食品中呈鮮味物質(zhì)研究進(jìn)展

郇思琪,劉登勇,2,*,王笑丹,張慶永

(1.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心,遼寧錦州 121013; 2.江蘇省肉類生產(chǎn)與加工質(zhì)量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇南京 210095; 3.吉林大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,吉林長春 130062; 4.山東德州扒雞股份有限公司,山東德州 253003)

食物的滋味有千百種,但是基本味只有五種:酸、甜、苦、咸、鮮[1]。其中,前四種基本味經(jīng)過人們早期發(fā)現(xiàn)和長期探索,已明確了它們的感知機(jī)理,而作為第五位的鮮味則尤為特殊。一方面是由于鮮味常在食物中與其他味道結(jié)合在一起出現(xiàn)時,使人難以察覺,直到上個世紀(jì)初,才被日本池田菊苗教授發(fā)現(xiàn)并且正式命名,這使得人們對它的認(rèn)識和研究起步較晚;另一方面則是由于它的感知受體結(jié)構(gòu)尚未解析,呈味機(jī)理尚存爭議[2-3]。近年來,對于鮮味物質(zhì),已有明確分類,鮮味的呈味機(jī)理還在不斷探索中,而對于鮮味物質(zhì)的檢測也從一開始較為簡易、粗略的化學(xué)分析法[4]、紫外分光光度法[5]等方法發(fā)展為高效準(zhǔn)確的電子舌檢測[6]、氨基酸分析儀法[7]、高效液相色譜法[8]等。本文對于前人的研究進(jìn)行綜述,從鮮味物質(zhì)本身出發(fā),對其提取、分類、感知機(jī)理、較新的檢測方法的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié),旨在為研究食品中的鮮味物質(zhì)提供一定參考價值。

1 呈鮮味的食物

其實(shí)大多數(shù)的食材最初鮮味并不突出,只有經(jīng)過烹調(diào)加工后,食材中的蛋白質(zhì)分解轉(zhuǎn)化為小分子的多肽和游離氨基酸(Free amino acid,FAAs),核酸轉(zhuǎn)化為小分子的5′-核苷酸,鮮味才能得到更大化的呈現(xiàn)[9];另外,5′-核苷酸可以和鮮味游離氨基酸發(fā)生協(xié)同作用,達(dá)到1+1>2的效果,從而使得食物的鮮味更加濃郁。

食物之所以呈現(xiàn)鮮味,主要是因為食物中含有對鮮味貢獻(xiàn)較大的鮮味物質(zhì),其中最具有代表性的鮮味物質(zhì)就是L-谷氨酸(L-Glutamic acid,L-Glu)、天門冬氨酸(Aspartic acid,Asp)、5′-鳥苷酸(5′-guanylic acid,5′-GMP)和5′-肌苷酸(Inosine 5′-monophosphate,5′-IMP)[10]。L-Glu主要存在于魚、大豆及其發(fā)酵制品中,5′-IMP主要存在于海鮮和畜禽肉類中,而5′-GMP則主要存在于菌類比如香菇中[11]。

影響食物的鮮味因素主要有養(yǎng)殖種植方法、加工處理方式、搭配食物及貯存方法。余昌霞等[12]探究了五種不同培養(yǎng)基質(zhì)對草菇呈味物質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)以棉籽殼為基質(zhì)所培養(yǎng)的草菇等鮮濃度值最高,粗蛋白及水解氨基酸含量及組成最優(yōu),說明棉籽殼可以作為優(yōu)質(zhì)鮮味草菇栽培的培養(yǎng)基質(zhì)。Cai等[13]探究了4種不同干燥方式對中國對蝦風(fēng)味的影響,發(fā)現(xiàn)利用微波真空-冷風(fēng)聯(lián)合干燥后的對蝦等鮮值提高,且呈味游離氨基酸含量下降不嚴(yán)重,對于對蝦的鮮味變化影響最小。Sato等[14]研究了日本傳統(tǒng)綠茶對于日本料理的感官特性的影響,發(fā)現(xiàn)澀味較低的綠茶對于日本料理的鮮味具有協(xié)同增效的作用,同時能夠增加其厚味。Li 等[15]分別研究了低溫和超低溫貯藏對黃羽雞雞湯中揮發(fā)性和非揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)與低溫貯藏相比,超低溫貯藏在21～24 d時,雞湯中的鮮味游離氨基酸與5′-核苷酸含量更高,這充分說明超低溫貯藏能夠有效延長鮮味物質(zhì)的保存期。

