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综述:甜味的分子基础与检测技术
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月09日 来源:Food Research International 7.0
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(编辑推荐)本综述系统梳理了甜味感知机制(TAS1R2/TAS1R3受体)、甜味剂分子结构特征(氢键/疏水作用)及检测技术(如GL1传感器),为新型甜味剂开发与食品工业应用提供理论支撑,兼具科学价值与产业化意义。
甜味研究长期受限于其跨学科特性,从184年约翰内斯·缪勒提出的"特殊神经能量学说"到现代发现甜味受体TAS1R2/TAS1R3异源二聚体,揭示了甜味分子通过激活G蛋白偶联受体(GPCR)通路产生神经信号的机制。关键结构特征包括AH-B-X系统(氢键供体-受体-疏水基团),这一理论解释了从蔗糖到阿斯巴甜等多元结构的甜味活性。
甜味剂可分为天然(如甜菊糖苷)、合成(如三氯蔗糖)和肽类(如纽甜)三大类。理想甜味剂需满足低热量、高甜度(如纽甜甜度达蔗糖8000-13000倍)及安全性。分子对接研究表明,TAS1R2的Venus flytrap结构域通过变构效应识别不同甜味分子,而疏水口袋深度直接影响甜味持续时间。
以20℃蔗糖溶液为基准(甜度1.0),现代检测手段已从人工感官评价转向GL1生物传感器和电子舌系统。GL1传感器通过模拟人类味觉细胞表达T1R2/T1R3受体,可量化检测纳摩尔级甜味分子,其检测限较传统HPLC-ELSD法提升两个数量级。新兴的纳米材料传感器(如石墨烯场效应管)可实现实时多重甜度分析。
在肥胖防控领域,甜味剂通过调控瘦素(leptin)信号通路影响饱腹感,但需注意代糖可能引发的"甜味-热量"认知失调。食品工业中,甜味分子设计正从单一甜度优化转向"甜味轮廓"调控,如添加神秘果蛋白(miraculin)可实现pH依赖性甜味修饰。未来研究将聚焦于受体-分子动态相互作用的全原子模拟及个性化甜味解决方案开发。
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