無(wú)糖可樂(lè)有甜味但沒(méi)有“靈魂”？這位食品專(zhuān)家找到了科學(xué)依據(jù)

心情低落時(shí)，一杯可樂(lè)或加糖咖啡是不是會(huì)給你帶來(lái)快樂(lè)與滿足的滋味？但過(guò)度攝入糖分會(huì)對(duì)健康帶來(lái)負(fù)面影響，導(dǎo)致肥胖、糖尿病、高血壓等疾病。據(jù)悉，在全球范圍內(nèi)，減糖已成為健康生活的一大趨勢(shì)，我國(guó)“十四五”規(guī)劃也提出了相應(yīng)的倡議。

很多男性朋友既愛(ài)喝可樂(lè)，又擔(dān)心發(fā)胖，那該怎么辦呢？代糖的誕生解決了這個(gè)煩惱，無(wú)糖可樂(lè)進(jìn)入了我們的視野！但是，為什么使用了代糖的無(wú)糖可樂(lè)和經(jīng)典可樂(lè)喝起來(lái)都甜但“失去了靈魂”、味感存在差異，這背后的分子機(jī)制是什么？浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院的陳忠秀教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，代糖與蔗糖的分子結(jié)構(gòu)不同，與水的作用也有所差異，這導(dǎo)致了我們喝無(wú)糖可樂(lè)時(shí)感覺(jué)味道不一樣的現(xiàn)象。

陳忠秀

研究“甜味感知”

不同甜味劑與水反應(yīng)形成不同的水合殼結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)差異對(duì)溶劑水的氫鍵網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了不同程度的擾動(dòng)，可能會(huì)影響受體蛋白的變構(gòu)。在與味蕾細(xì)胞上的甜味受體結(jié)合時(shí)，不同水合程度的甜味分子展現(xiàn)出了差異性的結(jié)合常數(shù)、結(jié)合位點(diǎn)及結(jié)合過(guò)程中的熱力學(xué)參數(shù)。同時(shí)，結(jié)合的動(dòng)力學(xué)參數(shù)如結(jié)合速率、形成的過(guò)渡態(tài)能量也各不相同。這些因素共同作用于甜味劑的動(dòng)態(tài)感知，從而產(chǎn)生了不同的味覺(jué)體驗(yàn)。

制約甜味動(dòng)態(tài)感知機(jī)制研究的難點(diǎn)在于如何在實(shí)驗(yàn)上獲得“活體”狀態(tài)受配體相互作用的瞬態(tài)信息。陳忠秀課題組利用停流光譜快速動(dòng)力學(xué)技術(shù)，基于食品感官科學(xué)研究平臺(tái)的甜味受體基因表達(dá)的“甜味細(xì)胞”模型，研究各類(lèi)甜味劑刺激甜味細(xì)胞后的瞬時(shí)響應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線，為深度解讀甜味動(dòng)態(tài)感知機(jī)制提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

這項(xiàng)研究不僅在甜味感知機(jī)理研究上具有理論意義，對(duì)食品體系相關(guān)代糖應(yīng)用配方的設(shè)計(jì)也有指導(dǎo)作用。該項(xiàng)目于2023年獲得國(guó)家自然科學(xué)基金，這也是陳忠秀課題組在該領(lǐng)域獲得的第三個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目。

從化學(xué)到食品科學(xué)

陳忠秀的科研之路并非一帆風(fēng)順，初入商大食品學(xué)院時(shí)，化學(xué)背景的她面臨著如何將化學(xué)知識(shí)與食品科學(xué)相結(jié)合的挑戰(zhàn)。由于學(xué)科背景差異和科研資源缺乏，她需要從地基開(kāi)始一點(diǎn)點(diǎn)搭建屬于自己的食品高塔?！笆称犯泄倏茖W(xué)很多依賴主觀描述，但我期望利用非主觀的物理化學(xué)手段解讀食品的感官品質(zhì)，從分子層面探索食品感官的化學(xué)機(jī)理。”于是，她將化學(xué)與食品科學(xué)創(chuàng)新性地結(jié)合，開(kāi)辟了一條獨(dú)特的研究路徑。