鮮味來源于食物,目前增鮮劑的提取原材料及方法在不斷更新。現(xiàn)代傳統(tǒng)味精的工業(yè)生產(chǎn)原料是酵母,酵母是一種真菌,當(dāng)單個酵母細(xì)胞分裂開,細(xì)胞自身的酶可以通過水解作用分解蛋白質(zhì),從而釋放出大量的谷氨酸,經(jīng)過一系列的抽提精煉等過程便可制成味精[16-17]。近些年,常有研究以畜禽骨渣為原料提取鮮味風(fēng)味良好的調(diào)味劑。Wang 等[18]運(yùn)用熱壓萃取技術(shù)對雞骨渣中的蛋白質(zhì)、膠原蛋白和礦物質(zhì)等進(jìn)行提取,將其轉(zhuǎn)化為一種營養(yǎng)的鮮味調(diào)味底物。Liao 等[19]以河豚頭部與尾部為原料,通過酶解和美拉德反應(yīng)得到了熱穩(wěn)定性良好且具有強(qiáng)烈鮮味的蛋白副產(chǎn)物。Xu 等[20]以牛骨髓為原料,通過酶解反應(yīng)和熱反應(yīng)可以得到肉香味和鮮味物質(zhì)含量高,異味物質(zhì)含量低的調(diào)味料。

2 鮮味的呈味物質(zhì)

2.1 氨基酸

鮮味氨基酸的代表性物質(zhì)主要有谷氨酸和天門冬氨酸兩種,然而只有它們的L-型構(gòu)象能夠呈現(xiàn)鮮味,D-型異構(gòu)體卻并無鮮味。L-谷氨酸擁有兩個羧基殘基,羧基殘基的解離常數(shù)是4.25,在中性pH條件下可以產(chǎn)生—COO-基團(tuán)[21]。若將氫氧化鈉和谷氨酸混合,便可以得到具有明顯鮮味的谷氨酸鈉晶體,即味精的主要成分。由于鮮味是由谷氨酸結(jié)構(gòu)中陰離子引起的,所以谷氨酸鉀和谷氨酸鈣也具有鮮味。谷氨酸熱穩(wěn)定性較好,所以富含谷氨酸的食物經(jīng)過高溫加熱后,依然能夠呈現(xiàn)良好的鮮味風(fēng)味。不同食物中的L-Glu也不盡相同,雞肉、牛肉、豬肉的谷氨酸含量分別為44、33、23 mg/100 g[22-23]。天門冬氨酸與谷氨酸同屬于酸性氨基酸,它們倆也是僅有的兩種酸性氨基酸,天門冬氨酸不僅是食品工業(yè)領(lǐng)域常用的營養(yǎng)增補(bǔ)劑,而且在醫(yī)藥方面有著廣泛的應(yīng)用,可以用來治療高血壓癥、緩解疲勞,作為氨解毒劑、肝功能促進(jìn)劑等。

2.2 核苷酸

在5′-核苷酸中,5′-IMP、5′-GMP和5′-AMP(Adenosine Triphosphate)對食品鮮味的貢獻(xiàn)最為突出。5′-IMP在畜禽肉中占主導(dǎo)地位,雞肉、牛肉和豬肉中的5′-IMP含量分別為115、163、186 mg/100 g。5′-IMP主要由細(xì)胞中的三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate,ATP)分解產(chǎn)生,分解過程可以簡化為:ATP→ADP→AMP→IMP,這整個分解過程通常發(fā)生在動物死后的僵直期[24]。以大菱鲆為例,魚肉中的5′-IMP產(chǎn)生過程是在魚體死后進(jìn)行的,魚肉中的5′-IMP的濃度在魚死后大約10 h能夠達(dá)到最高值,所以剛剛被殺死的魚并不如死后10 h的魚味道鮮美[25]。而5′-GMP主要存在于可食用菌中,干香菇中的5′-GMP含量為156.5 mg/100 g(是新鮮香菇的3倍),它是由核糖核酸酶分解核糖核酸產(chǎn)生的,香菇在干燥過程中,細(xì)胞破裂,細(xì)胞中的核糖核酸酶能夠充分作用于核糖核酸,使得干香菇中的5′-GMP含量得到明顯提升。而干香菇在烹飪前,需要用冷水泡發(fā),這是因為在室溫下5′-GMP容易被核苷酸酶分解為鳥苷,烹飪時的溫度也應(yīng)迅速提升至60～70 ℃以避免大量的5′-GMP的分解和流失[26]。5′-AMP主要存在于貝類或軟體動物中,扇貝、魷魚和龍蝦中的5′-AMP含量分別為116、184、82 mg/100 g。

