首頁 > 嗅覺與味蕾受體的新發現
:::
嗅覺與味蕾受體的新發現
利用新的嗅覺和味覺的研究成果,我們可以在食品中加進味道調劑品,就能騙過味覺,產生各種甜、酸、苦、辣、鹹的感受。
 
 
 
上一期提到的「人造甜劑」的化合物都是意外發現的,可以說是天上掉下來的禮物,發明者並不了解為什麼這些化學分子會有甜味。人用嗅覺判斷食物是「香」(如香噴噴的炸雞塊)或「臭」(如臭豆腐),接著用味覺嘗出食物的味道,這些味道的感覺是經由嗅蕾(鼻腔)和味蕾(舌頭)的反應,傳遞信息到腦細胞形成的。近年來的生物醫學對嗅覺和味覺的研究有突破性的發現,也找到控制食物味道的新途徑和新的化合物。

嗅覺

2004 年諾貝爾醫學獎的得主是兩位研究嗅覺的科學家:艾克謝爾(Richard Axel)和巴克(Linda Buck)。他們從「嗅覺受體」(receptor)及嗅覺細胞的訊息傳遞機制,找到負責嗅覺受體的 1,000 個基因。這些受體位於鼻腔上端的內皮層薄膜,能感受外來的氣味。每一嗅覺受體只能感受到幾個氣味,而 1,000 個嗅覺受體可以偵測到幾千種的氣味。嗅覺受體屬於G蛋白連接受體(G-protein-coupled receptors),它會打開離子管道(ion channel)傳遞嗅覺訊息。

他們找出嗅覺傳遞的機制。當空氣中的「有味」分子由鼻孔進入而和嗅覺受體結合時,就會活化嗅覺細胞而開始傳送電波到微型嗅球(glomeruli,嗅蕾的所在地),最後傳到幾個腦神經部位。腦皮層會把每一種傳送到的氣味整理歸檔,把這氣味的記憶留存在腦海。譬如你曾經嗅到死魚,下一次你聞到類似的發臭氣味,不用看就可猜到那是死魚的氣味。又如果你吃過一次又香又好吃的甜點,常會使你念念不忘。這也是為什麼人類能夠有意識地體驗到春天的紫丁香花香,並在其他時候記得這嗅覺記憶。

最近化學家也研發出「電子鼻」(electronic nose),用化學分析儀把氣味和有味分子的結構關聯整理成檔案,製造出晶片(相當於嗅覺受體)去測定特定氣味。目前的電子鼻已經能測出一百多種氣味。

味覺

人體的舌頭含有一萬多味蕾(taste buds),每一個味蕾又含有受體細胞。這些受體是大型的蛋白質,它們會對食物和飲料的幾個基本化學成分起感應。當這些成分和受體結合時,就會發出味覺信號。這味覺信號會和嗅覺及其他偵測溫度和結構粗細或精緻的信號合併,而能判斷出食物的品質和風味。

味道感覺有 4 個基本因素:甜、酸、苦、鹹,大部分味覺都是由這四味綜合而成的,但最近又有人找到第五味覺,也找到了它的味蕾受體。這第五味覺是「可口的」,它的味道和其他四味不同,英語叫 savory,日本人叫它為 umami(好吃好口味),特別是結合麩胺酸鹽(glutamate)所產生的。麩胺酸鹽是人體蛋白質中最豐富的胺基酸,東方人用的佐料品「味精」就是單鈉麩胺酸鹽。

值得一提的是,上述的 5 種基本味道,並不包括辣味。辣是一種燒熱(hot)特別感覺,科學家還沒找到能與辣味結合的味蕾和受體。

每個人的味覺靈敏度都不同,譬如曾經有人報導過,如果讓 10 個人嘗試最有苦味的苯硫胺基物,只有 7 個人會說那是他生平所嘗到最苦的東西,另外 3 人卻沒什麼特別感覺。人的味蕾數量會隨著年齡的增長而逐漸下降,因此到老年時,常會有「食之無味,棄之可惜」的感覺。常抽菸者的味蕾也會失去靈敏度。

新的味道調劑

經由近年來的研究,人造甜劑分子能和味蕾的「甜」受體結合,才使我們覺得有甜的味道,而這些味蕾的受體結構已經逐漸被找了出來。有了受體的結構,就能進一步「合成」可以和各種味蕾受體結合的化學分子,這是利用有科學數據和研究基礎的步驟去合成所要的化學分子。

從健康的觀點來看,如果想吃得健康,最好是避免能使人發胖的「糖」分,或會提高血壓的「鹽」分,但又會覺得無糖、低鹽食物太「乏味」。利用這些新的嗅覺和味覺的研究成果,可以在食品中加進味道調劑品,就能騙過味覺,產生各種甜、酸、苦、鹹的感受。

美國加州大學聖地牙哥(San Diego)校區生物系的楚克(Charles Zuker)教授,對味蕾受體有 20 年的深入研究,目前已經找到許多化學成分,能和各種味蕾受體結合而產生預期的味感。一些有「甜」味的味道調劑品不是醣類化合物,因此熱量很低,不會帶來健康威脅,且只需要微量的這些味道調劑就可以達到相當高的甜度。

楚克教授的研究團隊還研發出「苦味」的封鎖劑(blocker)。因為許多人造甜劑或食品(如苦藥)會留下食後的苦味,這封鎖劑能降低有益健康食物的苦味。另外對有特別味覺敏感的人,也能使他們接受吃有苦味的食品,估計每 4 名成人就有 1 人是「超級味感者」。

最近有其他的生技公司採取不同的調劑步驟,從離子管道的控制著手,研究出一些味道調劑品,能改變味覺細胞信息的傳遞路線,目前主要的應用是改善無糖飲料的口味。

深度閱讀
  1. M. Wenner (2008) Magnifying Taste. Scientific American, August, 96-99.
  2. C. Zuker et al. (2006) The receptors and cells for mammalian taste. Nature, 444, 288-294.
  3. http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2004/index.html
推薦文章

TOP