食品減鹽策略研究進(jìn)展

向芳

(南京旅游職業(yè)學(xué)院 烹飪與營(yíng)養(yǎng)學(xué)院,江蘇 南京,210000)

高血壓已成為全球人口死亡的首要危險(xiǎn)因素。減少食鹽(主要是鈉)的攝入量被認(rèn)為是降低高血壓及心腦血管疾病等慢性非傳染性疾病(non-communicable diseases,NCDs)最有效和最經(jīng)濟(jì)的公共衛(wèi)生策略之一。包括減鹽在內(nèi)的飲食干預(yù)措施的健康投資收益比為1∶12[1]。2013年世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)呼吁成員國(guó)至2025年減少30%的人均食鹽攝入量。目前,全球已有75個(gè)國(guó)家和地區(qū)啟動(dòng)減鹽行動(dòng)。全球減鹽行動(dòng)的普及率僅次于控?zé)?WHO預(yù)測(cè)“公民減少15%的食鹽攝入量,可使23個(gè)高疾病負(fù)擔(dān)國(guó)家在10年內(nèi)減少850萬人死亡”。

據(jù)WHO劃分區(qū)域的人均食鹽攝入量基線評(píng)估顯示,包含中國(guó)、印度在內(nèi)的東亞地區(qū)的人均食鹽攝入量位居前列。中國(guó)人均每日食鹽攝入量約10.5 g/d,是WHO推薦值(5 g/d)的2倍以上,控鹽形勢(shì)十分嚴(yán)峻。與歐美國(guó)家不同,家庭烹飪時(shí)加入的食鹽和醬油等調(diào)味品是以中國(guó)為代表的亞洲國(guó)家居民鈉攝入量的主要來源,加工食品只占少部分。

然而,食品是成分復(fù)雜的混合體系,減少食鹽不僅會(huì)損失咸味甚至風(fēng)味,食品的質(zhì)構(gòu)、貯藏性能都會(huì)受影響[2]。因此,如何在保證食品味道和品質(zhì)的前提下減鹽,實(shí)現(xiàn)“減鹽不減味”成為國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者的研究熱點(diǎn)?；诖吮尘?本文對(duì)人體咸味的感受機(jī)制、食品減鹽策略的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,以期為食品減鹽技術(shù)和低鈉食品開發(fā)研究提供理論依據(jù)。

1 人體咸味感受機(jī)制

人體咸味感受的主要通道是上皮細(xì)胞膜表面鈉通道(epithelial sodium channel,ENaC),ENaC具有選擇性,鈉離子的通過率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鉀離子,屬于電壓門控離子通道。ENaC由3個(gè)亞基組成,分別為α、β和γ,ENaC主要定位表達(dá)在舌前部的菌狀乳頭的味覺感受器細(xì)胞中。然而,味蕾中咸味感知的細(xì)胞和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制仍然迷霧重重[3]。NOMURA等[4]發(fā)現(xiàn)一種以“全電”的方式進(jìn)行,沒有第二信使信號(hào)傳導(dǎo)、沒有細(xì)胞內(nèi)鈣濃度升高現(xiàn)象的咸味感知機(jī)制(圖1)。鈉離子通過ENaC流入細(xì)胞,具有ENaC活性的味覺細(xì)胞子集激發(fā)動(dòng)作電位,由CALHM1 和 CALHM3 組成亞單位(CALHM1/3)大電導(dǎo)離子通道打開,ATP被釋放,順著其濃度梯度向下移動(dòng),最后作用于傳入神經(jīng)纖維上的親離子P2X2/X3 ATP受體,驅(qū)動(dòng)電導(dǎo)神經(jīng)傳遞,傳至大腦皮層感知咸味。

圖1 與Ca2 +無關(guān)的全電子信號(hào)介導(dǎo)的咸味感知[4]

除了ENaC之外,還有很多非選擇型離子通道,諸如瞬時(shí)感受器電位香草酸受體 Ⅰ(transient receptor potential vanilloid subfamily Ⅰ,TRPV Ⅰ)等(圖2),其屬于配體門控離子通道,可以感受Na+、K+、NH3+和Ca2+、咸味肽的咸味。這些陽離子轉(zhuǎn)變的第二信使激活TCR表面的離子通道打開,陽離子流入細(xì)胞內(nèi),刺激Ca2+極化后內(nèi)流細(xì)胞,激發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過神經(jīng)層層傳遞,最后傳至大腦皮層感知咸味[3]。不少鈉鹽的替代物即是利用非選擇性離子通道感知咸味。