2.3 肽

除了氨基酸和核苷酸,一些小分子多肽也表現(xiàn)出鮮味。時至今日,據(jù)統(tǒng)計已有75種多肽具有鮮味[27],包括24種二肽、17種三肽、4種四肽、5種五肽、8種六肽、4種七肽、8種八肽、2種九肽、2種十一肽和1種十五肽,其中Asp與丙氨酸形成的二肽呈現(xiàn)強(qiáng)烈的鮮味,Asp與Glu形成的二肽同時呈現(xiàn)咸味和鮮味,而Glu、絲氨酸、亮氨酸和丙氨酸形成的四肽則同時呈現(xiàn)酸味、鮮味和苦味,其中酸味>鮮味>苦味。在這75種鮮味肽中仍有20種多肽(包括14個二肽、5個三肽和1個八肽)的味道存在爭議,即存在幾種多肽從水解物中分離出來時可以表現(xiàn)出鮮味的,但當(dāng)通過人工合成方法得到時卻不能呈現(xiàn)鮮味[28]。這有可能是因為:a.水解產(chǎn)生的鮮味多肽與合成產(chǎn)生的鮮味多肽在空間結(jié)構(gòu)上的差異可能影響了鮮味多肽的風(fēng)味分析,多肽合成過程中氨基酸異構(gòu)形式引起的空間結(jié)構(gòu)變化可能影響肽的鮮味;b.鮮味多肽與其他化合物的相互作用可能會干擾其呈鮮機(jī)制[29]。

2.4 有機(jī)酸

呈鮮味的有機(jī)酸類主要有琥珀酸鹽、沒食子酸、五倍子酸。其中琥珀酸鹽最具代表性,琥珀酸二鈉(Succinic acid disodium salt)是有機(jī)酸呈現(xiàn)鮮味的代表物質(zhì),它多存在于貝類及香菇中。具有較好的穩(wěn)定性和溶解性,與谷氨酸鈉按照一定的比例混合使用時,會有協(xié)同增效的作用。琥珀酸一鈉不僅具有鮮味,還具有酸味,其呈鮮味閾值是琥珀酸二鈉的1/2倍[30]。

2.5 有機(jī)堿

甜菜堿(Betaine)和氧化三甲胺(Trimetlylamine oxide)是呈鮮味有機(jī)堿的代表物質(zhì)。甜菜堿主要存在于甜菜糖的糖蜜中,具有強(qiáng)烈的吸濕功能,它能夠與谷氨酸鈉、琥珀酸等呈味物質(zhì)共同作用使海產(chǎn)品呈現(xiàn)獨(dú)特的鮮味[31]。而氧化三甲胺兼具鮮味與甜味,常存在于水產(chǎn)品中,當(dāng)水產(chǎn)品體內(nèi)酶發(fā)生作用而分解氧化三甲胺,就會產(chǎn)生難聞的魚腥味[32]。

