浓厚感物质的研究进展

曾 贞，江 洪

（华中农业大学理学院，湖北 武汉 430070）

浓厚感物质的研究进展

曾 贞，江 洪*

（华中农业大学理学院，湖北 武汉 430070）

本文综述了浓厚感（kokumi）物质的核心内涵及其发现历程，介绍了浓厚感的两种评定方法，即基于对酸、甜、苦、咸、鲜五味影响的感官评定法和基于钙敏感受体法的荧光检测方法；并总结了近年来已被发现的浓厚感物质。目前发现浓厚感物质主要有两种方法，一是从天然食品中分离提取；另一方法则是通过人工合成筛选。现已发现的浓厚感物质主要有取代氨基酸类、低聚肽类、取代吡啶类等，虽然浓厚感物质的结构丰富多彩，但现已发现的浓厚感物质主要还是肽类物质。

浓厚感物质；调料品；检测方法；肽类物质

谈及味觉口感，人们脑海中首先反映出来的就是酸、甜、苦、咸、鲜这5 种传统味觉。其中，鲜味虽然在1908年就由日本池田教授提出，但直到1985年才在夏威夷首个鲜味国际讨论会中被承认是一种基本味觉[1-2]，国外研究者称之为umami味，准确译为“令人感到愉快且美味可口的味道”，在国内我们把它翻译成鲜味。

“民以食为天，食以味为先”。随着食品工业的迅速发展和人们生活水平的提高，人们对美味的追求也在逐渐提高，越来越多的人追求的美味不仅仅是某种单一如酸、甜、苦或咸的味觉感受，而更多考虑的是使人愉快、有幸福感的味道。因此，鲜味和浓厚感（kokumi）就应运而生。

目前，对于食品浓厚感的研究已成为味觉研究的一个热点，本文对这方面的研究进行总结，主要从浓厚感的概念、浓厚感物质的检测方法和浓厚感物质的种类以及浓厚感物质的研究前景与展望等方面对其进行综述，旨在让更多的浓厚感物质被研发出来并运用于食品中，以满足人们对美味的追求。

1 浓厚感的概念

浓厚感是指在五原味即酸、甜、苦、咸、鲜的基础上，通过特殊的反应和调理方式，提高后味呈味组分，使食品产生整体味感、增加味的持续性和延渗性，使人深感味的厚度和广度[3]；其最先是由日本科学家提出来并命名的[3-4]。浓厚感是人类对大自然美味的又一次重大发现，它是一个新的食品基本风味描述词汇，是继传统五原味后的第6种味道。

浓厚感是不能用传统的5 种基本味道进行表示的味道，其被形容成是一种令人愉快，产生幸福感的美味（不同于鲜味）。浓厚感具有浓厚、扩展、持久、集中等味道；其不仅可以增强5 种基本味道的强度，而且还能够增强基本味道的边缘味道或外围味道，使产生充盈感、持续的延绵感、醇厚感、满口感和圆润平衡的协调感等[3-4]。

2 浓厚感的检测方法

浓厚感是食品美味之一，有些食品在经过特殊加工过程后会产生浓厚感如洋葱油炸或水煮等[4-5]；但大多数食品则需要加入浓厚感调味品使其产生浓厚感。因此，研究与探寻浓厚感物质就成了人们关注的焦点；而浓厚感的判断与检测方法是其研究的必要手段。目前，关于浓厚感的检测方法主要有感官评定法和钙敏感受体（calcium sensing receptor，CaSR）法。

2.1 感官评定法

感官评定法是建立在人的感官感觉如味觉、触觉、视觉、嗅觉和听觉基础上的统计分析方法[6]。它是一门综合学科，在食品理化分析基础上，集人体生理学、心理学、食品科学和统计学为一体的一门科学，随着科学技术的发展和进步，感官评定法在食品中的应用也越来越广泛。

感官评定法是味觉测试中比较常见的一种方法，关于其在浓厚感物质检测方面的运用则是由日本科学家Ueda等[4-5,7]最先提出的。随后，Shah[8]、王蓓[9]、刘建彬[10]和Toelstede[11]等在进行浓厚感物质研究时，对Ueda等提出浓厚感的感官评定方法进行了改进和完善。其具体过程大体如下：首先是感官鉴评训练，配制一系列代表甜、酸、苦、咸、鲜和浓厚感的基础溶液，通过让感官鉴评人员尝试这些基础溶液，使得感官鉴评人员对甜、酸、苦、咸、鲜以及浓厚感（复杂口感、满口感、持续口感等）具有较好的认识，能够很好地用描述性语言将其表达出来。然后进行鉴评实验，将待评定的物质加入到基础溶液或食品体系中，配制成不同浓度的待评定物质的溶液；通过鉴评人员尝试，将其与不同浓度的基础溶液或空白溶液进行比较，采用评分法，依据0～10分表示味觉强度从没有检出到非常强烈，从甜、酸、苦、咸、鲜以及浓厚感（复杂口感、满口感、持续口感等）等方面对其进行打分。最后，对不同鉴评人员尝试相同溶液得到的数据用概率统计方法进行分析。其中，为了保证鉴评人员安全且高效率鉴评，所有鉴评采用啜食技术[11]，即待尝试的溶液在口中旋转鉴评而不咽下，且每个样品和样品鉴评之间都使用清水进行漱口。

