辣椒素和花椒油树脂对NaCl模型溶液咸度增强的跨膜态效应

辣椒素和花椒油树脂对NaCl模型溶液咸度增强的跨膜态效应

1. 导读

　　NaCl是人类赖以生存的基本物质，但现在钠的摄入量已经超过了生理需要。大量研究表明，过多的钠摄入会增加心血管疾病风险、糖尿病和肾脏疾病以及认知障碍。世界卫生组织建议，成年人的钠摄入量应限制在每天2克(5克盐/天)，且到2025年全球盐摄入量应相对减少30%。因此，如何在不影响食品风味和安全性的前提下，科学有效地降低钠含量，实现“减盐不减味”，一直是食品研究人员面临的一个挑战。

　　盐(NaCl)对加工食品的口感、风味、质构、保鲜和货架期稳定性有重要作用。加工食品，如面包、薯片、披萨、腌制鱼片、火腿、谷类食品和即食餐是日常饮食中盐的主要来源。食品业致力于制定成功的战略来降低食品中的盐含量，目前已经提出了几种策略来减少食品中的盐含量，但其效性高度依赖于产品。

　　(1) 使用味觉替代品或风味增强剂

　　如使用盐替代品(如KCl、CaCl2和MgSO4)和风味添加剂，如柠檬酸、香料或谷氨酸钠。用氯化钾(KCl)和其他盐取代NaCl是一种用来降低加工食品中钠含量的策略，不过替代盐使用有一定的局限性，在较高的KCl浓度下，金属味和苦味的形成会导致感官质量的下降。用味精替代也取得了积极的效果，鲜味的天然来源如蘑菇、西红柿、洋葱、酱油和奶酪经常用于降盐产品，因为它们具有增强咸味的特性且对消费者接受度有积极效应，有研究发现味精替代食盐可以大幅降低(在某些情况下高达50%)氯化钠而不会导致味道强度或可接受性的显著损失。在海产品中加入含盐量高的甲壳素纳米纤维可以提高盐度。不过，添加咸度增强剂需要在包装上标注食品添加剂标识(例如在欧盟KCl和味精分别用E508和E631标识)，这可能会限制它们的使用，因为消费者普遍反感食品添加剂。

　　(2) 优化产品结构设计

　　如修改食用盐颗粒的大小、形状和形态，使用惰性填料将盐浓缩到水相中，这可以使食用盐迅速从其晶体形式中溶解。然而，较小的晶体仅适用于固体食物，不适用于会使盐立马溶解的汤类等食物。

　　(3) 从感觉机制上改变消费者对盐的偏好和摄入

　　如加强教育提高消费者意识，鼓励消费者积极改变以降低盐摄入，提高消费者对减盐的重视；秘密减少盐含量，使消费者适应较低的盐分含量并习惯它们而不会意识到连续的小幅度减少，随着时间的推移逐步降低味觉水平，饮食中品尝者的水平被证明会改变味觉反应和味觉偏好。虽然逐渐或悄悄地减少食品中的钠含量并不易被消费者注意到，但要以此法实现减盐目标需要几个月甚至几年的时间。

　　(4) 通过跨膜态交互作用（跨模态交互是指至少 2 种不同感官模态之间的交互）来调节咸感，抑制或增强效果通过同时呈现不同感觉模式（味觉，嗅觉，触觉等）的刺激而获得

　　品尝食物是一种多模态的体验，因此一种感觉模态的感觉可能会影响另一种感觉模态的判断和感知。通过重复配对或通过不同口味和风味的自然共存，可以建立起关联，从而整合这些体验。与味觉相关的跨膜态相互作用一般有以下几种形式：味道-气味、味道-刺激（化学物质）、味道-颜色和味道-质地，即嗅觉、化学物理觉（三叉神经觉）、视觉、触觉都会与味觉之间发生跨膜态作用。借助跨膜态交互作用调节味觉，其方式更具多样性，可行性更强，适用性和调节效果更佳，是目前减盐研究采用的重要策略之一。

　　辣椒和花椒是亚洲流行的香料，广泛用于烹饪，为膳食提供了独特的热痛、振动和麻木感风味。在中国这两种香料通常会一起使用，称为“麻辣（má là）”风味，广泛应用在了许多传统食品和现代快餐食品中。麻和辣均属于化学物理觉（chemesthesis），是一种由化学刺激物激发、表现为痛觉、温度觉和触觉的综合躯体感觉。麻辣风味同味觉（味道）和嗅觉（气味）一起，构成了我们感知到的食品综合风味。相关报道及农食所前期研究表明，单一的辣椒素(C)和花椒油树脂(P)分别能有效增强产品的咸度感知以及减少食盐使用量。但对于常常被捆绑一起的“麻辣”风味，C + P联合使用时是否会对咸度提升有交互作用，尚无相关研究。

　　2. 研究方法

　　本研究构建了感官评价小组（15名优选评价员，6男9女，年龄20~38岁），采用通用标记量值标度(gLMS)研究了不同浓度(0.98 g/L~19.88 g/L) NaCl模型体系液中，阈值强度、低强度和中强度的C（0.09 mg/L,1.6 mg/L,3.2mg/L）、P（1.2 mg/L,120 mg/L,580 mg/L）以及C+P对NaCl溶液的咸度感知的跨膜态效应和交互作用。

　　咸感强度评分以评价小组评分的几何平均表示。由于gLMS获取到的数据在不同评价员之间通常是对数正态分布，因此在进行参数统计之前，需要将评分转换为自然对数。使用重复测量方差分析（ANOVA）评估每个刺激物在不同浓度或不同背景上的咸度差异。使用多因素单变量方差分析和Bonferroni评估咸度感知中P和C之间的相互作用。进行单因素或双因素重复测量方差分析以比较咸度的幂指数（n值）。显著性水平为P < 0.05。

　　研究中所有的统计分析和绘图使用IBM SPSS Statistics 22.0、Excel 2016和OriginPro 2021软件进行。

　　3. 主要结论

　　本研究考察了不同C、P、C+P的咸感心理物理学函数、增咸减盐效果，研究结果表明，不同浓度的NaCl水溶液中，单独C和P均能显著增加中低浓度(0.98 g/L ~ 4.44 g/L) NaCl溶液的咸度感知。但C和P同时存在时，能显著增强中至高浓度NaCl溶液的咸度感知，C和P之间存在显著交互作用，最高咸度强度增强37.65%，NaCl使用量降低26.09%。

　　本研究不仅为“麻辣”风味对咸味感知的调节作用提供了数据支撑，也为低钠食品研发中的减钠策略提供了新思路和途径。同时，本研究主要采用NaCl模型体系，后期将对麻辣对复杂食品体系下的减盐效果展开研究，并对是感官相互作用下低盐食品的适口性也进行相关研究，确保产品健康和美味兼具。

　　该项研究受到中国标准化研究院院长基金面上项目（项目号：562020Y-7484）、中国标准化研究院院长基金重大项目（项目号：562018Y-5983）及国家市场监管总局科技计划项目（项目号：2019MK117）支持。

　　发表期刊: Food Quality and Preference

　　原文链接DOI：https://doi.org/10.1016/j.foodqual.2022.104542

　　文章作者：中国标准化研究院农业食品标准化研究所感官分析团队

      转载自中国标准化研究院科研动态《辣椒素和花椒油树脂对NaCl模型溶液咸度增强的跨膜态效应》

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