做科研時(shí)的陳忠秀，是冰與火的交融，充滿激情的同時(shí)依然能保持審慎理性的思考和潛心向?qū)W的品質(zhì)。自2005年入職商大以來(lái)，她始終秉持“科研是做出來(lái)的，不是坐出來(lái)的”的信念，靜心篤志攻克科學(xué)難題。她開(kāi)玩笑地說(shuō)，化學(xué)人是干體力活的，這雙粗糙的雙手就是他們勤勉的象征。

然而，現(xiàn)實(shí)中能像陳忠秀那樣真正沉下心來(lái)把研究做深做透的科研人員還不夠多。“外面的世界永遠(yuǎn)是紛繁復(fù)雜的，社會(huì)對(duì)科研的需求也是變化的。作為科學(xué)工作者，要直面經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，做有意義的、落地的科研?！标愔倚愕目茖W(xué)研究從“甜”開(kāi)始，二十年如一日扎根實(shí)驗(yàn)室，目前她的成果與發(fā)現(xiàn)已經(jīng)涵蓋食品感官和食品營(yíng)養(yǎng)相關(guān)化學(xué)機(jī)制。面對(duì)不同時(shí)期外界不同的考核機(jī)制和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，她常鼓勵(lì)自己的研究生們，必須保持安靜的內(nèi)心，要有定力，做自己真正熱愛(ài)且對(duì)社會(huì)有益的科研。

“甜蜜事業(yè)”的傳承

多年來(lái)，陳忠秀作為商大食品質(zhì)量與安全系主任，一直積極引導(dǎo)本科生盡早進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，有意識(shí)地讓他們參與課題研究，了解科研動(dòng)態(tài)，把創(chuàng)新基因植入學(xué)生的血液。

“課上老師側(cè)重理論知識(shí)的傳授，但參與實(shí)驗(yàn)室工作的過(guò)程中卻能培養(yǎng)我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力，這更有意義。”食安系的大三學(xué)生馮蒨說(shuō)。

“我要求食安系的所有科研實(shí)驗(yàn)室向本科生開(kāi)放，研究生們要熱情歡迎本科小朋友的加入！在這個(gè)過(guò)程中，本科生也被允許更換實(shí)驗(yàn)室，這反映了他們?cè)谒伎?、在選擇，也是在探索自己的興趣點(diǎn)?！标愔倚阏f(shuō)，“本科生與研究生齊成長(zhǎng)”是商大食安專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)體系中的重要理念。

陳忠秀和畢業(yè)的學(xué)生們

食安系大四學(xué)生朱一珂說(shuō)：“陳教授的課含金量很高，全是要花心思、花時(shí)間才能吸收、掌握的。”陳忠秀來(lái)到商大之初，發(fā)現(xiàn)本科生缺乏一定的化學(xué)知識(shí)來(lái)理解復(fù)雜的食品體系，便開(kāi)始探索新的課程設(shè)計(jì)。她深入研究了國(guó)內(nèi)高校食品化學(xué)相關(guān)教材和課程結(jié)構(gòu)，結(jié)合本校學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，十年磨一劍，最終創(chuàng)造性設(shè)計(jì)出《分子食品學(xué)》這門(mén)課。在具體的教學(xué)實(shí)踐中，陳忠秀善于融入世界前沿的學(xué)科資訊、當(dāng)下食品熱點(diǎn)事件，甚至是學(xué)校實(shí)驗(yàn)室剛剛獲得的新發(fā)現(xiàn)，期望打開(kāi)學(xué)生的視野，與時(shí)代、與世界接軌。在2023年，《分子食品學(xué)》獲得第二批國(guó)家級(jí)一流本科課程認(rèn)定。

“快樂(lè)生活，開(kāi)心科研?！睙o(wú)論是做人，還是做科研，陳忠秀的陽(yáng)光心態(tài)潛移默化地影響著她的學(xué)生們?！坝龅嚼щy，我們一起解決。我辦公室的沙發(fā)永遠(yuǎn)等你來(lái)。”她總這樣溫柔地對(duì)學(xué)生說(shuō)。

如今，陳忠秀的“甜蜜”事業(yè)仍在繼續(xù)。作為商大分子食品科學(xué)研究室的負(fù)責(zé)人，她帶領(lǐng)學(xué)生不斷在食品、化學(xué)及材料等領(lǐng)域進(jìn)行多學(xué)科交叉研究，為推動(dòng)食品感知科學(xué)及食品行業(yè)發(fā)展做出了卓越貢獻(xiàn)。

本文封面圖片來(lái)自版權(quán)圖庫(kù)，轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