膠體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在減鹽食品中的應(yīng)用

張彥慧，鄭紅霞，劉 楠，高彥祥，毛立科*

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，中國(guó)輕工業(yè)健康飲品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）

食鹽（NaCl）是食品加工過(guò)程中必不可少的輔料，不僅賦予食品咸度，增加鮮度，而且對(duì)食品加工特性及特有品質(zhì)的形成具有重要作用[1]。食鹽的添加，一方面能夠賦予食品風(fēng)味、改善保水性、提高加工品質(zhì)[2]；另一方面，食鹽可以作為食品防腐保鮮助劑提高食品貯藏品質(zhì)，抑制有害微生物和腐敗菌的生長(zhǎng)，從而保證食品質(zhì)量和延長(zhǎng)貨架期。

隨著食鹽在食品加工中的普遍應(yīng)用，人均攝入量隨之提高?！吨袊?guó)居民膳食指南（2016）》建議，成人食鹽攝入量不超過(guò)6 g/d，而我國(guó)實(shí)際人均攝入量高達(dá)12 g/d，北方地區(qū)人均攝入量甚至遠(yuǎn)高于此推薦量。2019年世界鹽與健康行動(dòng)最新調(diào)查結(jié)果顯示，超過(guò)39%快餐連鎖店供應(yīng)的兒童快餐屬于高鹽食品。高鹽飲食引起的諸多慢性疾病，如中風(fēng)、腎病及蛋白尿等疾病嚴(yán)重影響著兒童與成人的健康[3-5]，長(zhǎng)期高鹽飲食也可能是導(dǎo)致人類高血壓和心血管疾病頻繁發(fā)生的主要因素[6]。因此，減少食鹽攝入刻不容緩。中國(guó)減鹽行動(dòng)《2010—2020行動(dòng)計(jì)劃》中也提到，要推動(dòng)食品企業(yè)減少加工食品中的食鹽含量。

日常飲食中，70%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，后同）以上的鈉來(lái)源于加工食品。加工食品中的膠體體系，如乳液、顆粒、凝膠，是鈉的重要來(lái)源。膠體是具有一定結(jié)構(gòu)的分散系統(tǒng)，在控制食品功能因子的傳遞和釋放方面具有廣泛應(yīng)用。已有研究表明，不同結(jié)構(gòu)的凝膠或乳液對(duì)環(huán)境應(yīng)力（例如pH值、溫度、酶等）具有不同的響應(yīng)性，有助于食品功能成分的受控釋放和吸收[7-9]。因此，對(duì)食品膠體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠在增強(qiáng)咸味感知的同時(shí)減少鈉的攝入。目前，針對(duì)食品功能成分的遞送，研究人員已成功設(shè)計(jì)了多種不同結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的膠體體系，并順利實(shí)現(xiàn)功能成分的控制釋放和吸收。研究開(kāi)發(fā)不同的膠體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，保證食鹽的有效釋放和咸味的高效感知，是當(dāng)前減鹽食品開(kāi)發(fā)的研究重點(diǎn)。

本綜述首先探討咸味感知的生理基礎(chǔ)，然后簡(jiǎn)要總結(jié)國(guó)內(nèi)外開(kāi)展減鹽行動(dòng)的手段和途徑，之后針對(duì)食品膠體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分析討論減鹽不減咸的各項(xiàng)技術(shù)，為減鹽行動(dòng)提出新的方法，旨在深入了解食品膠體結(jié)構(gòu)對(duì)食鹽釋放和咸味感知的調(diào)控機(jī)制，為設(shè)計(jì)新型高效食鹽遞送體系，開(kāi)發(fā)低鹽食品、提高膳食健康水平提供理論依據(jù)。

1 咸味感知機(jī)理

咸味的感知在食物口腔加工中主要包括3 個(gè)階段（圖1）：第1階段，基質(zhì)中鈉的釋放，鈉從食物向周圍環(huán)境的遷移；第2階段，口腔中鈉的傳遞，鈉從食物基質(zhì)中釋放在口腔中移動(dòng)，并到達(dá)舌頭；第3階段，咸味的感知，鈉從舌頭表面轉(zhuǎn)移到味蕾，最終引起咸味的產(chǎn)生[10]。

圖1 口腔中咸味感知途徑Fig.1 Process of salty taste perception in the mouth

1.1 第一階段——鈉的釋放

在日常進(jìn)食時(shí)，通過(guò)口腔咀嚼和唾液混合，鈉從食物基質(zhì)中部分釋放。鈉的釋放程度與食品基質(zhì)中鈉聚合物的性質(zhì)、食物基質(zhì)的形變程度以及口腔加工與食物基質(zhì)的相互作用等有關(guān)。

