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《环球科学》2008年09期文章:“味觉”放大器  

2008-09-12 17:04:12|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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撰文 梅琳达·温纳(MelindaWenner

翻译 冯志华

 

 

 

我们对甜味、咸味食物的喜爱可谓与生俱来。这些食物为我们提供了充足的能量、电解质和蛋白质。然而,在食品极度丰富的今天,我们对美食的热爱却容易让人体摄取过多的糖分和盐分,导致肥胖、心脏病和Ⅱ型糖尿病——这些都是令医生头痛的健康难题。

 

如果一些小分子可以“欺骗”味蕾,让我们对食物的味道更敏感,或许就能达到两全齐美的效果——既能享受美食,又不会影响健康。这个创意源于一门新学科——风味调制(flavormodulation)。通过长期研究,科学家对味觉的生理机制有了极为深入的了解。现在,他们利用对味觉的了解,研制一些成本低廉的食品调料,让食物的味道更甜、更咸、更鲜。食品生产商只要向食品加入少量调料,就可以大幅降低糖、盐以及谷氨酸钠(即味精)的使用量,生产出的食品更益于人体健康。

 

塞诺米克斯公司(Senomyx)位于美国圣迭戈市,是风味调制领域的领军企业。它的一些产品和技术引起了不少跨国集团的关注。2007年,瑞士雀巢公司开始与塞诺米克斯公司合作,将后者生产的调味剂加入肉汁类产品中。美国可口可乐公司和英国糖果生产商吉百利史威士公司则计划在2009年初开始使用塞诺米克斯公司的产品。

 

苦味阻断剂是塞诺米克斯公司正在研发的产品,它能改善味道较差的食品的口感,扩大人们的营养来源。大豆蛋白(soyprotein)具有很高的营养价值,但由于带有苦味,并不受人们的欢迎。如果能掩盖其中的苦味,食品公司就会更广泛地使用这种营养物质,为人们提供更充足的蛋白质。这些阻断剂还可以掩盖药物的苦味,让良药不再苦口。

 

使用塞诺米克斯公司的产品,降低糖、盐和其他原料的用量,食品生产商可以节省一笔不小的费用。更重要的是,风味调料将在食品领域掀起一场“健康革命”,让那些美味食物真正有益于人体健康。

 

解密味蕾

 

科学家对风味调料的探索始于1996年。当时,美国加利福尼亚大学圣迭戈分校的生物学教授查尔斯·朱克(CharlesZuker)发现,人们对味觉的某些认识很可能是错误的。人类有5种基本味觉:酸、甜、咸、苦、鲜。上学时,老师会告诉学生,舌头分为不同的区域,每一区域负责不同的味觉。实际上,遍及舌头与口腔的味蕾包含很多较小的细胞群,这样的构成让每个味蕾都能感知各种味道。朱克也同意这一观点,不过他认为,单个味觉细胞不可能区分5种味道,味蕾可能是“甜味细胞”、“咸味细胞”、“苦味细胞”等味觉细胞的混居地。

 

 

味觉的旧有模型认为舌头的不同区域负责不同类型的味觉

 

 

味蕾嵌在遍布舌头的乳突(Papilla,舌头上表面向外突出形成的特化结构)之中,可以感知所有类型的味觉。每个味蕾都包含长条形的味觉细胞,以检测甜味、咸味、酸味、苦味及鲜味。

 

如果一个味觉细胞只能检测一种味道,科学家的研究难度将大幅下降,食品工业也将因此受益匪浅。朱克推测,在味觉细胞的外膜上,可能分布着一些特异性感受器(即受体),它们只与对应的分子结合:“咸味受体”只会与咸味分子结合,与甜味或苦味分子则不会发生任何反应。然而,要支持这个理论,朱克还需要寻找证据。

 

