味精減少食品中鈉含量作用的探討

姜巍偉，彭偉，趙媛媛

(青島科技大學(xué)，山東 青島 266042)

1 概述

氯化鈉(NaCl)是食品中最常用的成分，除了用于增加咸味外，還可用于保存，加速發(fā)酵反應(yīng)和維護(hù)產(chǎn)品的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)。然而，食鹽的過量攝入會(huì)造成人體內(nèi)鈉含量的超負(fù)荷累積，對(duì)人體的健康構(gòu)成威脅[1]，引發(fā)高血壓、心血管疾病、腎臟疾病[2-4]、胃癌和骨質(zhì)疏松癥等[5]。為了將鈉攝入量限制在安全水平，世界衛(wèi)生組織(WHO)建議成人每天最多攝入5 g鹽(NaCl)，相當(dāng)于每天鈉攝入量少于2 g。開發(fā)食鹽替代物是降低鈉攝入量的最直接、迅速的減鹽方法[6]，在12種食鹽替代物的口感、風(fēng)味比較中，具有巨大應(yīng)用潛力的是L-谷氨酸單鈉(MSG)[7]。實(shí)驗(yàn)證實(shí)L-谷氨酸鈉是一種理想的鈉鹽替代物，其風(fēng)味更接近于氯化鈉，并且不具有苦味、澀味、金屬味或不愉快的后味[8]。本文介紹了咸味和鮮味的生理機(jī)制，表明味精減少特定預(yù)包裝食品中鈉含量的潛在應(yīng)用以及味精作為食品添加劑方面的安全性問題，分析了低鈉食品在不損害人體健康和感官質(zhì)量前提下的發(fā)展。

2 鮮味的生理機(jī)制

20世紀(jì)初已經(jīng)有關(guān)于味覺生理機(jī)制的討論[9]。有研究表明，鮮味轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要途徑似乎與G-蛋白質(zhì)的Gβγ亞基有關(guān)。當(dāng)谷氨酸與G蛋白接觸之后，Gβγ亞基與Gαβγ復(fù)合物斷開并激活酶磷脂酶C，從而產(chǎn)生肌醇三磷酸(IP3)。IP3與存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的鈣通道相連，導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)中鈣離子濃度升高，鈉離子快速流入細(xì)胞并因此導(dǎo)致膜去極化。鈣離子升高與膜去極化之間的聯(lián)合作用引起間隙連接的開放，從而促進(jìn)大量ATP釋放到細(xì)胞外空間。釋放的ATP刺激傳入神經(jīng)纖維，同時(shí)刺激鄰近的突觸前細(xì)胞，促進(jìn)5-羥色胺和去甲腎上腺素的釋放，提供腦部的味覺感覺。如果味蕾受到鮮味物質(zhì)的刺激，信號(hào)會(huì)反映在眶側(cè)味覺皮層中。

Yamaguchi對(duì)鮮味和咸味之間的相互作用進(jìn)行評(píng)估后表示，當(dāng)鮮味物質(zhì)存在時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些咸味增強(qiáng)，導(dǎo)致口腔中唾液分泌增加，口感光滑和口味延續(xù)。然而，味覺接受的確切機(jī)制尚不明確，仍需要更多調(diào)查[10]。

3 味精降低特定食物中鈉含量的潛在應(yīng)用

有些食物中會(huì)自然產(chǎn)生谷氨酸，如番茄、肉類、豌豆、玉米、蘑菇和蘆筍等。加工食品中由于使用味精作為增味劑，也可以找到游離的谷氨酸鹽[11]。味精中鈉含量為12.28 g/100 g，是NaCl鈉含量的1/3(39.34 g/100 g)?？捎眠m量的味精替代NaCl來保持食物的感官質(zhì)量，但是不能過量，因?yàn)檫^量的味精可能會(huì)導(dǎo)致不良的感覺。味精用作食品添加劑的推薦量是重量的0.1%～0.8%，這相當(dāng)于番茄中天然存在的游離L-谷氨酸的量[12]。

