甜味剂作为低热量食品和饮料的重要添加剂,近年来得到广泛使用。糖精和醋磺内酯钾(Ace-K)作为典型的人工甜味剂,由于其甜味强但存在固有的苦味后味,导致很多消费者在食用后感到口感不佳。这种苦味后味的存在限制了低热量甜味食品的普及和消费者的接受度。因此,如何有效减轻或消除这些甜味剂的苦味后味,成为了食品科学领域的重要研究课题。人体的味觉识别涉及各种味觉受体,特定的苦味由味觉受体2型(TAS2R)家族中的某些成员感知,尤其是TAS2R31和TAS2R43与糖精及醋磺内酯钾的苦味后味密切相关。最新研究揭示,薄荷类的凉感化合物可以通过抑制这两类苦味受体,从而降低人工甜味剂的苦味感受,为改善口感提供了全新的思路。
薄荷类化合物众多,如(−)-薄荷醇、(+)-薄荷醇和(R)-(-)-芹叶烯酮等,它们不仅独具凉爽感,更在分子层面展现出对苦味受体的调节作用。通过体外细胞实验,科学家采用HEK293T细胞表达特定的苦味受体并结合成像及荧光检测技术,观察薄荷类化合物对TAS2R31和TAS2R43的抑制效果。研究发现,不同薄荷类化合物对这两种受体表现出不同的抑制能力,其中(R)-(-)-芹叶烯酮在低浓度时即表现出极佳的抑制活性,其半最大抑制浓度(IC50)显著低于其他同类化合物。这表明该成分可能成为未来食品配方中改善甜味剂口感的理想添加剂。值得注意的是,这种抑制作用并非源自传统的凉感体验相关的TRPM8通道活性之间简单的联系。实验显示,即使某些化合物具备较强的凉感诱导能力,苦味受体的抑制效果却较弱,而(R)-(-)-芹叶烯酮则具有相对温和的凉感却强效抑制苦味,这种特性对于食品风味设计尤为重要,因为过于明显的凉感并非所有消费者所喜欢。
薄荷类化合物抑制苦味受体的机制,涉及其分子中的单萜烯骨架和羟基或羰基功能基团的协同作用。当这些分子结合到TAS2R31与TAS2R43受体时,可能通过构象改变或竞争结合位点,干扰受体对糖精和醋磺内酯钾的识别与信号传导,从而减弱苦味信号的传递。现有传统抑制剂如GIV3727因合成难度大和成本高昂,难以广泛应用于食品工业中,而糖精虽有抑制效果却带入自身甜味,限制了配方的灵活性。相比之下,天然来源的薄荷类化合物具有低成本、良好的安全性和适中的风味特征,极具商业开发价值。当前,食品开发者可以考虑将这些薄荷类抑制剂与人工甜味剂进行组合调配,以实现苦味减弱同时保持甜味的目标。尤其是(R)-(-)-芹叶烯酮因其低凉感和高抑制活性,成为配方优化的重点方向。
除此之外,研究还表明虽然很多刺激三叉神经的化合物具有调整苦味的作用,但并非所有这类刺激物都能有效作用于苦味受体。比如,辣椒素和1,8-桉叶素对TAS2R31的抑制作用甚微,表明抑制苦味受体的活性更多取决于特定的分子结构而非简单的神经刺激效应。因此,设计新的苦味抑制剂时,分子结构的整体形态、官能团分布及立体构型都需认真考量。未来的研究还需深入解析薄荷类化合物与苦味受体的结合模式,揭示其作用的分子机制,可能借助晶体结构解析、分子模拟与突变体研究,进一步优化抑制活性并降低任何潜在副作用。此外,不同人群的苦味感知存在遗传差异,针对特定人口的个性化甜味剂配方可能成为新的研发热点。随着对味觉受体和味觉调控机制理解的不断深化,利用天然薄荷基抑制剂来改善食品口感的策略将更加成熟和精准。
综上所述,薄荷类凉感化合物对固有人工甜味剂苦味受体具有显著的抑制作用,为缓解糖精和醋磺内酯钾的苦味后味提供了新的解决方案。这不仅有助于提升消费者对低热量甜味食品的接受度,还有望推动健康饮食产品的创新发展。食品科学家和配方师需充分利用这些研究成果,结合市场需求与消费者偏好,设计出更具吸引力和竞争力的甜味食品,促进其在全球范围内的广泛应用和推广。 。