圖2 非選擇型離子通道TRPVⅠ

2 減鹽策略

直接減少食鹽被認(rèn)為是最簡(jiǎn)單、最直接的方法,但是食品中的非必要鹽的含量有限,直接減鹽的幅度也有限。AHMED等[5]發(fā)現(xiàn)減鹽會(huì)降低干酪的黏聚性和形變能力,成熟期間脫水收縮率降低,干酪硬度降低,變得更加柔軟易碎。HU等[6]針對(duì)低鈉發(fā)酵食品,對(duì)其風(fēng)味感知和咸味增強(qiáng)策略進(jìn)行綜述,闡述了常見的減鈉策略包括直接隱形還原NaCl、其他氯化物替代鹽、食鹽結(jié)構(gòu)改性等,而低鈉發(fā)酵食品的風(fēng)味補(bǔ)償策略包括氣味引起的咸味增強(qiáng)、發(fā)酵劑和增味劑應(yīng)用、非熱處理技術(shù)應(yīng)用等。目前國(guó)內(nèi)外不少研究試圖尋找食鹽的替代物,也有研究從食品本身結(jié)構(gòu)、鹽的結(jié)構(gòu)、食品加工工藝、人體感官協(xié)同等方向?qū)で蠼鉀Q方案。

2.1 食鹽的替代物

2.1.1 替代鹽類

常用于代替鈉離子的有:鉀、鈣、鎂、銨基,替代鹽主要是這些陽離子的鹽酸鹽、乳酸鹽、檸檬酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽等[7]。風(fēng)味雷達(dá)圖分布分析發(fā)現(xiàn),相比于鈣鹽和鎂鹽,鉀鹽的相似度更高,其中氯化鉀作為替代鹽的市場(chǎng)潛力最大。

目前研究最多的是鹽酸鹽,以氯化鉀居多,不僅因?yàn)槠湫再|(zhì)與食鹽相近,鉀還具有抗高血壓的功效。但過量攝入鉀(>4.7 g/d)會(huì)導(dǎo)致急性毒性,引發(fā)高鉀血癥和心律失常[1]。目前大多研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)氯化鉀替代量大于50%時(shí),咸味會(huì)變淡并出現(xiàn)難以掩蓋的苦澀味和金屬味,因此氯化鉀替代量通常保持在20%～40%。WEN等[8]研究發(fā)現(xiàn)KCl的替代量為30%或20%時(shí),哈爾濱干香腸在發(fā)酵過程中脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化程度顯著降低,源自脂質(zhì)自氧化作用的揮發(fā)性化合物形成受到抑制。VIDAL等[9]利用CaCl2、KCl以及兩者混合物來替代食鹽,CaCl2會(huì)影響牛肉干的感官特性,如出現(xiàn)苦味、纖維化、腐臭氣等,而50%替代量的KCl可能針對(duì)牛肉干減鈉的良好策略。GE等[10]發(fā)現(xiàn)肌原纖維蛋白的氧化特性和熱誘導(dǎo)凝膠性能取決于替代鹽的種類和替代量。其中25% KCl的替代量可獲得肌原纖維蛋白較好的凝膠質(zhì)量。

其他鹽酸鹽有一些不良風(fēng)味,如氯化鎂有澀味和金屬味,氯化銨有魚腥味等。鉀、鈣和鎂等還會(huì)改變組織蛋白酶活性和食品的質(zhì)構(gòu)性能。ZONOUBI等[11]發(fā)現(xiàn)制作Feta干酪,氯化鈉和氯化鈣抑菌效果最強(qiáng),氯化鈣和氯化鎂都會(huì)引起一些風(fēng)味缺陷,而氯化鉀影響相對(duì)較小。ZHANG等[12]研究表明,氯化鈣替代鹽和氯化鎂替代鹽處理的肉制品中殘余組織蛋白酶B的活性分別是食鹽對(duì)照組的1.5倍和1.4倍。

磷酸鹽可以增加肉制品的持水性,顯著降低蒸煮損失并提高感官性能。最常用的是磷酸鉀,替代量約3%,且通常作為復(fù)配鹽的成分之一。

以乳酸鉀和乳酸鈣為代表的乳酸鹽,具有抑菌保質(zhì)作用。乳酸鉀能使減鹽咸牛肉保持感官品質(zhì),如降低蒸煮損失、提高減鹽咸牛肉的持水性等。SCHIVAZAPPA等[13]研究發(fā)現(xiàn)氯化鉀與乳酸鉀的混合鹽替代量為50%時(shí),可保持發(fā)酵香腸的感官品質(zhì)。不少研究發(fā)現(xiàn)非鹽酸鹽對(duì)干腌法制作的干酪風(fēng)味影響最小,其中乳酸鈣可有效減鹽[14]。GORE等[15]發(fā)現(xiàn)75%替代量的乳酸鈣使干腌藍(lán)紋干酪中心的鈉含量降低33%,并改善干酪的營(yíng)養(yǎng)特性。

