花椒中典型的酰胺类物质对麻味的贡献及其构效关系研究

Quantitative study of Zanthoxylum bungeanum tingling taste contains enormous applicated and scientific value, an accurate tingling taste calculation model is the core of the scientific basis and standard of many applications. For estimation of the tingling contribution of individual alkylamides, this project will firstly use HPLC to isolate and purify tingling components and measure their contents, then get tingling thresholds and taste dilution factors by half-tongue test and taste dilution analysis, a tingling factor, “taste character impact value”(TCI),is introduced to build the calculation model. At the same time, we use orosensory stimulation based on human saliva proteome to modify the calculation model. To further modify model, we plan to use calcium imaging to do DRG cell responding experiments of different alkylamides so that we can explain that why the model is scientific and reasonable from neuroscience’s view. Finally, we will use analytic technique as UPLC-TOF-MS、HPLC-MS/MS、NMR combining the established calculation model to get the structure activity relationship between alkylamides and the degree of tingling taste.

花椒的麻味定量研究蕴含着巨大的应用和科学价值，一个准确的麻味计算模型是众多应用的核心科学依据和标准。为了评价花椒中典型酰胺物质对麻味的贡献，本项目首先利用HPLC技术分离纯化各麻味物质并测得其各自含量，通过Half-tongue检验和味觉稀释分析（TDA）得到麻味阈值和稀释因子，引入表征麻味的指标TCI（Taste character impact value），建立麻味计算模型。同时，利用基于蛋白质组学分析的唾液分泌实验对上述麻味计算模型进行修正。为了进一步准确修正模型，我们拟利用钙离子成像技术对不同酰胺类物质做体感神经纤维受体（DRG细胞）响应实验，从神经科学层面上解释该模型的科学性与合理性。最后，我们将利用UPLC-TOF-MS、HPLC-MS/MS、NMR等分析技术结合已经建立的计算模型得到酰胺分子与麻味大小之间的构效关系。

花椒是中国传统的药食两用资源。酰胺类物质是花椒产生麻味的化学基础，而麻味是花椒重要的品质指标，对花椒的质量分级、花椒产品生产工艺优化、麻味与神经纤维受体的分子机制建立以及人工合成花椒麻味物质具有重要意义。但目前对花椒的麻味研究仍然停留在定性描述阶段，缺乏科学的定量计算方法与系统性的构效关系研究。因此，项目以花椒中两种典型的酰胺类物质为对象，采用近年来建立的多维度麻味感官评价方法对这两种物质进行麻味评价，并运用麻味受体细胞实验对感官评价的结果进行修正，进而在花椒模型中定量计算酰胺类物质对总麻味的贡献度；最后采用化学合成法结合麻味评价方法，初步研究花椒中酰胺类物质与其麻味之间的构效关系。. 采用麻味感官评价方法与钙离子成像技术，包括Half-tongue检验、麻味持续时间测试、唾液分泌实验与麻味受体DRG细胞实验，对花椒中的羟基-α-山椒素与羟基-γ-山椒素进行了麻味评价。结果表明，相同浓度下，羟基-γ-山椒素的识别阈值更低，麻味持续时间更长，唾液分泌峰值更高，证明羟基-γ-山椒素在人体中引起的麻味刺激比羟基-α-山椒素更强烈；麻味受体细胞实验结果表明，羟基-γ-山椒素对DRG细胞的刺激更明显，引起的细胞响应度更高，因此，从神经纤维受体方面佐证了麻味感官评价的结果。花椒模型中麻味贡献度计算结果表明，在红花椒中，羟基-α-山椒素贡献了红花椒总麻味的70%，羟基-γ-山椒素贡献了红花椒总麻味的26%；在青花椒中，羟基-α-山椒素贡献了青花椒总麻味的64%，羟基-γ-山椒素贡献了青花椒总麻味的13%。. 为了解释不同化学结构的酰胺类物质存在的麻味差异，本项目通过化学合成法得到酰胺类物质衍生物并采用麻味感官评价方法对其进行麻味评价，通过归纳分析法推导出花椒中酰胺类物质与其麻味之间初步的构效关系。结果表明，酰胺类物质主碳链上的一个顺式双键是花椒麻味产生的必要条件，但不是充分条件，还需要内嵌于一定的结构单元内。另外，酰胺类物质仲胺支链上的羟基对麻味的产生没有影响。酰胺类物质的主碳链长度与末端不饱和度对麻味的产生至关重要，但满足了上述条件后仍然需要遵循一定的序列才能产生麻味。. 本项目定量研究了花椒中的两种酰胺类物质的麻味，在红花椒与青花椒模型中计算了这两种物质对总麻味的贡献度，并初步阐述了酰胺类物质与麻味之间的构效关系，为花椒的应用提供了理论依据。