3 鮮味的呈味機(jī)理

3.1 鮮味受體

鮮味與其它基本味的感知途徑相似,由呈味物質(zhì)刺激口腔味蕾上皮細(xì)胞中的味覺受體,通過味覺神經(jīng)將信號傳導(dǎo)至大腦味覺中樞,再經(jīng)過大腦綜合神經(jīng)中樞的系統(tǒng)分析,最終產(chǎn)生味感[33]。到目前為止,還沒有關(guān)于鮮味感知的統(tǒng)一理論,但已發(fā)現(xiàn)兩種鮮味受體:異源二聚體T1R1/T1R3、味型代謝性谷氨酸受體mGluR4[34];它們都屬于G蛋白偶聯(lián)受體家族C亞族(C-GPCR)[35],胞外有類似捕蠅草形狀的結(jié)構(gòu)域,具體由兩個部分組成:大的細(xì)胞外N-維納斯捕蠅草結(jié)構(gòu)域(VFT)、由一個富含半胱氨酸的小結(jié)構(gòu)域(CRD)連接的七跨膜結(jié)構(gòu)域(TMD)[36]。有研究通過基因敲除實(shí)驗驗證了異源二聚體T1R1/T1R3是鮮味的主要受體,而mGluR4則為鮮味的候選受體。早期通過位點(diǎn)突變實(shí)驗,交換人源鮮味(T1R1/T1R3)和甜味受體(T1R2/T1R3)的VFT構(gòu)建嵌合體模型,證明了人源T1R1 VFT是配體識別結(jié)構(gòu)域[37],而且僅能夠感知L-Glu和5′-IMP。

3.2 呈味機(jī)理

當(dāng)Glu與細(xì)胞膜表面的mGluR4受體結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合時,便會產(chǎn)生信號,信號通過受體蛋白質(zhì)傳遞,使得細(xì)胞膜上面向細(xì)胞內(nèi)部一側(cè)的受體與g蛋白結(jié)合,這就表明食物中的鮮味信號已經(jīng)被接收到,并且引發(fā)一系列的生物化學(xué)過程:某些離子通道打開,導(dǎo)致細(xì)胞膜上的電位下降,從而再次通過神經(jīng)細(xì)胞向大腦發(fā)送脈沖信號[38]。

T1R1/T1R3受體的L-Glu結(jié)合位點(diǎn)位于T1R1部分,其分子結(jié)構(gòu)與味型mGluR4受體相同,唯一的不同之處就是T1R1/T1R3對鮮度較弱的Asp并不敏感。雖然L-Glu只與受體的T1R1部分結(jié)合,但必須保證受體的T1R3部分也同樣完整并且和T1R3配對,整個受體系統(tǒng)才能正常工作,傳達(dá)鮮味信號。研究發(fā)現(xiàn),與鮮味相關(guān)的T1R1/T1R3受體復(fù)合物對L-Glu的敏感性可以通過5′-IMP和5′-GMP來增強(qiáng),這也是鮮味協(xié)同增效的原因。5′-IMP本身并不激活T1R1/T1R3,但可以與谷氨酸結(jié)合后來激活T1R1/T1R3[39]。

T1R1/T1R3的鮮味感知機(jī)理如圖1。鮮味受體T1R1/T1R3嵌入味蕾感覺細(xì)胞的細(xì)胞膜中。當(dāng)VFT與L-Glu結(jié)合,便會發(fā)出信號,通過TMD結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)到細(xì)胞膜的內(nèi)部,而此時,細(xì)胞膜內(nèi)部一側(cè)便會有一個g蛋白被綁定。這些活動都發(fā)生在鮮味受體T1R1/T1R3的T1R1部分,當(dāng)L-Glu在VFT彎曲的地方與其結(jié)合,會導(dǎo)致VFT的關(guān)閉,從而安全地捕獲L-Glu分子。另一方面,5′-IMP會附著在VFT邊緣的一個地方,增強(qiáng)VFT的捕獲能力,使得L-Glu分子與VFT結(jié)合地更加牢固,從而使T1R1/T1R3受體對L-Glu更加敏感。然而,如果沒有L-Glu,5′-IMP則不能單獨(dú)刺激鮮味受體T1R1/T1R3,這種效應(yīng)被稱為變構(gòu)效應(yīng)[40]。近來有研究表明[41],表現(xiàn)在“捕蠅草結(jié)構(gòu)”上的變構(gòu)效應(yīng)有一奇妙的動態(tài)特點(diǎn):當(dāng)“捕蠅草結(jié)構(gòu)”沒有結(jié)合L-Glu時,它的動態(tài)幅度非常大;當(dāng)有L-Glu分子與其結(jié)合時,它的動態(tài)幅度就會明顯放緩;而當(dāng)5′-IMP也與其結(jié)合后,它的動態(tài)幅度就會變得非常緩慢?？梢詫Ⅴr味受體T1R1/T1R3的“捕蠅草結(jié)構(gòu)”形象化為“吃豆人”的形態(tài)(如圖2):當(dāng)沒有L-Glu分子在吃豆人的喉嚨里時,他的嘴唇活動非常劇烈;當(dāng)有L-Glu與他喉嚨結(jié)合時,嘴唇的運(yùn)動減慢;當(dāng)另外一個5′-IMP在他的嘴唇上結(jié)合時,嘴唇動態(tài)運(yùn)動完全停止,他就沉默了。另外據(jù)研究推測[42],L-Glu與人源T1R1/T1R3的結(jié)合位點(diǎn)在T1R1的VFT鉸鏈區(qū)深處,而鮮味受體增強(qiáng)劑5′-IMP與VFT鉸鏈區(qū)的結(jié)合位點(diǎn)靠近VFT開口處,但具體結(jié)合位點(diǎn)尚無可知,亟待進(jìn)一步探究。