單鹽都有自身的缺陷,因此替代鹽往往以低劑量的復(fù)配形式出現(xiàn),探索替代鹽之間的復(fù)配比例成為減鹽食品的關(guān)鍵技術(shù)。ZHENG等[16]發(fā)現(xiàn)替代鹽的混合物顯著降低豬肉肌原纖維蛋白凝膠的儲(chǔ)能模量、持水能力和凝膠強(qiáng)度,當(dāng)氯化鉀和氯化鎂總替代量為25%時(shí),豬肉肌原纖維蛋白呈現(xiàn)出致密的孔隙結(jié)構(gòu),改善了低鈉肌原纖維蛋白凝膠產(chǎn)品的功能特性。TIDONA等[17]發(fā)現(xiàn)76%氯化鈉和24%氯化鉀的復(fù)配鹽制作Grana干酪,不僅質(zhì)量損失較低,而且奶酪的品質(zhì)沒有缺陷,對(duì)奶酪的化學(xué)成分、微生物特性和成熟過程均沒有影響。余濤[18]研發(fā)低鈉復(fù)合鹽(氯化鈉50%、氯化鉀36.4%、氯化鈣8%、賴氨酸 5.6%)應(yīng)用于風(fēng)干羊肉,感官評(píng)分無顯著差異,反而嫩度更高,但是揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)相對(duì)含量較低。

2.1.2 咸味肽及咸味增強(qiáng)肽

咸味肽是一種呈咸味的低聚肽,分子質(zhì)量為200～1 500 Da[19]。咸味肽的味感與氨基酸組成、氨基酸性質(zhì)、氨基酸序列和肽的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系密切[20]。目前結(jié)構(gòu)-味道關(guān)系尚不清楚,研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)精氨酸和谷氨酸含量高的肽可以增強(qiáng)咸味,但缺乏有效的咸味增強(qiáng)特性預(yù)測(cè)模型。LE等[21]從咸味受體和咸味轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理、結(jié)構(gòu)-味道關(guān)系、咸味的評(píng)價(jià)、應(yīng)用前景和挑戰(zhàn)等方面對(duì)不同蛋白質(zhì)來源的咸味肽/鹽味增強(qiáng)肽進(jìn)行綜述。

咸味肽不僅能為人體提供必需氨基酸,而且口感更加溫和、刺激性小,增咸的效果比替代鹽類更突出。目前日本已經(jīng)投入生產(chǎn),但價(jià)格約為普通食鹽的50倍。因此,不少研究聚焦于咸味肽的制備、分離純化和鑒定,試圖尋找更為經(jīng)濟(jì)的制備技術(shù)。目前制備咸味肽主要包括酶解和微生物發(fā)酵,一般利用低成本的食品加工副產(chǎn)品作為原料,例如牛骨、豌豆蛋白、魚皮明膠蛋白等,但是要考慮加工出品的穩(wěn)定性。ZHENG等[22]通過超濾、凝膠滲透色譜和制備液相色譜,結(jié)合感官評(píng)定,從FA31酵母中分離出5種咸味肽,鑒定出肽序列為Asp-Asp、Glu-Asp、Asp-Asp-Asp、Ser-Pro-Glu和Phe-Ile。值得注意的是除了咸味,Phe-Ile呈苦味,Asp-Asp呈酸味。

咸味增強(qiáng)肽本身沒有咸味,但可以增強(qiáng)人體的咸味感知。不少研究試圖闡明咸味增強(qiáng)肽的機(jī)理及其與味覺受體的相互作用。XIE等[23]探討菲律賓蛤仔和火腿中鮮味肽的增咸機(jī)制,發(fā)現(xiàn)在中性條件下(pH 6.5),鮮味肽處于負(fù)離子狀態(tài),這可能是鮮味肽能夠與跨膜通道4 (transmembrane channel-like 4,TMC4)受體結(jié)合并增強(qiáng)咸味的主要原因。SHEN等[24]通過實(shí)驗(yàn)和綜合計(jì)算模型,鑒定酵母提取物中新型咸味增強(qiáng)肽PN、NSE、NE和SPE,并且研究其對(duì)TMC4受體蛋白的作用機(jī)制。CHEN等[25]利用超濾、凝膠滲透色譜、離子交換色譜等分離鑒定方法,從中國(guó)商用發(fā)酵豆腐中分離出的4種十肽為主的咸味增強(qiáng)肽,發(fā)現(xiàn)十肽Glu-Asp-Glu-Gly-Glu-Gln-Pro-Arg-Pro-Phe具有最強(qiáng)的咸味增強(qiáng)作用。SHAN等[26]從酵母提取物中提取咸味增強(qiáng)肽,并利用味覺受體T1R1/T1R3的分子虛擬對(duì)接技術(shù),證實(shí)酸味和鮮味可以增強(qiáng)咸味感知。

