综述:解读口腔-风味轴:从基本机制到精准调控,以提升风味感知

《Journal of Future Foods》:Decoding the Oral-Flavor Axis: From Fundamental Mechanisms to Precision Modulation for Enhancing Flavor Perception

【字体: 时间:2025年11月16日 来源:Journal of Future Foods 7.2

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  口腔生态系统(OE)作为食物成分与宿主生理相互作用的界面,通过唾液介导的风味释放、微生物群驱动的生物转化及动态反馈调节影响味觉感知。本文提出OE分层框架(唾液分泌、微生物代谢、双向调控),揭示其通过离子交换、酶促反应及代谢产物调控味觉敏感性的机制,并论证多组学整合与机器学习算法在个性化OE调控中的潜力,为精准风味增强食品开发提供理论支撑。

  口腔生态系统(OE)是食品成分与宿主生理相互作用的关键界面,其在塑造味觉感知方面发挥着重要作用。尽管OE在食品口感和风味感知中的角色已被广泛认识,但其动态调节机制仍存在诸多未解之谜。本研究通过系统综述的方式,探讨了OE与味觉感知之间的复杂关系,并提出了未来个性化OE调控的潜在策略。

OE由口腔分泌物和微生物群落共同构成,两者协同作用以维持口腔内环境的稳定。其中,唾液在食品溶解、运输和味觉感知中扮演着至关重要的角色。唾液中含有丰富的电解质,如钠、钾和氯离子,这些离子不仅参与味觉信号的传导,还通过改变口腔环境的离子浓度,间接影响味觉感知。此外,唾液中的酶类物质,如α-淀粉酶和蛋白酶,能够催化食品成分的转化,进而影响味觉体验。例如,α-淀粉酶可以将淀粉分解为麦芽糖和葡萄糖,从而增强甜味感知。唾液中的蛋白酶则通过改变钠相关化合物的结构和生物可利用性,进一步调节咸味感知。

除了唾液,口腔黏液也在味觉感知中发挥着重要作用。黏液主要由水、黏蛋白、无机盐和酶组成,具有高度的黏性和润滑性。黏蛋白通过氢键、疏水作用和范德华力与风味分子结合,从而增强味觉感知。此外,黏液的缓冲能力有助于维持口腔pH值的稳定,保护味觉受体的功能,进而间接支持味觉感知。然而,目前对黏液在味觉感知中的作用机制仍处于初步探索阶段,其分子层面的相互作用以及与其它唾液成分的协同效应仍有待深入研究。

口腔微生物群落作为OE的另一核心组成部分,通过多种途径影响味觉感知。这些微生物不仅参与食品成分的代谢,还通过改变口腔pH值、形成生物膜以及直接与味觉受体相互作用,影响风味物质的释放和感知。例如,某些细菌如*Prevotella*和*Bifidobacterium*可能通过调节乳酸代谢,影响味觉敏感性;而*Streptococcus mutans*则通过代谢蔗糖产生酸性代谢产物,降低味觉敏感性。此外,研究发现*Actinomyces*和*Cardiobacterium*可能通过分解碳水化合物,增强苦味感知。同时,*Lactobacilli*通过产生有机酸,如乳酸、乙酸和丙酸,可能在老年人中引发对酸味的适应性反应,从而降低酸味感知能力。

OE的调控涉及复杂的相互作用网络,包括唾液与微生物之间的动态反馈机制。唾液的分泌量和流速直接影响风味物质的溶解和传输效率,而微生物群落的组成则决定了风味物质的转化和代谢路径。例如,低pH值可能增强酸味的感知,而中性pH值则更有利于甜味的感知。此外,微生物代谢产生的短链脂肪酸(SCFAs)和挥发性硫化物(VSCs)等物质,能够影响风味感知的复杂性。因此,理解OE的动态平衡及其与味觉感知的相互作用,对于开发具有增强感官体验的未来食品至关重要。

近年来,自然活性成分被广泛研究用于OE的调控,以改善口腔健康并增强味觉感知。例如,多酚类物质具有抗氧化、抗炎和抗菌作用,能够通过调节微生物群落平衡,减少口腔疾病的发生。同时,多酚还能刺激唾液分泌,优化唾液成分,从而提高味觉信号的传导效率。此外,多糖类物质也显示出对OE的积极影响,能够通过调节唾液蛋白组成和抑制病原菌代谢,间接改善味觉感知。膳食纤维则通过机械刺激和生化调节作用,促进唾液分泌,维持口腔pH值的稳定,并有助于微生物群落的平衡。

除了天然活性成分,饮食调控也是影响OE的重要因素。合理控制糖分摄入可以减少龋齿风险,维持口腔微生物群落的稳定。限制酸性食物的摄入有助于保持口腔酸碱平衡,减少牙釉质的脱矿作用。增加富含多酚、纤维和营养物质的水果和蔬菜摄入,可以刺激唾液分泌,改善味觉敏感性。此外,通过摄入益生菌,可以优化口腔微生物群落的组成,从而改善味觉感知和口腔健康。

未来,OE的研究将更加注重多组学分析与机器学习算法的结合,以实现对个体化OE调控的深入探索。通过整合微生物组、代谢组和转录组等多维度数据,可以更全面地理解OE的功能机制。同时,机器学习模型能够帮助识别关键的调控因子,预测不同干预措施对OE的影响,并指导个性化食品的开发。这些技术的应用将为OE研究提供新的视角,推动功能性食品和个性化味觉增强策略的发展。

总之,OE是一个动态且复杂的系统,其组成和功能的相互作用对味觉感知具有深远影响。通过深入研究OE的调控机制,结合自然活性成分和饮食干预策略,有望开发出能够提升感官体验的新型食品。未来的研究应进一步探索OE的分子机制,结合多组学和人工智能技术,为个性化味觉调控提供科学依据。这不仅有助于改善口腔健康,还可能为食品工业带来革命性的创新,推动具有增强感官体验的食品设计。
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