分子感官科学技术在调味品上的应用研究进展

叶丹，王传明，刘鹏，王奇，尹洪

(四川天味食品集团股份有限公司，成都 610200)

1 概述

食品风味是评价食品质量的重要指标之一，它直接影响到产品品质、价值及消费者的可接受度。人们早期通过感觉器官(眼睛、鼻腔、口腔等)及一些感官评价技术对食品的色、香、味、形等方面进行评定和描述，但只能简单阐明食品风味的品质特征和强度。后来开始结合分子感官科学技术对食品的滋味、气味等进行分析，通过利用客观真实的数据，对食品的感官质量进行全面的综合性的评定，这些对食品感官性状的分析技术已经逐渐发展为食品科学一个重要的分支领域[1]。而分子感官科学是近几年研究的一个热点，它是在分子水平上研究食品感官品质的多学科交叉综合技术，在2007年由德国Peter Schieberle 教授首次提出[2-3]。分子感官科学主要是以气质联用(GC-MS，gas chromatography-mass spectrometry)、液相色谱-串联质谱(LC/MS，liquid chromatography-tandem mass spectrometry)和气相色谱-嗅闻(GC-O，gas chromatography-olfactometry)、核磁共振(NMR，nuclear magnetic resonance technology)等检测分析手段为基础，结合味道剖面分析(TPA，taste profile analysis)、香气提取物稀释分析法(AEDA，aroma extract dilution analysis)、滋味稀释分析(TDA，taste dilution analysis)和味道重组实验(TRE，taste recombination experiment)等感官评价技术，从分子水平上定性、定量描述风味，从而确定食品中风味的组成，更加客观地评价食品的风味品质，这对企业在质量控制、产品研发、定位和评估等方面有着重要的意义[4-5]。

调味品是人们日常生活佐餐的必需品，它不仅具有基础调味作用，还可改善菜肴的色、香、味。它的风味物质在味道中起着关键作用，是产品品质及可接受性的关键因素，其中挥发性风味物质影响着调味品的气味，大部分的非挥发性风味物质对调味品的滋味起关键作用，因此，调味品的风味评价变得尤为重要。目前分子感官科学技术是对食品风味进行分析评价的主要手段，且各种分子感官科学技术也越发成熟。由于调味品的风味是一个复杂的体系，特别是复合调味品类的风味物质可达数百种[6-8]，分子感官科学技术在调味品中的应用研究相对其他食品还较少。因此，本文旨在通过对分子感官科学技术在调味品中的应用研究现状进行介绍，使更多人了解到分子感官科学技术，并在今后研究中能够便捷应用分子感官科学技术，对调味品中关键气味及滋味活性物质进行分析鉴定及拟合，在分子的水平上对产品进行改进及风味预期，从而开发出满足消费者需求的调味品。

2 分子感官科学技术在调味品关键气味活性化合物中的研究应用

食物中挥发性气味物质的种类繁多，但仅有少部分的气味物质会赋予此类食物特征香气，我们称这部分气味化合物为关键气味活性化合物[9]。关于分子感官科学技术在调味品气味活性物质上的分析研究最早的是国外风味化学家Schieberle[10]，他应用 GC-O、AEDA、SIDA等技术对日本龟甲万酱油中的活性气味物质进行分离提取、定性定量分析，然后结合描述性分析进行香气复合，建立酱油香气模型，并分析酱油加热前后活性风味物质的变化；Marrufo-Curtido等[11]采用搅拌棒吸附萃取(SBSE，stir bar sorptive extraction)联合GC-MS技术对26种不同地理标志性保护的优质食醋(摩德纳传统香醋、摩德纳香醋、雪利醋等)的挥发性成分进行了定性分析，鉴别出113种挥发性化合物，包括短链酯、酸、乙酸和醇、酚、内酯以及苯和呋喃等不同化合物，并鉴定出39种未报道的气味活性物质；随着分子感官科学技术应用的推广，国内也开始利用分子感官技术对我国传统食品的香味物质进行深入研究。张玉玉[12]采用蒸馏萃取(SDE)和固相微萃取(SPME)提取面酱挥发性成分，再利用GC-MS、GC-O、AEDA检测技术对甜面酱进行了定性定量分析，确定了市售传统甜面酱的活性气味化合物，主要包括有乙酸、异戊醛、糠醛、一甲硫基丙醛、二甲基三硫醚、四甲基吡嗦、异戊酸等，其中糠醛在麦酱和馒头酱中的含量都比较高，超过20 μg/g，同时也利用GC-O分析比较不同原料制得的面酱的香气特点。罗静等[13]利用SPME联合GC-MS技术对5个不同发酵阶段的郫县豆瓣的挥发性风味物质进行分析鉴定，揭示这些气味活性成分与产品呈香的关系，研究结果显示：有9个类别的郫县豆瓣中挥发性风味物质超过140种，且不同发酵阶段郫县豆瓣的挥发性呈香物质呈现不同趋势的增加和消减。