2.2 CaSR法

CaSR是一种存在于细胞膜上的G蛋白偶联受体，是由1 078 个氨基酸组成的蛋白质，可用于识别细胞外钙离子浓度微小改变并发生的反应[12-13]；它对维持机体中钙离子浓度平衡即钙稳态起到至关重要的作用[13]。CaSR不仅在参与钙代谢组织中均有表达，如甲状旁腺和肾脏等，而且也广泛表达在其他器官组织中，如中枢和周围神经系统、肝脏、心脏、肺、胰腺、骨髓、皮肤和小肠等；这就表明许多生物功能均是与CaSR有关的[14-16]。因此，CaSR已被应用于许多领域，并成为治疗许多疾病的新靶点[13]。

Bystrova[17]和San Gabriel[18]等报道CaSR还能够在小鼠味觉细胞中表达，这就意味着CaSR在味觉细胞生物学研究方面具有较大的应用前景。而Ninomiya等[19]发现小鼠的味觉传入神经纤维能够响应Ca2+和Mg2+；McCaughey 等[20]研究了钙与味觉之间的关系，发现钙离子的减少可以增加适口感。这些都说明了在味觉细胞中存在着钙离子传导机制，也使得CaSR被应用到味觉检测中。

Ohsu等[15]首次用CaSR法检测物质的浓厚感，发现许多CaSR激动剂如谷胱甘肽、乳酸钙等都具有增强甜味、咸味和鲜味的浓厚感；但是这些可以使食品具有浓厚感效果的物质本身通常是没有味道的；Maruyama等[16]也进行了类似的研究，发现部分CaSR激动剂本身就是浓厚感物质。随后，利用CaSR法检测浓厚感物质被越来越多的科学家所应用[21-23]。

目前，主要是用HEK 293细胞和卵母细胞进行CaSR活性测定，从而达到检测浓厚感的目的[15-16]。用HEK 293细胞测定CaSR活性即浓厚感的具体方法如下：首先，利用反转录聚合酶链式反应扩增技术（reverse transcriptase polymerase chain reaction，RT-PCR）将人体内的完整的CaSR互补DNA（cDNA）分离出来，并进行序列确认。其次，将人体内的CaSR的cDNA连入到表达载体pcDNA3.1上，然后再转染到HEK 293细胞中。最后，将转染后的HEK 293细胞先用加入待测样品的培养基进行培养，再用钙离子染料或者钙指示剂进行显色，通过荧光强度来检测用待测样品培养后的HEK 293细胞上的CaSR活性。而卵母细胞测定CaSR活性的方法则是把人体内的CaSR的cDNA微注射到卵母细胞中后，再用加入待测样品的培养基进行培养，利用钙离子能够激活卵母细胞内存在的钙离子依赖氯离子通道而产生的电流来进行测定的。

CaSR法检测物质的浓厚感，主要是检测CaSR激动剂[24]。CaSR激动剂是一种微小的有机分子物，对CaSR产生变构激活作用；它能通过细胞外钙离子而降低此受体活化的阈值，因而有可能产生美好的口感[20,25]；但并不是所有的CaSR激动剂都是浓厚感物质[15-16]，因此，CaSR法检测物质的浓厚感只是对待检测物质的初步筛选，最终还是需要用感官评定法进行再次筛选的。使用CaSR法进行浓厚感物质的初选，可以缩小人工筛选范围、降低成本；目前感官评定法与CaSR法共同使用检测浓厚感已成为当今筛选浓厚感物质的一大趋势[26]。

3 浓厚感物质的种类

随着人们对浓厚感调味品的需求不断提高，一些浓厚感物质被发现并开发出来。目前，研究比较多的浓厚感物质主要有两大类，一类是从天然食品中分离提取出来的；另一类则是通过人工合成后筛选出来。