美拉德反應(yīng)肽(Maillard-reacted peptides,MRP)是肽(1～5 kDa)和還原糖在高溫下通過美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的糖肽,美拉德反應(yīng)可以顯著改善肽的咸味增強(qiáng)作用。YAN等[27]通過酶水解豌豆蛋白,與不同還原糖(木糖、阿拉伯糖、核糖、葡萄糖和半乳糖)產(chǎn)生美拉德反應(yīng)產(chǎn)物,結(jié)果顯示豌豆蛋白肽分子質(zhì)量為0.25～1 kDa咸味增強(qiáng)效果最好,己糖衍生物比戊糖具有更強(qiáng)的增咸作用。YU等[28]以魚皮膠原蛋白肽(1～5 kDa)為原料,通過葡萄糖胺誘導(dǎo)的美拉德反應(yīng)制備MRP,證實(shí)具有23%的咸味增強(qiáng)作用。蘇國(guó)萬等[29]發(fā)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)修飾(氨基酸的序列變化、增加風(fēng)味氨基酸、二肽的交聯(lián)形式)和美拉德反應(yīng)對(duì)咸二肽(Asn-Pro和Ala-His)的咸味和鮮味有顯著影響。張廷奕等[30]發(fā)現(xiàn)選擇具有極高反應(yīng)活性的氨基葡萄糖作為原料,有助于改善MRP的鹽味增強(qiáng)效應(yīng)。嚴(yán)方等[31]發(fā)現(xiàn)豌豆肽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物可增強(qiáng)鹽溶液的咸味、鮮味和醇厚味,并研究初始pH(6.4、7.4、8.4)對(duì)美拉德反應(yīng)色澤與風(fēng)味的影響。但值得注意的是美拉德反應(yīng)一般在高溫下(>90 ℃)進(jìn)行,容易產(chǎn)生有毒物質(zhì)或者不必要的副產(chǎn)物,因此如何精確制備MRP是工業(yè)生產(chǎn)必需要研究的問題。

γ-谷氨酰肽廣泛存在于自然界,如綠豆、黑豆、蔥科、奶酪和大豆醬汁等。最典型的γ-谷氨酰肽是谷胱甘肽(glutathione,GSH)。γ-谷氨酰肽的濃厚味味覺轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制主要由口腔里激發(fā)濃厚味的細(xì)胞外鈣敏感受體(calcium-sensing receptor,CaSR)介導(dǎo),CaSR是G蛋白偶聯(lián)受體家族成員之一,其可以感知細(xì)胞外鈣濃度的變化維持體內(nèi)鈣平衡,γ-谷氨酰肽已被確定為鈣敏感受體CaSR的變構(gòu)調(diào)節(jié)劑。γ-谷氨酰肽可以激活味蕾中的CaSR并產(chǎn)生濃厚味道,而濃厚味將進(jìn)一步以雙相的方式調(diào)節(jié)咸味。畢繼才等[32]發(fā)現(xiàn)谷胱甘肽在40 ℃和pH 7.0條件下具有最佳增咸效應(yīng),風(fēng)味增強(qiáng)比為20%。谷胱甘肽CaCl2系統(tǒng)在40 ℃和pH 6.5下具有最佳增咸效果,增咸15%。谷胱甘肽KCl系統(tǒng)在45 ℃和pH 7.0時(shí)具有最佳的增咸效果,增咸15%。

ANDREW等[33]鑒定蘑菇蛋白水解物中的蘑菇衍生促味劑,包括游離氨基酸、焦谷氨酰二肽等,包括焦谷氨酰半胱氨酸 (pGlu-Cys)、焦谷氨酰纈氨酸 (pGlu-Val)、焦谷氨酰天冬氨酸 (pGlu-Asp)、焦谷氨酰谷氨酸 (pGlu-Glu)和焦谷氨酰脯氨酸 (pGlu-Pro)。盡管在水解物中低于各自的閾值,但是并不影響咸味,證明了亞閾值味覺調(diào)節(jié)的協(xié)同效果,為未來研究低于閾值水平的焦谷氨酰二肽混合物的咸味增強(qiáng)潛力奠定基礎(chǔ)。

2.1.3 其他增咸物質(zhì)

咸味增強(qiáng)肽之外,還有一些天然物質(zhì)可以增強(qiáng)咸味感知,彌補(bǔ)低鈉食品的感官缺陷。天然增咸物質(zhì)包含單一成分和混合成分。單一成分比如氨基酸類(甘氨酸、賴氨酸、精氨酸、組氨酸、?；撬?、丙氨酸等)、5′-核苷酸類(5′-肌苷酸、5′-腺苷酸、5′-鳥苷酸等)、有機(jī)酸類(琥珀酸、蘋果酸、檸檬酸、酒石酸等)、植物香料(辣椒的辣椒素、黑胡椒的胡椒堿、大蒜中的大蒜素等)等。TSAI等[34]從魷魚骨中分離出幾丁質(zhì),并分別通過超聲處理、堿處理、超聲處理和酸水解分別轉(zhuǎn)化為幾丁質(zhì)納米纖維、脫乙?；鶐锥≠|(zhì)納米纖維和幾丁質(zhì)納米晶體,證實(shí)了添加幾丁質(zhì)納米材料的NaCl溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%)具有更高的咸味感。SOMSAK等[35]從蝦殼和魷魚圈中分離出α-幾丁質(zhì)和β-幾丁質(zhì),并進(jìn)行超聲處理以獲得幾丁質(zhì)納米顆粒。隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng),幾丁質(zhì)納米顆粒的咸度增加。