圖1 T1R1/T1R3的鮮味感知機(jī)理Fig.1 Schematic illustration of the umami receptor T1Rl/T1R3

圖2 “捕蠅草結(jié)構(gòu)”形象化為“吃豆人”的形態(tài)Fig.2 Comparison between the dynamic functioning ofthe Venus flytrap and Pac-Man

4 鮮味的測定

鮮味的檢測主要分為兩個方面,一方面是定性檢測,另一方面則是定量檢測。定性檢測通常用到的方法有感官評價法和電子舌檢測法,而定量方法多種多樣,不過多是采用儀器檢測代表性鮮味物質(zhì)的含量后,通過滋味活性值(Taste Active Value,TAV)、味精當(dāng)量(Equivalent Umami Concentration,EUC)等參數(shù)的計算來評價食品的鮮味。本文重點(diǎn)針對鮮味的定量檢測方法做以總結(jié)。

4.1 感官評價法

感官測試是評估食品味道的主要方法,在測試中,經(jīng)過專門訓(xùn)練的感官小組會對樣本進(jìn)行評估,并根據(jù)感官感受評分判斷,最后經(jīng)過統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)對食品的味道、色澤、氣味等特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)性評價和描述。

Suwankanit等[43]運(yùn)用感官評價的方法,探究了老年消費(fèi)者對添加天然成分和谷氨酸單鈉的熟肉制品的味道(尤其是鮮味)的接受程度和喜愛程度,結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加了谷氨酸單鈉的樣品并沒有特別明顯地提高肉制品的鮮味。另外,用感官評價測定食品鮮度的這一方法通常與其他定量方法聯(lián)用。2016年,Gong等[44]運(yùn)用感官評價和電子舌的方法對揚(yáng)子江刀鱭進(jìn)行了鮮味分析,研究了鮮味相關(guān)成分與鮮味之間的關(guān)系,通過遺漏測試和添加測試,找到了幾種對鮮味貢獻(xiàn)最大的幾種物質(zhì)和離子——5′-GMP、5′-IMP、K+、Na+、Cl-和PO43+。

該方法操作相對簡單,整個實(shí)驗過程較為符合實(shí)際情況,不需要大型儀器。但由于感官評價者所處的環(huán)境和自身條件差異,評價結(jié)果存在客觀性和重現(xiàn)性差等缺點(diǎn)。

4.2 高效液相色譜法

高效液相色譜又稱高壓液相色譜,是一種常用的柱層析分析技術(shù),用于混合物各組分的分離、鑒定和定量。高效液相色譜可以用來檢測多種氨基酸、核苷酸,包括呈鮮味氨基酸與核苷酸。但由于大多是氨基酸并沒有紫外吸收和熒光發(fā)射特性,檢測器無法有效檢測,所以氨基酸需要經(jīng)過衍生后才能運(yùn)用液相檢測。