3 分子感官科学技术在调味品滋味活性化合物中的研究应用

滋味是食品风味的重要组成部分，与香气一起影响消费者对产品的接受度。近几年研究者们利用分子感官科学技术着重对食品中鲜味、甜味、苦味、咸味、浓厚味等进行研究，而鲜味与浓厚味是调味品滋味物质的研究热点。TDA是初期食品滋味活性物质分析研究的常用方法，它是由Hofmann等[14]在鉴定食品中的苦味物质中建立的，此方法主要是利用人的舌头检测，再结合仪器分析，对食品的滋味强度迚行标度评级，筛选出食物中的主要滋味活性物质；在TDA的基础上，Ottinger等[15]在研究美拉德反应中甜味增强剂时又建立了比较滋味稀释分析(comparative taste dilution analysis, CTDA)，测定不同的浓度A/B部分的TD值，通过比较分析判定它对甜味是否具有增强作用；Seung-Ho Kim等[16]利用滋味稀释分析法分析大酱滋味化合物及其贡献率，研究结果表明咸味贡献率最高，其次是鲜味，还有淡淡的酸味、甜味和苦味，提出鲜味可能与鲜味肽(含有谷氨酸残基或(和)天冬氨酸残基等)有直接的关联，与特定的味道化合物NaCl和KCl也可能存在关联性，并在后期也都得到证实；Yamamoto S等[17]利用LC/MS/MS技术分离检测到酱油中的二肽高达237个，并通过GC-MS对这些二肽进行定量分析，首次研究了不同酱油中呈味肽与口味差异之间的相关性。研究表明，酱油的鲜味不仅与谷氨酸和天冬氨酸等鲜味氨基酸相关，小分子肽类对酱油鲜味也有重要的贡献率，为进一步研究二肽与呈味关系提供了参考信息。Kuroda M等[18]利用LC/MS/MS技术测定了6个不同国家鱼露中浓厚感肽γ-Glu-Val-Gly的含量，范围在0.04～1.26 mg/dL之间，表明 γ-Glu-Val-Gly在鱼露这种调味品中应用广泛。通过对不同国家鱼露含量进行对比，发现不同国家鱼露的厚感强度不同可能受鱼类种类、加工中的发酵条件、微生物等差异的影响。刘建彬等[19]对3种不同酵母抽提物(yeast extract，YE)的滋味进行了评价和描述，通过超滤、凝胶层析对YE的滋味组分进行了分离，然后利用HPLC技术对3种YE的组分进行了测定分析，研究结果显示：YE中小于1000 U分子量的寡肽含量较高(约70%)，成功鉴定出了YE的主要滋味物质。同时通过建立模型的反馈感官鉴定试验得出，当YE浓度分别达到0.25，0.05 g/L时开始体现出增鲜效果，这对YE在调味品中增鲜及增浓厚味作用有重要的意义。此外，除了气相色谱、液相色谱及气/液相色谱-质谱联用等分析手段外，NMR技术是近几年在滋味分析中新兴的技术，由于它对样品无前处理要求，能够迅速、准确对样品进行分析检测，目前NMR技术可以测定10000多种化合物的分子结构，对于比较复杂或互为同分异构体但滋味活性相差很大的滋味化合物，能够进行精确的定性定量分析；在调味品方面研究应用相对较少，主要集中于酱油、醋类产品。Kamal G M等[20]利用NMR技术对同类型的酱油成分进行分析比较，可以精确检测出酱油中的滋味活性物质谷氨酸，并发现谷氨酸、蔗糖和葡萄糖是酱油最显著的代谢物。李爱平等[21]利用NMR技术对食醋的氨基酸、有机酸等鲜味及酸味物质进行分析检测，通过偏最小二乘法判别分析鉴定不同食醋之间的化学物质差异，并利用NMR技术与氨基酸分析技术对食醋中的氨基酸进行分析，结果表明核磁分析结果与氨基酸分析仪所得结果一致，这表明NMR技术不仅能快速分析检测样品中的化学成分，亦可对样品中的活性滋味物质快速进行定性定量分析，为调味品的风味分析及质量评估提供一种可靠、简单的方法。

4 展望

随着分子感官科学技术的发展, 该技术已经越来越多地应用于调味品的风味品质研究中，它从分子水平上解释并研究调味品的风味，为系统地研究调味品风味的形成、工艺优化、产品的质量控制、产品创新、消费嗜好等食品科学和消费科学等基本问题提供了数据基础。但分子感官科学技术本身的局限性, 也直接影响了该技术在调味品风味上的应用，特别是复合调味品。因为它是由多种调味品、香辛料等复合而成，其风味组成复杂，特征风味物质定性定量分析难度增加。目前我国调味品普遍存在底味不足，口感单薄，酸味、甜味、鲜味各自分离不协调，因此应加速推动分子感官科学技术在调味品中的应用，深入研究调味品的风味，开发出满足消费者需求的调味品。

分子感官科学技术在调味品中的应用可以从以下方面实现突破：加强仪器与人体感官结合分析研究，建立完善的调味品风味评价体系，包括专业评价人员训练、检测分析仪器改良创新，保证评价结果的准确性、客观性与一致性；加强分子感官科学技术在调味品特征风味物质形成机制方面的研究，通过对调味品中特征风味物质进行准确有效的定性定量分析，并进一步分析它们的变化规律及确定形成机制，从风味方面对产品进行质量控制；加强分子感官科学技术在区域性特色调味品中的应用研究，建立产品风味并物质指纹图谱数据库，形成数字化评价标准，快速检测并进行真伪鉴定和质量评价，通过建立特色调味品真伪优劣判别的数学模型，以扩大分子感官科学技术的应用范围，为保障食品安全发挥更大的作用。