首先，食物基質(zhì)中鈉聚合物的性質(zhì)影響鈉的釋放。氯化鈉在食品中的應(yīng)用主要是用于調(diào)節(jié)食品的質(zhì)地和風(fēng)味，其機(jī)理主要是基于鈉與基質(zhì)之間的相互作用，這通常會(huì)降低鈉離子的有效利用程度[11]。在含蛋白的食物基質(zhì)中，這種相互作用體現(xiàn)在陽(yáng)離子（Na+）與蛋白羧基殘基、磷酸絲氨酸殘基之間的靜電吸附，并且受蛋白質(zhì)性質(zhì)（蛋白的類型、電荷）、陽(yáng)離子（電荷、大?。┖铜h(huán)境（pH值、離子強(qiáng)度、溫度）等因素的影響[12]。以奶酪為模型測(cè)定其中鈉向周圍水的釋放情況，得到氯化鈉的分配系數(shù)均低于1，由于酪蛋白與氯化鈉相互作用使奶酪中保留大量的氯化鈉，鈉離子的有效利用率低[13-14]。其次，食物基質(zhì)的形變程度通過(guò)影響與液體環(huán)境的接觸面積和擴(kuò)散速率影響鈉的釋放。有關(guān)人員研究質(zhì)地對(duì)凝膠中鈉釋放的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)樣品的脆性增加，在壓縮后極易斷裂，因而產(chǎn)生與液體更大的接觸面積，在一定時(shí)間內(nèi)釋放出更多的鈉[15]。最后，基質(zhì)與口腔加工之間的相互作用影響鈉釋放。在口腔加工過(guò)程中，咀嚼和唾液特性是影響釋放的兩個(gè)重要因素，相同情況下，高硬度食品則需要更多的咀嚼和唾液分泌，由于充分的咀嚼及唾液混合使得食物充分分解，鈉釋放量更高[14]。

由食物進(jìn)入口腔后第1階段的研究可知，可以通過(guò)調(diào)節(jié)食物成分、充分咀嚼、增大食物形變后與環(huán)境的接觸面積等方法促進(jìn)鈉的釋放。

1.2 第2階段——鈉的傳遞

在口腔加工過(guò)程中，固態(tài)和半固態(tài)食物受到咀嚼作用與唾液混合形成食糜團(tuán)，食品原有結(jié)構(gòu)被破壞[16]，食品中的鈉得到釋放[17-19]，而液體食物直接與唾液混合，鈉離子重新分配。在這個(gè)過(guò)程中，鈉的傳遞受鈉與其他物質(zhì)的相互作用、食物的流變特性和唾液本身性質(zhì)的影響。一方面，鈉的傳遞受到鈉與物質(zhì)的相互作用影響。離子增稠劑和鈉之間的靜電相互作用限制鈉的遷移，陽(yáng)離子（如鉀離子等）的競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合加快鈉的遷移，進(jìn)而影響咸味。如通過(guò)向NaCl溶液中添加離子型多糖（黃原膠或κ-卡拉膠）發(fā)現(xiàn)，加入離子型多糖的溶液相比非離子型多糖具有更低的咸味分?jǐn)?shù)和較低的鈉離子遷移率[20]。另一方面，鈉的傳遞也受到食物的流變特性影響。黏度的增加有時(shí)會(huì)造成咸味感知的下降，而在高剪切速率下，咸味不受黏度影響[21]，其他流變性質(zhì)對(duì)鈉傳遞的影響尚未有詳細(xì)的研究結(jié)果[22]。另外，唾液的性質(zhì)（包括流速和唾液組分等）也影響鈉的傳遞和感知。通過(guò)攝入人工唾液評(píng)估幾種溶液的味道發(fā)現(xiàn)，唾液流速增加會(huì)降低咸味和酸味的感知[23]。在咀嚼顆粒狀淀粉制品時(shí)，唾液中的淀粉酶會(huì)將顆粒結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成分子鏈，不利于淀粉溶液與唾液的混合，從而降低咸味。

由第2階段鈉的傳遞對(duì)咸味感知的影響可知，通過(guò)添加相應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)性離子，促進(jìn)鈉離子的釋放，調(diào)節(jié)相關(guān)食品成分以及流變特性，加快刺激口腔唾液釋放等方法，可以相應(yīng)地加快鈉的傳遞，進(jìn)而增強(qiáng)咸味感知[10]。

1.3 第3階段——咸味的感知

口腔中咸味的感知是由舌頭兩側(cè)的味蕾接觸食物帶來(lái)的不同刺激而產(chǎn)生的感知信號(hào)。目前研究認(rèn)為，咸味的產(chǎn)生主要是靠Na+刺激上皮細(xì)胞的鈉離子通道（epithelial sodium channel，ENaC）[24]，進(jìn)而引發(fā)咸味信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，通過(guò)信號(hào)傳遞最終產(chǎn)生咸味感知。咸味感知的主要影響因素包括多感覺(jué)的交互感知作用、鈉在食品基質(zhì)親水性成分中的濃度以及基質(zhì)的物理涂覆對(duì)感受器感知的阻滯等。

