感知科学赋能食品 创新驱动产业变革

　　在当今时代，我国食品安全治理成效显著，食品产业呈现多元化发展态势，食品安全保障能力稳步提升。食品工业作为国民经济的关键支撑，正加速构建创新驱动的现代化产业体系。目前，我国食品工业正处于以 “风味与健康” 为导向的深度转型阶段，食品界肩负着 “让美味食品更健康，让健康食品更美味”的重要使命，食品风味研究成为推动食品多元化与工业升级的关键力量。

　　食品风味科学作为食品学科的核心研究方向之一，备受关注。上海交通大学食品风味感知创新团队的带头人刘源教授，十余年来潜心钻研，带领团队取得了一系列突破性成果，攻克了风味感知科学领域的诸多关键技术难题，推动了食品感知科学的理论发展，为食品产业的升级与消费者对美好生活的追求提供了有力支撑。

潜心钻研 解构鲜味奥秘

　　国际标准化组织对风味的定义是：“品尝过程中感知到的嗅觉、味觉和三叉神经感的复合感觉。”感知即意识对内外界信息的觉察、感觉、注意、知觉的一系列过程。食品的风味感知是一个复杂的过程，它的基础是化学与物理刺激为源，引发嗅觉、味觉和三叉神经感等多重感觉。

　　刘源教授团队长期致力于让营养和安全的食品更具美味，以我国典型的鲜味和香味食品——河鲀为研究对象，历经十余年，深入解构河鲀 “鲜” 和 “香” 的科学依据，构建的可控酶解技术通过科技成果鉴定，系列研究成果受到孙宝国院士、美国化学学会农业与食品化学部 Fellow Michael C. Qian 教授等多位国内外专家的广泛关注与报道。马克斯普朗克聚合物研究所的Thomas A. Vilgis 教授高度评价了鲜味肽构效关系方面的研究工作，认为该工作为挖掘与食品工业相关的呈味肽提供了重要科学依据。

多点突破 阐明鲜味感知机制

　　食品鲜味感知涉及生物化学、生理学、神经科学等前沿交叉学科，过程复杂且核心机制尚未完全解析。刘源教授带领团队围绕鲜味感知的前端(受体 - 配体识别)、中端(鲜味信号转导)及终端(鲜味信号大脑响应)开展了一系列研究，解构鲜味感知的本源，并在多个关键节点实现突破。在感知前端，团队构建了 T1R1/T1R3 - VFT 异二聚体 3D 结构模型，确定了受体与典型鲜味配体的互作模式和关键识别残基，发现了 T1R1 上两个主要的配体结合位点;系统解析了 205 条已知鲜味肽与受体的作用规律，揭示了 T1R1 上的关键识别残基，并提出了不同长度鲜味肽与受体的精准结合模式。

　　在信号转导阶段，明确了鲜味受体传感特性和信号编码模式，发现鲜味受-配体互作时表现出类似酶-底物的双曲线动力学特征，并率先引入活性常数 Ka 的概念，建立了量化细胞信号放大和输出动力学特性的新方法，进一步确认 T1R1/T1R3 是编码鲜味信号的主要受体。

　　此外，还发现了鲜味信号转导关键通路，即兰尼碱受体(Ryanodine Receptor，RyR1)是调控细胞内鲜味信号转导的关键通道蛋白，揭示了 RyR1 调控内质网释放 Ca2+ 的机制，并验证了其在鲜味响应中的作用。在鲜味信号大脑相应层面，团队进一步探明了鲜味成分的大脑响应特征，发现右脑是响应鲜味成分的主要区域，大脑能区分不同鲜味剂的刺激是由于大脑不同响应潜伏时间和响应区域差异造成的。

　　以上研究成果有效推进了我们对“食品感知机制”的理解深度与广度，为全面解析风味感知过程中的受配体互作、胞内信号转导和大脑响应反馈机制提供了新视角与重要参考。

技术创新 驱动鲜味剂创制升级

　　食品风味成分复杂且含量微少，精准分析是风味研究的基础与难点。目前尚无统一的鲜味感官强度评价方法，一定程度上限制了咸鲜食品和调味品产业的高质量发展。针对这一瓶颈，刘源教授团队创新了香味物质萃取、鲜味定性定量评价以及多维综合评价等技术，为国内风味研究提供了有力技术支撑。

　　团队创建了双探针固相微萃取技术，相较于传统单极萃取，该技术萃取挥发物总量提升70.6%，种类提高56.5%，可同时监测样品时间维度的变化，萃取化合物种类更全面。同时，团队构建了基于鲜味强度定量评价公式的鲜味感官强度精准定量评价技术，并在鲜味剂如琥珀酸二钠以及复杂食品中得到验证。

　　此外，团队基于组织-细胞-受体感知通路开发的三位一体仿生鲜味传感器，稳定性好、重复性佳、专一性强，可定性筛选未知鲜味成分，同时定量分析生理水平和食品水平的鲜味强度。其中，鲜味感官强度定量评价方法已入选 ESI 高被引榜单，并在温氏、来伊份等上市企业中实现落地应用。

　　团队还开发了《水产鲜味剂绿色高效制备技术》及《卤汤中香辛料包使用周期客观评价技术》，经上海市食品学会组织鉴定，具有技术新颖性和良好的社会效益，达到国内先进水平。基于上述系列成果，刘源教授于 2022 - 2023 年分别担任感知分析标准化技术委员会(CSTM/FC98-TC05)及第二届全国感官分析标准化技术委员会(SAC/TC566)委员，助力推动感官分析技术的标准化体系建设。

　　CIFST-食品风味专业委员会第一届全体委员合影

　　大食物观背景下，个性化风味产品定向设计成为趋势。然而，整体滋味研究领域缺乏统一的预测工具与数据库，数据来源相对单一且分布不均，导致模型预测性能有待提升。刘源教授团队广泛调研后设计了滋味肽宇宙工具 TastePeptides - Meta，这是目前收集肽数量最多、滋味类型最丰富的数据库，集成数据融合策略，支持综合评价特色食品风味及鲜味预测。团队开发的模型已在网页端发布，促进了风味研究的互通合作。

搭建平台 推动食品产业变革

　　2024年刘源教授牵头申请成立中国食品科学技术学会食品风味专业委员会，并成功当选首任主任委员。食品风味专业委员会的成立，为食品科技工作者搭建了交流的平台与协同创新的桥梁，不仅是对食品科学领域研究的深化，更是对食品产业未来发展的有力推动。以此为契机，组织了“2024风味科学前沿论坛”，面向国际开放，吸引了246家单位的踊跃参与，包括141家高校、62家企业、42家科研院所，参会总人数达821人。论坛的成功举办，不仅为风味科学领域的专家学者提供了一个高水平的学术交流平台，也为促进风味和感官科学研究朝着“风味健康双导向的美好生活”目标不断迈进贡献了重要力量，为全球食品产业的创新和进步贡献智慧与力量。

　　食品风味科学领域的基础研究和产业应用仍面临诸多新需求与挑战。刘源教授及其团队将继续坚守在食品风味研究的前沿，以科技创新书写食品产业高质量发展的新篇章，为消费者的美好生活添味增色，助力我国食品工业在全球舞台上绽放光彩。

责任编辑：汪编辑