首先,朱克得将味觉受体分离出来——在此之前,还没人能完成这个任务。他与加利福尼亚大学圣迭戈分校的同事一起,从多只小鼠的舌头上提取了一些味觉细胞,对比它们的基因表达情况。他们发现,有些基因竟编码了两种科学家从未注意到的蛋白质。从结构上看,这两种蛋白很可能就是味觉受体,朱克分别将它们命名为T1R1T1R2

 

然而,在研究这两个蛋白的功能时,朱克遇到了难题——不论是T1R1 还是T1R2都不能构成完整的味觉受体。那完整受体具有怎样的结构?他想起,不同小鼠对甜味食物的喜好有很大区别,有些小鼠甚至对甜食没有任何兴趣,而且曾有研究认为,对甜食不感冒的小鼠具有某种遗传缺陷。朱克对这类小鼠展开了研究,结果发现了编码另一种受体蛋白T1R3的基因——正是这个基因发生的变化,让小鼠对甜食产生了不同的喜好程度。当他将该基因转入缺陷型小鼠的味觉细胞后,小鼠对糖表现出了浓厚的兴趣。

 

在进一步研究中,朱克与同事揭示了甜味受体和鲜味受体的结构与功能。每类受体都包含两部分:甜味受体由T1R2T1R3组成,鲜味受体则是T1R1T1R3 的复合体。不久后,朱克又鉴定出了25种苦味受体和酸味受体。他兴奋地发现,每个味觉细胞仅有一种味觉受体,这直接证明了他的推测。

 

朱克意识到,除了能让人们更深刻地认识味觉生理机制,他的发现还可能催生一些化合物,专与甜味或咸味受体发生反应,从而影响味觉。“利用一些基本工具来调节味觉系统的运行方式已变得可行,我们找到了改变人们生活的机会。”1998年,朱克与他人合伙创办了一家公司,这就是后来的塞诺米克斯公司。

 

甜上加甜

 

研制更好的甜味剂,是塞诺米克斯公司当前的首要任务。低热量代糖(sugar substitute) 已经面世, 比如阿斯巴甜(aspartame)、三氯蔗糖(sucralose)、糖精(saccharine) 等,但在高浓度条件下,这些代糖会有苦涩的余味。美国费城莫耐尔化学感官中心(Monell Chemical SensesCenter)主任加里·博坎普(GaryBeauchamp)表示:“从味觉的角度来说,这些代糖确实不是理想的甜味剂。”无糖汽水(dietsoda)的味道就不如普通汽水,因为苦涩的余味影响了口感。食品公司只有少量使用代糖,才能避免激活与苦味相关的感觉通路(可口可乐公司推出的新款无糖可乐CokeZero使用了多种甜味剂,但总用量较少,据说味道要好于无糖汽水)。

 

 

味觉放大器

 

由于塞诺米克斯公司能同时检测大量化合物,朱克提出了一个新的想法:寻找一些本身没有味道,但可与甜味剂及甜味受体发生相互作用,起到甜味增强作用的化学分子。他说:“有了这些分子,食品中即便只有少量糖分,你也会觉得很甜。”

 

塞诺米克斯公司的研究人员从20万种化合物中,筛选了一种能使三氯蔗糖的甜度增强4倍的物质。最近,这种调料通过了食品调料与提取物制造者协会的安全评估,将在2009年初进入市场。这类产品有着巨大的潜在市场:据估计,目前大约5,000种零售商品都含有三氯蔗糖。塞诺米克斯公司还发现了另一种增甜剂,可使蔗糖的甜度增强两倍。使用增甜剂,不仅能削减热量,保留食物原味,甚至能让减肥食品的味道更加可口。

 

目前,雀巢公司已在部分产品中,加入了塞诺米克斯公司开发的第一种增鲜剂。它能让普通食物具有高蛋白食物(如肉类、乳酪以及鲜味薯片等小点心)的口感——过去,只有向食物中加入大量的谷氨酸钠(味精)才能达到这样的效果。

 

(节选自2008年09期《环球科学》)

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