王平等[45]以2,4-二硝基氟苯為柱前衍生劑,運(yùn)用高效液相色譜儀測定了谷氨酸棒桿菌發(fā)酵液中17種氨基酸的含量,這17種氨基酸的色譜圖分離效果較好且分析范圍廣,達(dá)到0.01～2.00 g/L,對于谷氨酸棒桿菌發(fā)酵液的理化性質(zhì)分析提供了可靠的研究依據(jù)。劉登勇等[46]運(yùn)用高效液相色譜測定了不同鹵煮次數(shù)的扒雞鹵湯中5′-AMP、5′-IMP、5′-GMP等核苷酸的含量,探究了煮制新湯中核苷酸含量隨著煮制次數(shù)增加而呈現(xiàn)的變化規(guī)律,并探究出了一套檢測5′-核苷酸的色譜條件。

運(yùn)用高效液相色譜檢測,分離效率較高,可以同時檢測多種鮮味氨基酸及核苷酸,且靈敏度高,儀器可以全自動檢測;但高效液相色譜儀價格高昂,且日常維護(hù)費(fèi)用較高,檢測耗時很長。

4.3 氨基酸分析儀法

氨基酸分析儀常被應(yīng)用于分析體液如尿液、血清、血液和食品樣品中的氨基酸含量,它是以各氨基酸的溶解度和吸光度不同為原理,對氨基酸進(jìn)行分離和檢測。

Lin等[47]對郫縣豆瓣醬中的非揮發(fā)性有機(jī)酸和氨基酸進(jìn)行了測定和研究,其中氨基酸的測定就是利用氨基酸自動分析儀來完成的,結(jié)果表明,郫縣豆瓣醬中含有7種常見有機(jī)酸和18種常見氨基酸,其中鮮味代表性氨基酸即L-Glu和Asp含量最高。周聰?shù)萚48]利用氨基酸分析儀測定了馴化種植的美味蘑菇中的氨基酸種類和含量,結(jié)果表明,鮮味氨基酸總量為5.4312 g/100 g,另外必須氨基酸占比較高,能夠充分證明這種蘑菇味道鮮美、營養(yǎng)價值很高。Sato等[49]對日本西南部沖繩縣不同性別的椰子蟹中的游離氨基酸、核苷酸相關(guān)化合物和脂肪酸進(jìn)行了測定、分析和比較,其中對于游離氨基酸的檢測是通過氨基酸分析儀完成的。

氨基酸分析儀不僅能夠準(zhǔn)確檢測出呈鮮味氨基酸的種類和含量,還能檢測其他各種類型的氨基酸,是如今較為常用的定量檢測氨基酸的方法,但是氨基酸分析儀對于樣品的純凈度要求較高,樣品預(yù)處理較為復(fù)雜,且氨基酸分析儀價格昂貴,保養(yǎng)維修成本高。

4.4 生物傳感器法

近年來,有人將人類味覺感受器與以納米材料為基礎(chǔ)的傳感器相結(jié)合制成生物傳感器,具有極佳的味覺測量性能。生物傳感器是以電化學(xué)工作站為檢測儀器,通過在工作電極上修飾酶制劑或者生物性物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)對特定物質(zhì)的檢測。

2016年,Ahn等[50]開發(fā)出了一種含有味覺感受器的納米囊泡的雙電子舌(DBT)。以人胚胎腎293(HEK-293)細(xì)胞為基礎(chǔ),通過基因的轉(zhuǎn)載表達(dá)培育能夠穩(wěn)定表達(dá)味覺受體的細(xì)胞,再從這些細(xì)胞上分離出帶有鮮味受體T1R1/T1R3和甜味受體T1R2/T1R3的的納米囊泡,然后將這些納米囊泡固定于石墨烯表面,從而制成雙生物電子舌。雙電子舌可以同時檢測鮮味和甜味物質(zhì),可在低濃度(約100 nmol/L)下對目標(biāo)試劑進(jìn)行高度敏感和選擇性識別。此外,它還能夠像在人類味覺感官系統(tǒng)中一樣檢測到鮮味的協(xié)同增效作用。2018年,這個團(tuán)隊又在之前實(shí)驗和研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)出一種直接以鮮味受體T1R1/T1R3上的捕蠅草結(jié)構(gòu)(VFT)為基礎(chǔ)的生物電子舌[51]。它顯示出很高的靈敏度,與人類味覺系統(tǒng)相似,可以連續(xù)5周保持90%以上的正常信號強(qiáng)度,具有批量生產(chǎn)、可重復(fù)使用、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。

