综述：天然产物苦味掩蔽的分子工程：从结构-味觉关系到结构驱动的苦味抑制

这篇综述系统阐述了天然产物（NPs）活性成分的苦味抑制策略，创新性地提出基于结构-味觉关系（STRs）的精准掩蔽方案：通过卡拉胶（CG）静电诱导封装生物碱，果胶（PEC）/阿拉伯胶（GA）/黄原胶（XG）调控多酚类溶解性与空间位阻，甜菊苷（STV）胶束化掩蔽皂苷类苦味，为医药/食品领域NPs应用提供AI兼容的解决方案。

　　

天然产物的苦味困局

天然产物（Natural Products, NPs）作为药物、食品和化妆品活性成分的重要来源，其生物活性、安全性和可持续性优势显著。然而约80%的生物活性成分（如生物碱、多酚、皂苷等）具有强烈苦味，直接影响患者用药依从性和食品适口性。研究表明，苦味强度与化合物特定分子结构密切相关——这为结构驱动的苦味抑制策略提供了理论基础。

解码苦味分子的结构密码

不同类别苦味物质的结构-味觉关系（Structure-Taste Relationships, STRs）呈现显著差异：

• 生物碱类（如奎宁）：含氮杂环通过hTAS2R46受体激活产生苦味

• 多酚/黄酮类（如儿茶素）：羟基数量和糖苷键位置决定苦味阈值

• 皂苷类（如人参皂苷）：疏水性三萜骨架与膜受体结合引发持续苦感

基于结构的精准掩蔽策略

静电诱导封装技术

带负电的κ-卡拉胶（κ-Carrageenan, CG）通过静电相互作用捕获质子化生物碱（pH<7时），形成直径200-500nm的纳米复合物。实验证实，0.5% CG可使盐酸小檗碱的苦味强度降低62%，且不影响其肠道吸收效率。

多糖立体屏障体系

果胶（Pectin, PEC）的半乳糖醛酸链通过以下机制抑制多酚苦味：

1. 1.

   增强水溶性：与表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）形成氢键网络

2. 2.

   空间位阻：β-1,4糖苷键构象阻碍苦味受体结合

3. 3.

   静电排斥：羧基化修饰降低化合物膜渗透性

胶束化掩蔽方案

甜菊糖苷（Stevioside, STV）与皂苷类形成混合胶束（CMC 0.15mM），其葡萄糖基向外排列形成"甜味外壳"。动态光散射显示，人参皂苷Rb1与STV（1:2）复合物粒径缩小至18nm，苦味感知降低达75%。

AI赋能的未来方向

机器学习模型（如Random Forest）可预测：

• •

  新型苦味分子的STRs特征

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  最优掩蔽剂组合比例（误差<5%）

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  跨物种味觉受体激活阈值

该策略已成功应用于中药制剂（如黄连解毒汤苦味降低40%）和功能性食品（高含量EGCG茶饮料），相比传统风味修饰技术，具有成分单一、工艺简化、成本降低等优势，为NPs的临床应用扫清了适口性障碍。