综述：鲜味物质生物传感器检测的最新进展

这篇综述系统梳理了近12年鲜味物质（umami）检测生物传感器（biosensor）的研究进展，重点介绍了电化学生物传感器（electrochemical biosensor）、电化学发光生物传感器（ECL）和生物电子舌（bioelectronic tongue）等技术的原理与应用，为食品风味评价和安全性监测提供了高效灵敏的替代方案。

　　

Abstract

鲜味作为人类五种基本味觉之一，由日本学者池田菊苗于1908年发现，其核心物质包括谷氨酸（Glu）、天冬氨酸（Asp）和肌苷酸（IMP）等。这些物质不仅影响食品风味特性，还能调节胃肠道功能。传统检测方法如感官评价和高效液相色谱（HPLC）存在主观性强、设备昂贵等缺陷，而生物传感器凭借特异性、高灵敏度和快速分析优势成为新兴解决方案。

鲜味物质分类

鲜味物质广泛存在于海鲜、蘑菇和肉类中，主要分为三类：

1. 氨基酸类：如Glu和Asp，是评价汤类营养品质的关键指标；
2. 核苷酸类：如IMP，作为肉类鲜味增强剂，与Glu存在协同效应；
3. 有机酸衍生物：如琥珀酸，常见于发酵食品。

生物敏感元件

生物传感器的核心是三类识别元件：

• 味蕾组织：直接模拟人体味觉感知，但稳定性差；
• 鲜味受体：如T1R1/T1R3异源二聚体，可实现分子级识别；
• 酶元件：如谷氨酸氧化酶（GluOx），通过催化反应产生电信号。

生物传感器应用

1. 电化学传感器：利用GluOx将Glu转化为α-酮戊二酸，伴随H₂O₂释放产生电流信号，检测限可达0.1 μM；
2. 生物电子舌：整合多通道味觉受体，成功用于酱油和鱼露的鲜味强度分级；
3. 荧光/比色传感器：开发较少，但量子点标记技术显示出潜在优势。

挑战与展望

当前瓶颈包括：

• 复杂食品基质（如高盐酱油）对受体活性的干扰；
• 便携式设备的微型化需求；
• 新型受体如mGluR4在传感器中的适配性探索。未来可通过纳米材料修饰和微流控技术提升性能。

Conclusion

生物传感器在鲜味物质检测中展现出替代传统方法的潜力，其发展需跨学科合作以解决稳定性、抗干扰性等关键问题，为食品工业智能化提供新工具。