是从唾液生物化学的角度来看。
咸味感知与Na+在黏膜唾液层中的渗透和吸附密切相关。一些天然的大分子多糖(如阿拉伯胶和大豆壳多糖SHP)可以改变这些Na+在口腔唾液层中的行为(Wingertzahn et al., 2001)。阿拉伯胶通过促进Na+的扩散和滞留增强了液体和半固体食物中的咸味(Li et al., 2020; Li et al., 2019)。Ye等人(Ye et al., 2023, 2024)报告称,在中性NaCl溶液中,亚临界水提取的SHP增强了SHP-黏蛋白相互作用,并改变了唾液的流变性质,促进了Na+在舌黏膜表面的渗透和吸附。有机酸可能改变黏蛋白和SHP的物理化学性质及其相互作用,从而改变Na+在黏膜上的吸附和口腔感知。基于这种可能性,本研究在不同柠檬酸(CA)浓度(0-1 g/L)下,研究了含/不含SHP的人工唾液(AS)的物理化学性质(粒径、Zeta电位和粘度),以更好地理解SHP从唾液角度调节柠檬酸刺激的咸味增强作用。评估了CA和多糖对Na+滞留和扩散的影响。还使用荧光光谱和石英晶体微天平(QCM-D)技术研究了酸性环境中的SHP-黏蛋白相互作用。这项研究阐明了黏性多糖对唾液酸咸味调节机制的影响,为生产低盐酸性食品提供了理论基础。

材料与化学品

大豆壳由广西梧州冰泉实业有限公司提供。食品级盐和柠檬酸分别从广东盐业集团有限公司(广州,中国)和江苏鸿正生物科技有限公司(江苏,中国)购买。猪胃黏蛋白(II型)和荧光素钠从Sigma-Aldrich(美国密苏里州圣路易斯)购买。猪舌从当地超市(广州,中国)购买。

SHP的提取

SHP的提取使用了亚临界水提取法

感官评估

通过感官分析评估了SHP对NaCl溶液中酸咸味相互作用的影响。如图1A所示,含有特定浓度柠檬酸(0.01和0.1 g/L)的NaCl溶液表现出显著的咸味增强作用,且没有明显的酸味;而高浓度柠檬酸(1 g/L)则产生了强烈的酸味并降低了咸味强度,表明过高的酸度会抑制咸味感知。中等程度的酸刺激增强了...

结论

与低浓度和中等浓度柠檬酸(0.01和0.1 g/L)相比,高浓度柠檬酸(1 g/L)抑制了NaCl的咸味感知,这归因于咸味感觉的快速消失。高浓度柠檬酸下黏蛋白的聚集导致网络结构收缩,从而抑制了钠的扩散。同时,黏蛋白与Na+之间的静电吸引力减弱,导致Na+的清除增加,从而减少了其滞留

作者贡献声明

吴一凡:撰写——初稿、软件使用、方法学、实验设计、数据分析、概念化。张新宇:撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、数据分析、概念化。赵佩瑶:撰写——审阅与编辑、方法学、数据分析。曾洪亮:监督、资源提供。王金梅:撰写——审阅与编辑、监督、项目管理、实验设计、概念化。杨晓全:监督、资源提供。

伦理声明

我们确认在感官评估研究过程中采用了适当的协议来保护所有参与者的权利和隐私,没有强迫参与者参与,充分披露了研究要求和风险,获得了参与者的书面或口头同意,未经参与者知情不会泄露其数据,并允许他们在任何时候退出研究。

利益冲突声明

我们确认本出版物不存在已知的利益冲突,且没有重要的财务支持影响研究结果。
我们确认手稿已由所有列出的作者阅读并批准,没有其他符合作者资格但未列入名单的人。我们还确认手稿中作者的排序得到了所有人的认可。

致谢

本研究得到了中国国家重点研发计划(2022YFD2101301)、国家自然科学基金(32472255)和广东省基础与应用基础研究基金(2023A1515012768)的支持。
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