3.1 食品中分离的浓厚感物质

3.1.1 氨基酸及肽类浓厚感物质

1978年，Yamasaki等[27]利用木瓜蛋白酶水解牛肉后，经分离纯化得到能增强肉味的风味物质，其结构为赖氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-谷氨酸-谷氨酸-丝氨酸-亮氨酸-丙氨酸，由于当时还没有提出kokumi（浓厚感）这一基本味道，因此Yamasaki将之称为美味增强肽；这也是最早报道的kokumi类呈味肽。

1990年，Ueda等[4-5]发现水煮大蒜能够产生浓厚感物质，通过分离鉴定，发现这些浓厚感物质主要是含硫化合物如蒜氨酸、S-甲基-L-半胱氨酸亚砜和γ-L-谷酰基-S-烯丙基-L-半胱氨酸等。随后，他们发现洋葱中也含有浓厚感物质，经分离鉴定，其主要成分是反-S-丙烯基-L-半胱氨酸亚砜和γ-L-谷酰基-S-丙烯基-L-半胱氨酸亚砜。George等[28]也做过类似的研究，发现一些含有半胱氨酸的多肽具有增强浓厚感的效果，其中效果比较明显的物质是三肽γ-L-谷酰基-L-半胱酰基-L-半胱氨酸亚砜、γ-L-谷酰基-(E)-S-丙烯基-L-半胱酰基-S-丙烯基-L-亚砜和四肽γ-L-谷酰基-L-半胱酰基-γ-L-谷酰基-L-半胱氨酸。

1997年，Ueda等[7]将γ-L-谷酰基-L-半胱酰基甘氨酸（谷胱甘肽）加入到谷氨酸钠（味精）水溶液中，发现谷胱甘肽能够增加味精水溶液的延绵感、醇厚感和满口感，且其效果非常明显。目前，谷胱甘肽已经作为一种食品添加剂应用于食品中[29-30]，谷胱甘肽也是常用的食品抗氧化剂[31-32]。

Toelstede等[11]发现Gouda奶酪中存在着一些浓厚感物质，且奶酪熟化时间越长其浓厚感物质越多；经高效液相色谱与二级质谱联用技术分析鉴定，发现引起奶酪品尝满口感、味觉复杂感和延绵感的主要原因是其在成熟过程中部分蛋白酶和肽酶水解得到的一些呈味肽组分如γ-谷酰基-谷氨酸、γ-谷酰基-甘氨酸、γ-谷酰基-谷氨酰胺、γ-谷酰基-蛋氨酸、γ-谷酰基-亮氨酸和γ-谷酰基-组氨酸的缘故。

王蓓[9]对乳蛋白酶解产物呈味肽序列进行了研究，用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱分析鉴定得到主要由8～9 个氨基酸残基组成的肽链，其中大部分肽链来自于酪蛋白的酶解产物，并且鉴定得到肽链序列中谷氨酸和半胱氨酸的含量较高。随后，Kuroda等[33-34]首次报道了在食品如扇贝和大豆酱油中存在γ-谷酰基-缬酰基-甘氨酸三肽，通过感官评定发现其是一种kokumi滋味的物质。Dunkel等[35]对豆类和奶酪中多肽与kokumi滋味相关性进行了研究，结果表明，具有浓厚感效果的多肽大多数都含有谷酰基-谷氨酸或谷酰基-天冬氨酸等二肽结构。

2010年，Ohsu等[15]在研究CaSR与人体味觉之间的关系时，发现许多CaSR激动剂是浓厚感物质，如含有γ-谷酰基的多肽、鱼精蛋白、聚赖氨酸和组氨酸等。Maruyama等[16]也做过类似的研究。随后，日本味之素株氏会社[26]利用CaSR检测法发现一系列的赋予kokumi的作用剂γ-谷酰基-X-甘氨酸（X代表除半胱氨酸之外的氨基酸或氨基酸衍生物）；他们还发现含有糖链的多肽即糖肽也有显著的浓厚感效果，并且研究了不同的糖肽对不同食品的味道的改善效果[36]。

2014年，Koo等[37]用风味酶和复合蛋白酶水解小麦面筋后，发现有浓厚感效果的物质生成，但对其结构的确定还需进一步研究。刘建彬等[10]对酵母抽提物进行浓厚感滋味活性的评价时，发现酵母抽提物能够增加鸡汤-氯化钠等溶液的复杂口感及持续的满口感的kokumi效果，且认为分子质量＜1 000 u的寡肽是主要滋味物质，但对其没有进行进一步分离鉴定。