混合成分的增咸物質(zhì)有酵母提取物、動(dòng)植物提取物等。酵母提取物由氨基酸、多肽和核苷酸等組成,其中谷氨酸鈉、5′-肌苷酸、5′-鳥苷酸和丙氨酸是其風(fēng)味的主要來源。目前酵母提取物已成功應(yīng)用于包含火腿、高湯調(diào)味粉、低鹽干酪等多種減鹽食品,并已工業(yè)化生產(chǎn)。

此外,葡萄酒加工副產(chǎn)物可以改善低鹽食品的抗菌性能,但有澀味;迷迭香、羅勒等提取物也能夠減鹽不減味;香菜提取物可以改善減鹽香腸的微生物特性;香菇提取物制成的香菇鮮味低鈉鹽配方減鹽效果顯著。SILVA等[36]通過定量描述分析發(fā)現(xiàn)牛至提取物和酵母提取物均可以提高低鹽Prato奶酪(50% KCl替代量)的咸味。而暫時(shí)性感官支配法優(yōu)勢(shì)曲線表明,酵母提取物對(duì)奶酪風(fēng)味有積極影響,因?yàn)槠淇梢韵然浀目辔?。此?HONG等[37]發(fā)現(xiàn)四川胡椒的咸味增強(qiáng)率和減鹽特性分別為28.74%和22.32%,并分析四川胡椒的風(fēng)味特征、風(fēng)味增強(qiáng)和咸味調(diào)節(jié),以評(píng)估其減鹽的有效性。

2.2 人體多感官協(xié)同

氣味誘導(dǎo)的咸味增強(qiáng)(odor-induced saltiness enhancement,OISE)是利用嗅覺對(duì)味覺的協(xié)同效應(yīng)來增強(qiáng)咸味感知,例如具有咸香氣味的化合物可以增強(qiáng)鹽溶液的咸味感知[38]。經(jīng)過口腔內(nèi)咀嚼加工產(chǎn)生的后鼻腔嗅覺會(huì)與味覺感知共享神經(jīng)回路,同時(shí)最終會(huì)刺激味覺處理的大腦區(qū)域,因而與味覺產(chǎn)生交互作用。而經(jīng)過鼻腔吸入的經(jīng)鼻嗅覺則不會(huì)(圖3)。SINDING等[39]基于風(fēng)味感知的大腦計(jì)時(shí)視角闡述了OISE。通過腦電圖腦記錄,利用接近真實(shí)的咸湯模型,證實(shí)了大腦高級(jí)整合區(qū)域可能通過主要感覺區(qū)域的自上而下效應(yīng)來處理氣味與味道的相互作用。AI等[40]對(duì)氣味誘導(dǎo)味覺增強(qiáng)(odor-induced taste enhancement,OITE)的神經(jīng)認(rèn)知機(jī)制進(jìn)行綜述,討論氣味感知途徑(前鼻或鼻后)、氣味濃度和氣味-味覺一致性對(duì) OITE 的影響。同時(shí)通過展示大腦處理味覺強(qiáng)度、氣味的味覺質(zhì)量以及味覺-氣味相互作用的人類神經(jīng)影像學(xué)研究等,來呈現(xiàn) OITE 的神經(jīng)機(jī)制。

a-經(jīng)鼻嗅覺;b-后鼻腔嗅覺

目前利用OISE增咸的有肉類、醬油、沙丁魚、奶酪、柴魚干等的咸香氣味化合物,其中醬油的氣味劑增咸效果顯著。ZHOU等[41]通過氣相色譜/嗅聞-與滋味相關(guān)法從醬油中鑒定出30種與味道相關(guān)的氣味化合物,其中4種可以增強(qiáng)咸味和6種可以增強(qiáng)鮮味,3-(甲硫基)丙醛增強(qiáng)咸味和鮮味的效果最好,鮮味氣味劑1-辛烯-3-醇也可顯著增強(qiáng)咸味。GAO等[42]研究鹽溶液中的中國(guó)豆豉氣味的增強(qiáng)咸味感知作用,采用氣相色譜-嗅味計(jì)篩選永川豆豉中與咸香氣味,在14種氣味化合物中,2-乙基-3,5-二甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、二甲基三硫醚、3-甲硫基丙醛和3-甲硫基丙醇等化合物增咸效果顯著。其中,2-乙基-3,5-二甲基吡嗪是首次報(bào)道能增強(qiáng)咸味。