3.1 面條

面條由小麥粉、蕎麥粉、米粉或玉米淀粉制成[13]，面條中加入NaCl具有不同的功能：面筋強(qiáng)化和彈性、風(fēng)味和質(zhì)地的改善，抑制微生物的生長和酶活化。然而，如果鹽分含量不受控制，氯化鈉會(huì)減少水的滲透，增加烹飪時(shí)間[14]。同時(shí)，調(diào)味品中也會(huì)有NaCl使用，由于調(diào)味料來源于富含谷氨酸鹽、肌苷和鳥苷-磷酸鹽的肉類和蔬菜原料，鮮味對(duì)這類食品有很大的影響。在食品工業(yè)中，MSG的推薦濃度為10～17 g/100 g。

3.2 肉制品

肉制品一般具有很高的鈉含量，這主要是出于保存的目的。因?yàn)镹aCl可以防止某些病原菌的生長，從而延長保存期限，確保安全和質(zhì)地，使產(chǎn)品更軟(主要是瘦肉)，并且具有更好的風(fēng)味。已經(jīng)開發(fā)了多種方案來減少高鈉消耗的問題，并且保證不損害肉制品感官質(zhì)量和安全性。Ruusunen等人證實(shí)將味精(MSG)、肌苷酸二鈉(IMP)和鳥苷酸(GMP)添加到波羅尼亞香腸配方中會(huì)導(dǎo)致味道強(qiáng)化，其中添加味精的香腸咸味感會(huì)提高，即使是單獨(dú)添加味精也能提高產(chǎn)品的感官質(zhì)量。Quadros等人評(píng)估了含鈉量降低的鯖魚漢堡的感官特征。洗滌除去殘留物(血紅蛋白和可溶性蛋白質(zhì))后，分別用1.5，0.75 g/100 g濃度的NaCl與0.3 g/100 g的MSG結(jié)合。結(jié)果顯示MSG不直接干擾最終結(jié)果，但是它增加了含有0.75 g NaCl/100 g(減少50%)的產(chǎn)品的接受程度[15]。

3.3 休閑零食

張雪松等人測(cè)定了一些零食的鈉含量，見表1。其中薯片、肉制品和菌藻制品屬于高鈉產(chǎn)品(鈉含量>500 mg[16])，果蔬制品、冰激凌及玉米制品的鈉含量較低，但這些食品中鈉含量分布范圍較廣[17]。增味劑(如MSG)已經(jīng)用于零食中來減少鈉含量，但不可能全部替代NaCl。MSG用于零食中的技術(shù)推薦量?jī)H為0.5 g/100 g，但仍可用來協(xié)調(diào)味道感覺中的咸味，刺激流涎并強(qiáng)化其他風(fēng)味。

表1 休閑零食鈉含量Table 1 Sodium content of packaged snack food

4 MSG的安全性

4.1 代謝和藥代動(dòng)力學(xué)

食物中存在的大部分(高達(dá)95%)谷氨酸鹽，無論是天然存在還是以食品添加劑的形式存在，都會(huì)被胃腸道細(xì)胞吸收，通過胃、腸和結(jié)腸中的各種酶的作用，在細(xì)胞質(zhì)和線粒體中發(fā)生轉(zhuǎn)氨反應(yīng)從而發(fā)生分解代謝。分解代謝產(chǎn)物之一α-酮戊二酸可以進(jìn)入三羧酸循環(huán)，釋放能量(ATP)和二氧化碳，作為腸粘膜的腸上皮細(xì)胞的能量來源[18]。因此，即使在飲食中攝取大量蛋白質(zhì)后，由于其在腸粘膜細(xì)胞中的快速代謝，血漿中的谷氨酸含量也很低。如果攝入的谷氨酸在胃腸道中未被代謝，則進(jìn)入肝門循環(huán)并在肝中代謝，通過三羧酸循環(huán)產(chǎn)生能量或轉(zhuǎn)化為尿素通過尿液排泄[19]。如果食物富含可代謝的碳水化合物時(shí)，這些碳水化合物可以提供丙酮酸，促進(jìn)粘膜細(xì)胞中谷氨酸形成丙氨酸，從而導(dǎo)致更少的谷氨酸到達(dá)門靜脈循環(huán)。