3.1.2 非肽类浓厚感物质

2010年，Andreas等[38]在热处理鳄梨的过程中，发现了一些具有增强浓厚感效果的物质；通过半制备反相高效液相色谱分离，得到了10 种浓厚感物质，分别是1,2,4-三羟基十七烷基-16-炔、1,2,4-三羟基十七烷基-16-烯、1-乙酰氧基-2,4-二羟基十七烷基-16-炔、1-乙酰氧基-2-羟基-4-氧代十七烷基-16-烯、1-乙酰氧基-2,4-二羟基十七烷基-16-烯、1-乙酰氧基-2-羟基-4-氧代十七烷、1-乙酰氧基-2-羟基-4-氧代十八烷-12-烯、(Z,Z,Z)-1-乙酰氧基-2-羟基-4-氧代二十一烷基-5,12,15-三烯、(Z,Z)-1-乙酰氧基-2,4-二羟二十一烷基-12,15-二烯和(Z,Z)-1-乙酰氧基-2-羟基-4-氧代二十一烷基-12,15-二烯。同年，Shah等[8]对干青鱼片中的水溶性提取物进行浓厚感检测实验，发现在日本面汤中加入这些水溶性提取物后可以增加面汤的醇厚感、满口感和延绵感；随后经过蒸馏提纯，鉴定出能增强浓厚感效果的物质是肌酸和肌酸酐。

3.2 人工合成的浓厚感物质

3.2.1 氨基酸类浓厚感物质

2014年，Yang Xiaogen等[39]用甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、戊酰基和己酰基修饰天然氨基酸的α-氨基，合成除N-乙酰基甘氨酸以外的各种N-烷酰基氨基酸，并用这些物质进行了咸、鲜、香、酸和浓厚感的测试；发现N-烷酰基氨基酸添加到食品中后可以增加食品的浓厚感效果，如N-乙酰基谷氨酸加入到奶酪酱、奶油奶酪和香草酸奶等食品中可以增加食品的浓厚感，使得食品口感圆润平滑，且持续时间长。而van de Mortel等[40]对N-乙酰基-L-丝氨酸的毒性进行了研究，发现其几乎无毒，这说明作为人工合成的浓厚感物质N-乙酰基-L-丝氨酸有应用于食品中的潜力。

3.2.2 其他浓厚感物质

2011年，瑞士芬美意公司人工合成了一系列的2-烷基吡啶类化合物，其中烷基为C6～C10烷基或链烯基；并将其进行了味觉活性实验，发现它们能够作为口味的赋予剂或增强剂，使食品产生或提高浓厚感或鲜味。同时还发现当将2-己基吡啶和2-庚基吡啶混合加入到食品中时，其浓厚感效果最为明显[41]。

相对于食品中分离的浓厚感物质而言，人工合成浓厚感物质较少。究其原因主要有以下几点：一是人工合成浓厚感物质的研究具有一定的盲目性，相对于天然食品中的浓厚感物质而言，其筛选成本大；二是人工合成的浓厚感物质在筛选出来后，不像食品中天然存在的浓厚感物质可以直接添加到食品中，它需要大量的毒性实验确证其无毒或毒性小后才能生产应用，因而其运作周期长。但人工合成的浓厚感物质只要开发出来，其分离过程简单，更适合于产业化。

4 结 语

随着全球经济的迅速发展，人们物质生活水平的逐渐提高，人们对食品的要求也已经从过去的“吃得饱”向“吃得好”转变。浓厚感物质的出现，不仅满足了人们对美味食品的追求，而且利用浓厚感物质对基本味的增强效果，可以使食物在低盐低糖的条件下也能够保持美味，从而使人们吃得更健康。因此，开发生产浓厚感物质的市场前景是十分广阔的。

国外对于浓厚感物质的研究已有几十年，其研究模式是值得我们借鉴的，从我国特有的食品体系中筛选出新的浓厚感物质，进而加快我国浓厚感物质的研发是一个值得进一步深入研究的课题。

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Recent Advances in Kokumi Substances

ZENG Zhen, JIANG Hong*
(College of Science, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China)

The concept and history of kokumi, the detection methods of novel kokumi substances, namely sensory evaluation and calcium-sensing receptor assay, and the chemical structure of known kokumi substances are reviewed in this paper. There are two major pathways for exploring novel kokumi substances: by separation and extraction from food materials and by chemical synthesis and subsequent screening. The known kokumi substances mainly include amino acid derivatives, oligopeptides and substituted pyridine.

kokumi substance; fl avor enhancer; detection method; peptide

TS202.3

A

1002-6630（2015）19-0297-05

10.7506/spkx1002-6630-201519054

2014-12-23

曾贞（1988-），女，助理工程师，硕士，主要从事有机合成以及食品化学研究。E-mail：zengzhen.1988@163.com

*通信作者：江洪（1968-），男，教授，博士，主要从事有机合成以及食品化学研究。E-mail：jianghong0066@126.com