2.3 食鹽結(jié)構(gòu)優(yōu)化

目前研究表明食品中約95%的食鹽還來不及感知咸味,就已經(jīng)吞入食管[2],因此不少研究嘗試改變鹽結(jié)構(gòu),以增強(qiáng)鈉鹽在口腔加工中的咸味感知,從而降低無貢獻(xiàn)鹽的攝入?，F(xiàn)有措施包含利用先進(jìn)的加工技術(shù)改變食鹽的形貌、粒徑大小和利用包埋技術(shù)增加非均勻分布等。

改變食鹽的形貌旨在增加晶體的比表面積,提升食鹽溶解度。相比于傳統(tǒng)食鹽的立方晶體,薄片狀、中空金字塔狀、聚集狀、空心微球等特殊形貌的食鹽晶體能夠增強(qiáng)咸味感知。其中不少已經(jīng)開始商業(yè)生產(chǎn),但是售價(jià)較高,可應(yīng)用于炸薯?xiàng)l、餅干、堅(jiān)果、肉類工業(yè)等。不少研究將食鹽的中空結(jié)構(gòu)和氣味誘導(dǎo)的咸味增強(qiáng)進(jìn)行疊加,減鹽效果顯著。CHEN等[43]用經(jīng)過皂苷穩(wěn)定的檸檬油和大蒜油的納米液滴構(gòu)成框架,經(jīng)過噴霧干燥獲得中空NaCl顆粒,典型的香氣屬性和咸味感得以增強(qiáng)。LEE等[44]利用噴霧干燥鹽-酵母復(fù)合物,增強(qiáng)白面包的咸味,證實(shí)了鹽和酵母的空間組合可能導(dǎo)致更高的鹽釋放。

減小食鹽的粒徑,能夠增加其溶解速度,提升咸味的峰值強(qiáng)度,但是持續(xù)時(shí)間較短,后味不足,食鹽粒徑大小與感官品質(zhì)的關(guān)系有待于后續(xù)深入研究。RIOS-MERA等[45]研究微粉氯化鈉可以使牛肉餅的含鹽量從1.5%減少到1.0%。HURST等[2]研究發(fā)現(xiàn)咸味感知由食鹽晶體顆粒大小和顆粒的疏水性決定。減小食鹽粒徑的方法很多,近年出現(xiàn)超細(xì)氯化鈉顆粒制備技術(shù),包括噴霧干燥、3D打印工藝和電流體霧化干燥。此外,對(duì)于咀嚼時(shí)間較長(zhǎng)的食物,如面食或者肉制品,加大食鹽粒徑會(huì)增強(qiáng)咸味感知,但可能對(duì)感官有影響。大粒徑的食鹽晶體能夠避免在高含水量的肉制品中溶解。GAUDETTE等[46]發(fā)現(xiàn)3 mm的食鹽可以顯著減少牛肉餅的食鹽,但牛肉餅在烹飪中會(huì)有較多汁水流失。GORE等[15]用粗鹽(0.9～3.15 mm)腌制藍(lán)紋干酪,可以減少鈉含量21%。因此,食鹽的粒徑大小會(huì)因應(yīng)用場(chǎng)景不同而有不同要求。

NaCl經(jīng)過疏水材料包埋,在食品基質(zhì)中會(huì)導(dǎo)致鹽濃度的非均勻分布,延緩鈉的釋放,提升和延長(zhǎng)咸味感知,但是僅適用于一些需要長(zhǎng)時(shí)間咀嚼的食物,如面包和肉制品等[47]。目前研究較多的有:麥芽糊精和辛烯基琥珀酸酐改性淀粉包埋氯化鈉、多孔玉米淀粉包埋氯化鈉、巴西棕櫚蠟包埋氯化鈉、油脂包埋的微粉氯化鈉等。

2.4 食品結(jié)構(gòu)優(yōu)化

不同的食品基質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)有不同的減鹽效果。REIS等[48]研究不同食物基質(zhì)(炸薯?xiàng)l、requeij?o奶酪、牛肉漢堡)對(duì)增味劑增強(qiáng)咸味能力的影響,證實(shí)食品咸味的增強(qiáng)取決于增味劑的增咸效力、食品基質(zhì)的復(fù)雜性以及食鹽的減少量。

