基于碳酸酐酶VI和半胱氨酸蛋白酶抑制剂-SN的酸咸度感官交互作用机制

With the increasing demand of consumers’ purchasing capabilities, the demand for food quality and safety as well as the high-quality sensory perception demand keep increasing. The scientific problem lies then in the drastic differences observed in the acidic perception, salty perception and the interactions between these two types of perceptions, with food product prepared at identical pH and NaCl concentrations, as well as inter-individual different food oral processing procedures. Mechanisms need to be addressed in this phenomena with great effort. The focus of this project is to directly correlate the two targets of pH and NaCl concentration, i.e., carbonic anhydrase VI and cystatin-SN, and develop the mathematical models for the acidic sensations and salty sensations, and conduct cluster analysis of sensory evaluation data, salivary biochemical characteristics of protein and enzymes of interest, and mathematical models, all based on which will facilitate the investigations of carbonic anhydrase VI and cystatin-SN on sour-salty sensory interactive mechanisms. The study of this project will fill in the blanks of the salivary carbonic anhydrase VI and cystatin-SN scientific studies in China, and clarify the mechanism of sour-salty sensory interactions of carbonic anhydrase VI and cystatin-SN, ultimately promoting the further study of other sensory interactions and special product research and development.

随着消费水平的逐渐增高，消费者在对食品质量安全维持高要求的同时，对食品的感官享受要求也逐渐增高。科学问题存在于相同pH和NaCl浓度的食物在不同个体经过不同的口腔加工行为后会产生在酸度感官、咸度感官、以及二者感官交互作用上的巨大差异；而这些差异的原因和机制尚不清楚。本项目直接着眼于唾液pH及NaCl浓度的两个关键目标 – 碳酸酐酶VI和半胱氨酸蛋白酶抑制剂-SN，建立酸度感官数学模型和咸度感官数学模型，将包含感官品评结果、唾液关键蛋白和酶生化特性以及数学模型函数在内的不同类型数据进行相似性聚类分析，并基于此研究唾液碳酸酐酶VI和半胱氨酸蛋白酶抑制剂-SN的酸咸度感官交互作用机制。本项目的开展将填补国内在唾液中碳酸酐酶VI和半胱氨酸蛋白酶抑制剂-SN上分子生物学层面研究零数据的空白，同时关于二者在食物酸咸度的感官交互作用上的机理阐释也将为其他感官交互作用研究及特殊产品研发做出贡献。

本项目以“食物与人体相互作用”这一概念出发，通过唾液生化、感官感知、味觉交互、蛋白质组、数学建模等方法，考察了酸、咸感官感知的唾液生化机制。利用经筛选后的招募受试者作为研究主体，在关注基本唾液生化水平（平均流率、pH值、主要阴阳离子浓度、总蛋白质含量等）的基础上，结合了受试者的对以柠檬酸为酸味呈味物质、以氯化钠为咸味呈味物质的诸多感官阈值指标，辅以个体唾液缓冲能力对酸味感知的影响研究，在获得了受试者瞬时动态感官感知的响应的同时，建立了以酸味对咸味感知的影响为代表的二元味觉交互作用程度（CSI）量化方法，有效量化了在柠檬酸–氯化钠体系下呈酸物质对咸味感知由促进到抑制的感官感知过程，并用另一种无机酸（磷酸）作为酸–咸体系中的呈酸物质进行了验证；随后，建立了以酸浓度和唾液中半胱氨酸蛋白酶抑制剂-SN为显著统计自变量的酸味对咸味感知强度影响的多元线性回归模型，并首次发现了唾液中碳酸酐酶VI和半胱氨酸蛋白酶抑制剂-SN浓度与不同酸–咸交互呈味体系下咸味识别阈值之间的显著相关性，以及唾液碳酸酐酶VI与酸味识别阈值及交互值CSI之间显著的负相关关联并利用蛋白质组学研究对这种关联进行了有效的验证。项目获得了第一手的来自代表性饮食文化区的中国青年受试者的唾液生化数据，以及其在不同酸–咸体系下的静、动态感官感知数据，这充实了我国基础感官研究的数据库；通过酸、咸感官感知的唾液生化机制研究，建立并验证了可量化的味觉交互作用程度量化方法，发现了唾液中关键蛋白质和酶类（碳酸酐酶VI和半胱氨酸蛋白酶抑制剂-SN）在不同酸–咸交互呈味体系下对味觉感知的影响，并在一定程度上利用蛋白质组学的方法进行了验证，这为“以酸增咸”的设想提供了科学参考，对达成“三减三健”的减盐目标做出了一定的贡献。