4.2 毒性

JECFA于1988年用大鼠和小鼠對(duì)MSG進(jìn)行急性、亞慢性和慢性毒性研究，包括生殖階段。數(shù)據(jù)顯示，口服谷氨酸后具有非常低的急性毒性，LD50(殺死所研究動(dòng)物的50%的致死劑量)范圍為10～22.8 g/kg體重[20]。若研究動(dòng)物飲食中MSG含量高達(dá)4.0%并使其長期暴露于MSG，并沒有引起任何特定的不利影響。在狗的飲食中加入10%的MSG進(jìn)行2年研究，也未觀察到不利影響。即使當(dāng)雌性被喂食高劑量谷氨酸時(shí)，也沒有觀察到生殖不良反應(yīng)和致畸現(xiàn)象，表明孕婦飲食不會(huì)導(dǎo)致胎兒和需要母乳喂養(yǎng)的新生兒體內(nèi)MSG的增加。

4.3 估計(jì)食物中谷氨酸的攝入量

人類食物中谷氨酸攝入量的估計(jì)值取決于飲食的特點(diǎn)，應(yīng)考慮氨基酸是天然來源(作為蛋白質(zhì)的一部分或游離形式)還是以鹽的形式作為加工食品中的增味劑。在亞洲國家，對(duì)于普通人來說，味精或其他谷氨酸鹽的添加量為1.2～1.7 g/人/天(0.02～0.03 g/kg體重)，甚至有些人可以達(dá)到4 g/人/天(0.07 g/kg體重)。在西方飲食中，食物中天然存在的谷氨酸的平均攝入量約為10 g/人/天，相當(dāng)于0.17 g/kg體重；用作食品添加劑的谷氨酸，平均攝入量范圍為0.3～0.5 g/人/天(0.005～0.008 g/kg體重)，攝入量較高者可達(dá)到1 g/人/天(0.017 g/kg體重)。現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，與天然存在于食物中的谷氨酸鹽的估計(jì)值相比，使用MSG作為食品添加劑時(shí)谷氨酸鹽的攝入量要低得多。

4.4 味精消費(fèi)和中國餐館綜合癥

自從Kwok于1968年首次描述了中國餐館綜合癥(與MSG相關(guān)的癥狀復(fù)合體)以來，人們開始廣泛討論MSG的安全性，Kwok描述了一系列體征和癥狀，包括頸部或頭部的疼痛，身體虛弱，食用中國食物之后引發(fā)的心悸等。此外，一些作者將味精的攝入量與哮喘、過敏性皮炎、蕁麻疹、呼吸困難和心動(dòng)過速等其他癥狀聯(lián)系起來[21-23]。盡管如此，包括雙盲、安慰劑對(duì)照實(shí)驗(yàn)在內(nèi)的研究證實(shí)了味精的攝入量與先前描述的癥狀之間沒有合理的關(guān)聯(lián)，或許是由于某些對(duì)于自我認(rèn)定是MSG敏感群體的存在，使不同癥狀沒有表現(xiàn)出重現(xiàn)性[24]。這些觀察結(jié)果以及某些研究結(jié)果均證明，味精的攝入不太可能導(dǎo)致中國餐館綜合癥有關(guān)癥狀的發(fā)作。另外，科學(xué)證據(jù)表明MSG并不參與哮喘、蕁麻疹、血管性水腫或鼻炎的發(fā)作[25]。

5 科學(xué)委員會(huì)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)關(guān)于使用谷氨酸鈉作為食品添加劑的意見

糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)(JECFA)對(duì)于味精作為食品添加劑的安全性進(jìn)行了評(píng)估。在第一次評(píng)估(1971年)中，委員會(huì)建立了0～120 mg/kg體重的ADI，以L-谷氨酸表示，不包括12周以下的兒童。這個(gè)ADI在1973年進(jìn)行了第二次評(píng)估，但考慮到用于食品添加劑的谷氨酸鹽在推薦水平下并未在新生動(dòng)物中觀察到不利影響的事實(shí)，取消了對(duì)嬰兒食品中味精的限制。在1987年進(jìn)行的最新評(píng)估中，根據(jù)評(píng)估時(shí)可用的科學(xué)數(shù)據(jù)(暴露量、化學(xué)、生物化學(xué)、毒理學(xué)等)，由味精和銨鹽、鈣鹽、鉀鹽委員會(huì)制定了“未明確規(guī)定”ADI，這表明總谷氨酸每日攝入量(源自其用作食品添加劑及其在食品中的天然存在)不會(huì)對(duì)人體健康構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。