首先，多感覺(jué)交互作用會(huì)影響咸味的感知。例如嗅覺(jué)和味覺(jué)的相互作用會(huì)影響咸味感知，已有研究表明，對(duì)氯化鈉溶液中的咸味感知因添加沙丁魚香精而顯著增強(qiáng)，充分說(shuō)明氣味可以引起咸味感的增強(qiáng)[25]。其他多種感知交互的類型，如質(zhì)地-味覺(jué)[26]，以及來(lái)自視覺(jué)、聲音或語(yǔ)言線索的干擾也可能影響咸味[27]。其次，基質(zhì)成分的濃度也影響咸味感知。當(dāng)食物混合物中存在高濃度疏水相時(shí)，鈉離子在水相中有較高的濃度分配，由于味覺(jué)系統(tǒng)可以檢測(cè)到的物質(zhì)是水溶性的化學(xué)物質(zhì)[28]，因而導(dǎo)致鈉離子在水相中表現(xiàn)出較強(qiáng)的感知。另外，鈉離子進(jìn)入感受器的離子通道途徑可能會(huì)由于油脂等食物涂覆而被物理阻滯[29]，有研究探究了在舌頭上涂覆油層對(duì)明膠凝膠咸度感知的影響，從咸味時(shí)間強(qiáng)度曲線可知最大咸味強(qiáng)度隨著油層的涂覆而降低[30]。

由第3階段咸味感知過(guò)程影響因素的研究可知，適當(dāng)減少鹽的用量，借助多感官交互作用改善咸味感知，提高食品在水相的鈉離子濃度，減少疏水性成分對(duì)味覺(jué)感受器的涂覆作用也是減鹽不減咸可采取的幾種有效手段。

2 減鹽手段研究現(xiàn)狀

隨著人們對(duì)高鹽危害作用認(rèn)知度的提高，關(guān)于“減鹽不減咸”的研究日益增多，目前主要包括以下幾方面：采用食鹽替代物、風(fēng)味增強(qiáng)劑以及改變食鹽的分布及物理形態(tài)。

2.1 應(yīng)用食鹽替代物

食鹽的替代物主要分為非鈉鹽替代物和鈉鹽替代物兩類。非鈉鹽替代物是不含鈉的物質(zhì)，存在形式主要是氯化物鹽、乳酸鹽、鉀鹽、鎂鹽、鈣鹽等。通過(guò)感官分析評(píng)定氯化鈉和食鹽替代物的咸味強(qiáng)度和感官特征，并對(duì)比鉀鹽、鎂鹽、鈣鹽在風(fēng)味雷達(dá)圖中的分布，Tolle等發(fā)現(xiàn)鉀鹽與氯化鈉具有更好的相似性，氯化鉀可能是低鈉食品中最常用的鹽替代品[31]。然而，當(dāng)氯化鉀替代的比例超過(guò)50%時(shí)，會(huì)使溶液產(chǎn)生明顯的苦味并失去咸味[32]。愛(ài)爾蘭食品安全局也提出目前不支持鉀鹽的使用，因?yàn)橐恍┗加?型糖尿病、慢性腎功能不全和腎病晚期等疾病的特殊人群容易受到這些鹽替代品的高鉀負(fù)荷影響[33]。除了氯化鉀，其他非鈉鹽替代物也有相似的問(wèn)題，如氯化鎂的應(yīng)用使食品具有澀味和金屬味，硫酸鉀、乳酸鈣等物質(zhì)在呈現(xiàn)咸味的同時(shí)，還伴有強(qiáng)烈的苦味、澀味、金屬味和不愉快的后味[31]。因此，非鈉鹽替代物在食品應(yīng)用中具有一定的局限性，需要控制使用量或添加風(fēng)味掩蔽劑等來(lái)改善不良風(fēng)味的影響。