膠體食品的混合物分散系統(tǒng)能夠有效控制食鹽的傳遞和釋放,因而能夠?qū)崿F(xiàn)低鈉減鹽。常見的食品結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略有:a)改變食品基質(zhì)成分:如提升水分和多糖的含量,控制脂肪含量在合適范圍。脂肪會(huì)讓膠體的咸味感知更早,持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。較少的脂肪會(huì)讓受體細(xì)胞的敏感性上升,但是脂肪較多就會(huì)反而降低,影響咸味感知[49]。牛奶加入低?；Y(jié)冷膠或κ-卡拉膠,改變奶酪的最終網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),釋放更多食鹽。b)優(yōu)化食品結(jié)構(gòu):可以通過提升凝膠的孔隙率、降低液滴粒徑和調(diào)節(jié)膠體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)減鹽。ZHANG等[50]基于淀粉-唾液淀粉酶特異性結(jié)合原理,發(fā)現(xiàn)α-淀粉酶會(huì)促進(jìn)馬鈴薯淀粉基乳液凝膠中鹽的釋放速度。李紅娟等[51]發(fā)現(xiàn)乳化工藝通過形成乳清蛋白-黃油乳液凝膠,能夠改善干酪品質(zhì)的同時(shí),實(shí)現(xiàn)再制干酪的減鹽減鈉。c)利用靜電吸附性質(zhì):鈉離子是帶正電的陽離子,一些負(fù)電荷的化合物如黃原膠酪、蛋白酸鈣和κ-卡拉膠等能夠吸附鈉離子,降低咸味感知;相反,帶正電的陽離子如鉀、鈣可以競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合位點(diǎn),釋放更多的吸附鈉離子,增強(qiáng)咸味感知。LU等[52]研究的卡拉膠-氯化鉀-氯化鈉復(fù)合鹽,不僅利用卡拉膠掩蓋氯化鉀苦味,同時(shí)降低高血壓和腎損傷風(fēng)險(xiǎn)。PU等[53]開發(fā)了一種有效的方案來評(píng)估鮮味化合物增強(qiáng)的咸味感。證實(shí)L-丙氨酸和甘氨酸可以抑制鈉離子與黏蛋白的結(jié)合,從而增加咸味感。阿拉伯樹膠在減鈉溶液中表現(xiàn)出最好的咸味增強(qiáng)效果,其通過阿拉伯樹膠產(chǎn)生納米顆粒,降低溶液體系的穩(wěn)定性,增強(qiáng)黏蛋白對(duì)鈉離子的負(fù)載作用,延長(zhǎng)咸味感。d)改變界面特性:鹽主要分別在水相或界面中,疏水相/水相體積比和界面特性會(huì)影響咸味感知。如通過辛烯基琥珀酸酐改性乳化淀粉進(jìn)行穩(wěn)定的W1/O/W2乳液水相包埋食鹽。但是食品體系復(fù)雜,食品結(jié)構(gòu)與咸味感知機(jī)制還需進(jìn)一步闡明,而且改變食品結(jié)構(gòu)會(huì)影響食物的口腔加工性能,因而實(shí)際應(yīng)用較少。

2.5 高新加工技術(shù)

目前一些高新加工技術(shù)如超高壓(ultra-high pressure,UHP)、超聲波、脈沖電場(chǎng)(pulsed electric field,PEF)微波技術(shù)等,能夠改善低鹽食品的貯存性能及質(zhì)構(gòu)特性,因此在減鹽中作為輔助措施。超高壓技術(shù)能促進(jìn)鈉與蛋白質(zhì)緊密結(jié)合,以及水分含量降低,使肉制品感知咸味增強(qiáng)[54]。WANG等[55]發(fā)現(xiàn)在低鹽濃度下,適度的UHP處理(≤300 MPa)可增強(qiáng)金線魚肌球蛋白凝膠的保水性和結(jié)構(gòu)性能,而更強(qiáng)的UHP處理(≥450 MPa)會(huì)削弱它們。隨著壓力的增加(0.1～600 MPa),肌球蛋白從α螺旋展開為β折疊,并且掩埋的疏水基和巰基基團(tuán)暴露出來,表面疏水性和反應(yīng)性巰基含量增加。

超聲波在介質(zhì)中形成局部的高溫高壓,起到滅菌和均質(zhì)作用,加速成熟和傳質(zhì)過程。BARRETTO等[56]利用超聲波改善0.75%的鹽處理重組火腿(減鹽30%)的感官接受度,超聲波引起肌原纖維的微裂紋,降低了火腿的總汁水流失量,增加了硬度,提升火腿的鮮紅色。

脈沖電場(chǎng)誘導(dǎo)電穿孔并改變細(xì)胞膜的滲透性,鈉離子更容易流出。BHAT等[57]發(fā)現(xiàn)PEF通過影響鹽的擴(kuò)散和鈉的輸送來改善咸味,在咀嚼時(shí)產(chǎn)生更好的咸味感知,同時(shí)對(duì)牛肉干的剪切力和韌性有著顯著(P<0.05)影響,而對(duì)牛肉干的顏色、產(chǎn)率以及氧化和微生物穩(wěn)定性沒有顯著影響。