另外Huang等[52]在2018年將鮮味受體hT1R1安裝固定在玻碳電極表面,測量了四種呈鮮味物質(zhì)(L-谷氨酸單鈉(MSG)、5′-IMP、5′-GMP和琥珀酸二鈉(SUC))的響應(yīng)電流。采用傳感動力學(xué)方法計算了受體與配體相互作用的變構(gòu)常數(shù),結(jié)果表明,hT1R1對四種配體的感應(yīng)能力為:GMP>MSG>IMP>SUC。發(fā)現(xiàn)hT1R1本質(zhì)上是氮信號的識別受體,可能通過其氨基識別鮮味物質(zhì)。本研究開發(fā)的新方法在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究和藥物篩選方面具有廣闊的應(yīng)用前景。才英明[53]運(yùn)用氧化石墨烯與氯金酸、殼聚糖、上,組成工作電極,輔以Ag/AgCl電極作為參比電極、鉑絲電極作為對電極,運(yùn)用循環(huán)伏安法對牛肉中谷氨酸含量進(jìn)行檢測,結(jié)果表明,此法測得的結(jié)果與氨基酸分析儀法對谷氨酸的檢測結(jié)果相近,具有高特異性、靈敏性及可重復(fù)利用性。

4.5 電化學(xué)傳感器法

電化學(xué)傳感器是利用電化學(xué)反應(yīng)原理,將無機(jī)或有機(jī)的化學(xué)物質(zhì)固定在工作電極上,搭配以參比電極和對電極,記錄工作電極上的敏感物質(zhì)與待測電解液的反應(yīng)電流、電勢變化,這一系列變化就可以反應(yīng)待測電解液中的某種物質(zhì)的濃度。

2019年,朱靈濤[54]選擇N,N-二苯基硫脲(N,N′-Diphenylthiourea DPTU)作為鮮味敏感物質(zhì),研制了DPTU/PVC/PPy/Pt的膜修飾貴金屬傳感器。通過開路電位法對待測電解液中的Glu和Asp含量進(jìn)行檢測,構(gòu)建了開路電位值與呈鮮味氨基酸含量的數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)了對溶液中的Glu和Asp含量的準(zhǔn)確檢測。

5 結(jié)語

本文以鮮味為出發(fā)點(diǎn),介紹了不同食物中含有的不同鮮味物質(zhì),簡述了當(dāng)前鮮味的提取方法,即傳統(tǒng)酵母提取法和現(xiàn)如今較為新穎的動物骨肉殘渣酶解、熱提取法。到目前為止,鮮味感知并沒有統(tǒng)一的分析理論,但已發(fā)現(xiàn)的鮮味受體包括異源二聚體 T1R1/T1R3 與味型代謝性谷氨酸受體mGluR4 兩種,其中T1R1/T1R3受體與L-Glu、5′-IMP的結(jié)合也解釋了鮮味的協(xié)同增效機(jī)制。另外,鮮味的檢測方法可分為兩大類:以感官評定和電子舌檢測為代表的定性檢測,以氨基酸分析儀、高效液相色譜儀等為代表的定量方法,本文對幾種常見的鮮味檢測方法做了簡要總結(jié),并重點(diǎn)介紹了近幾年比較新穎的生物傳感器法和電化學(xué)檢測法,為鮮味的測定及食品風(fēng)味的評價提供較為新穎的參考方法。

在進(jìn)行鮮味物質(zhì)檢測時,定性檢測結(jié)果較為宏觀,無法進(jìn)行不同鮮味物質(zhì)間的含量對比。而定量檢測中的常用方法多需使用昂貴的大型儀器,對于不同種鮮味物質(zhì)的檢測方法有所差異,導(dǎo)致檢測時間較長。而現(xiàn)如今較為新穎的電化學(xué)及生物傳感器檢測方法既準(zhǔn)確又省時,檢測不同鮮味物質(zhì)的電化學(xué)和生物傳感器可以組成傳感器矩陣,能夠?qū)Ω鞣N鮮味物質(zhì)進(jìn)行同時、快速、準(zhǔn)確檢測,這也是如今鮮味檢測領(lǐng)域亟需拓展的一個熱門領(lǐng)域和發(fā)展方向。