歐盟委員會(huì)的食品科學(xué)委員會(huì)的評(píng)估結(jié)果與JECFA報(bào)告的結(jié)果類似，也就是說，“未明確規(guī)定”的ADI可歸因于味精。1995年，歐洲議會(huì)規(guī)定使用味精作為食品添加劑(單獨(dú)添加或與其他谷氨酸鹽如鉀、鈣、銨和鎂混合使用)的限量為10 g/kg(1.0%)。該決定在2008年的會(huì)議上仍然有效，并且被保留下來。

1958年，美國FDA將MSG分類為“公認(rèn)安全”(GRAS)物質(zhì)。該機(jī)構(gòu)在20年后重新評(píng)估了該物質(zhì)的現(xiàn)有數(shù)據(jù)后，仍然維持這一分類。然而，在20世紀(jì)80年代，由于一些已發(fā)表的研究顯示味精消費(fèi)與不良健康影響之間存在關(guān)聯(lián)，所以FDA要求FASEB對(duì)這種食品添加劑安全性的科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面審查，結(jié)果與其他委員會(huì)(JECFA和SCF)先前進(jìn)行的評(píng)估一致，證實(shí)了MSG在推薦水平上作為食品添加劑時(shí)的安全性(食品含量為0.1%～0.8%)以及長期缺乏味精會(huì)導(dǎo)致一般人群的健康問題。

在中國，味精(谷氨酸鈉)是常用的調(diào)味品，也是列入GB 2760-2011《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》的食品添加劑。味精(谷氨酸鈉)作為調(diào)味品生產(chǎn)、經(jīng)營時(shí)，其標(biāo)簽應(yīng)當(dāng)符合相應(yīng)食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)；如作為食品添加劑生產(chǎn)銷售，其產(chǎn)品標(biāo)簽必須載明“食品添加劑”字樣。

6 結(jié)論

考慮到科學(xué)文獻(xiàn)中的可用數(shù)據(jù)，除了增味劑行業(yè)提供的信息外，我們還可以驗(yàn)證使用鮮味物質(zhì)減少不同食品(加工和自制食品)中鈉含量而不影響咸味感覺的戰(zhàn)略，這有助于人們的健康和安全。許多戰(zhàn)略評(píng)估均顯示出良好的前景，尤其是那些鈉含量升高的產(chǎn)品，如加工肉類。

盡管一些研究提出了對(duì)味精的毒性潛力的擔(dān)憂，但管理機(jī)構(gòu)已經(jīng)通過毒性評(píng)估和隨機(jī)雙盲、安慰劑對(duì)照實(shí)驗(yàn)證明了使用這種食品添加劑的安全性。已經(jīng)分配給谷氨酸及其鹽公認(rèn)安全狀態(tài)的ADI，這意味著其可用作必要量的食品添加劑以實(shí)現(xiàn)期望的技術(shù)效果。在歐盟，已經(jīng)確立了1 kg食物中10 g谷氨酸的使用限量。

其他策略，如使用核苷酸(IMP和GMP)，也可用于增強(qiáng)鈉含量降低的產(chǎn)品。制劑中不同物質(zhì)的組合可以產(chǎn)生對(duì)風(fēng)味連續(xù)性的更大影響，因?yàn)樗鼈冊(cè)谝酝扑]濃度添加時(shí)具有協(xié)同效應(yīng)以保持理想的風(fēng)味而不超過感官和技術(shù)限制。建議進(jìn)行感官和物理化學(xué)測(cè)試以獲得更高質(zhì)量的產(chǎn)品，同時(shí)尊重消費(fèi)者的偏好和現(xiàn)代人的生活方式。