微波作為熱加工技術(shù),能夠引起細(xì)菌細(xì)胞分子的變形和振動(dòng),從而具有殺菌作用。目前研究發(fā)現(xiàn)微波增咸的機(jī)制可能是微波加熱對(duì)食品的風(fēng)味物質(zhì)保留較多,從而影響咸度感知和感官接受性。BARNETT等[58]利用草藥和微波輔助熱殺菌來增強(qiáng)加工預(yù)制膳食——雞肉意大利面的咸味感知。在雞肉意大利面中添加草藥可以使含鹽量減少多達(dá)50%,在更長(zhǎng)的貯存時(shí)間內(nèi),由微波輔助熱滅菌加工并貯存后的膳食香氣、味道和風(fēng)味強(qiáng)度等屬性的接受度會(huì)增加。汪雪嬌[59]發(fā)現(xiàn)賴氨酸和水浴-微波加熱的協(xié)同處理,不僅能夠達(dá)到魚糜減鹽(1.7% NaCl)不減咸的目的,而且能明顯改善減鹽魚糜凝膠的感官品質(zhì)。

此外還有納濾、電滲析、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)等技術(shù)手段,對(duì)傳統(tǒng)含鹽液體調(diào)味品進(jìn)行脫鹽處理。如電滲析對(duì)魚露進(jìn)行淡化脫鹽處理,但研究發(fā)現(xiàn)會(huì)同時(shí)脫去風(fēng)味物質(zhì)[60]。

3 總結(jié)及展望

a)在“減鹽不減味”策略研究中,替代鹽是最初的研究方向,研究也較為成熟,但是存在安全性爭(zhēng)議、食品感官品質(zhì)缺陷等問題(表1)。因此不少研究探索風(fēng)味改良劑和增咸劑,以彌補(bǔ)替代鹽的缺陷。而近來,天然的食源性咸味肽及咸味增強(qiáng)肽成為一個(gè)重要的新興研究方向,具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值,但是目前還面臨低產(chǎn)量和肽具有苦味的問題待解決。同時(shí),不少研究開始轉(zhuǎn)變思路,從食物自身、鹽本身、人體認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和高新加工技術(shù)的角度切入。食品結(jié)構(gòu)優(yōu)化涉及食品的復(fù)雜體系,改變了食品的口感性能,應(yīng)用受限。鹽結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有普適價(jià)值,但是食鹽結(jié)構(gòu)與口感的關(guān)系需要更深入的研究,而且制備特殊形態(tài)的食鹽成本較高。高新加工技術(shù)同樣面臨成本高的問題,且經(jīng)常作為輔助措施使用。人體感官協(xié)同是新興的研究方向,尤其是氣味誘導(dǎo)的咸味增強(qiáng)被認(rèn)為是更為安全的減鹽方式,未來也將成為研究熱點(diǎn)。

b)5種基本味覺中,咸味對(duì)于人類而言是最神秘的。目前咸味的細(xì)胞和信號(hào)通路仍然理解得不夠完整,盡管取得重要進(jìn)展,但是拼圖的幾個(gè)關(guān)鍵部分仍然缺失。比如,尚未研究清楚哪個(gè)細(xì)胞表達(dá)功能性ENaC通道并調(diào)節(jié)誘人的咸味;尚不清楚如何打開ENaC通道將導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)釋放到傳入神經(jīng)纖維等。而人體咸味的感知機(jī)理、咸味物質(zhì)與味覺受體的相互作用等基礎(chǔ)研究,將為食品工業(yè)的減鹽策略研究取得實(shí)質(zhì)性突破奠定理論基礎(chǔ)。

c)目前的減鹽策略研究,大多以單一方法為主,少數(shù)采用多措施聯(lián)合。然而減少食品中的鹽含量具有多重挑戰(zhàn),因?yàn)辂}能夠促進(jìn)食品基質(zhì)中的咸味和揮發(fā)性化合物釋放,抑制苦味和改變微生物群落結(jié)構(gòu),在風(fēng)味感知中具有特殊作用。為了改善低鈉食品風(fēng)味,未來的研究應(yīng)該集中在幾種策略的疊加組合應(yīng)用。此外,應(yīng)用場(chǎng)景會(huì)根據(jù)食品種類出現(xiàn)細(xì)分,因?yàn)椴煌澄锏慕M成千差萬別,普適的減鹽方案可能并不適用所有種類的食物。因此,未來的研究可能會(huì)集中于不同食品種類的減鹽策略研究。

d)目前的減鹽策略的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要集中于咸度,包括使用感官評(píng)估、電子舌電子鼻、味覺細(xì)胞和動(dòng)物模型等方法。然而食鹽不僅僅提供咸味,對(duì)食品的質(zhì)構(gòu)、微生物群落特性和整體風(fēng)味都具有深遠(yuǎn)影響。目前替代鹽的研究已經(jīng)考慮咸味之外的其他影響,但是新興減鹽策略大多停留在咸味感知層面,對(duì)于微生物特性影響、質(zhì)構(gòu)變化以及整體風(fēng)味特征都有待于后續(xù)深入研究。