鈉鹽替代物主要是以鹽類的復(fù)配形式存在，例如利用氯化鈉和磷酸鈉、氯化鉀、氯化鈣、乳酸鈣、谷氨酸鈉等復(fù)配，從而減少單種鹽引起的不良風(fēng)味，降低鈉鹽的使用量。將氯化鈉、氯化鉀和谷氨酸鈉復(fù)配并結(jié)合減小鹽顆粒的手段，獲得粒徑117 μm的小顆粒鹽混合物作為土豆加工中的鹽類，可以在不改變感官品質(zhì)的條件下，降低食品中69%的鈉[34]。由于食鹽在食品中具有提高滲透壓、抑制微生物生長(zhǎng)的作用，因此，食鹽替代物的使用除了要考慮不良風(fēng)味的影響外，也要考慮產(chǎn)品微生物生長(zhǎng)引發(fā)的食品安全問(wèn)題。利用氯化鉀、乳酸鈣及抗壞血酸等復(fù)配作為肉制品加工的食鹽替代物，在8 周的貯藏期中，替代鹽產(chǎn)品的菌落總數(shù)更少，由于乳酸鈣、抗壞血酸等酸性物質(zhì)的存在使得復(fù)配鹽產(chǎn)品抗菌效果更優(yōu)[35]。

2.2 使用風(fēng)味增強(qiáng)劑

風(fēng)味增強(qiáng)劑通過(guò)激活口腔和喉嚨中的受體而起作用，有助于改善由于鹽的減少而引起的咸味感知下降。市場(chǎng)上有許多增味劑和掩蔽劑，包括天然呈味物質(zhì)、咸味肽、氨基酸以及一些植物調(diào)味料等。首先，一些天然呈味物質(zhì)具有增強(qiáng)咸味的作用。據(jù)報(bào)道，某些氨基酸（例如賴氨酸、鳥氨酸二鈉和肌酐酸二鈉）作為呈味物質(zhì)可以在香腸中使用，以彌補(bǔ)低鈉鹽的不足，掩蔽氯化鉀的苦味，生產(chǎn)出安全優(yōu)質(zhì)的發(fā)酵熟香腸[36]。其次，一些動(dòng)植物蛋白水解后產(chǎn)生的多肽也有助于增強(qiáng)食物的咸味感知，例如Tada等[37]在酪蛋白水解物BPIa（H-Arg-Gly-Pro-Pro-Phe-Ile-Val-OH）的N端類似物合成過(guò)程中偶然發(fā)現(xiàn)了能夠呈咸味的多肽，Khetra等[38]將水解植物蛋白用于奶酪制備中以增強(qiáng)奶酪的鮮味，進(jìn)而增強(qiáng)了咸味感知。再者，一些氨基酸如谷氨酸等也具有增強(qiáng)咸味刺激的作用，谷氨酸對(duì)咸味的影響是由于咸味與鮮味的互相增強(qiáng)作用產(chǎn)生，因此可用一些鮮味劑增強(qiáng)咸味作用。另外，一些植物調(diào)味料也具有增強(qiáng)咸味的作用。一些調(diào)味料如大蒜（大蒜素）、辣椒（辣椒素）和黑胡椒（胡椒堿）等物質(zhì)中有一些化合物刺激類香草素受體[39]，可幫助掩蓋鈉的缺乏或減少，因此可以添加調(diào)味料增加咸味。如表1所示，將味精或核苷酸添加到香腸配方中后，其風(fēng)味強(qiáng)度更高，咸味更強(qiáng)，消費(fèi)者對(duì)含有味精香腸的評(píng)價(jià)也更高[40]。

表1 減鹽途徑、應(yīng)用類型及影響Table 1 Pathways, applications, and implications of salt reduction

此外，賴氨酸和琥珀酸等風(fēng)味物質(zhì)也被用作風(fēng)味增強(qiáng)劑用于降鹽產(chǎn)品[63]，這些化合物可用于替代高達(dá)75%的NaCl而不影響風(fēng)味。通過(guò)添加木寡糖和增味劑（精氨酸和酵母提取物），發(fā)揮協(xié)同作用，改善了咸味并降低了苦味，也是一種有效的減鹽不減咸手段[64]。

2.3 改變物理形態(tài)和分布

通過(guò)減小鹽的顆粒尺寸，增加其在食品表面的分布面積，也可以增強(qiáng)咸味感知，減少鹽的攝入。鹽晶體顆粒大小對(duì)咸味感知有影響，與大、中型晶體相比小型食鹽晶體會(huì)顯示出更快的口腔擴(kuò)散速率[60]，較小的晶體粒度分?jǐn)?shù)可以在相同鈉消耗量情況下產(chǎn)生更強(qiáng)的咸味感知。例如，通過(guò)噴霧干燥工藝處理氯化鈉和麥芽糊精混合物，形成較小的復(fù)合物顆粒，經(jīng)過(guò)感官評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，與較大的微粒相比，小顆粒具有更快的融化速率，更強(qiáng)的咸味釋放能力[65]。改變鹽的分布、增大食物基質(zhì)中鹽與味蕾的直接接觸面積，既可減少鹽的使用，又不損失咸味。將鹽散布于食品表面，例如將鹽直接灑在披薩餅皮上等方法，可以明顯加快食品中鈉的釋放速率，使受試者獲得短時(shí)強(qiáng)烈的咸味感知[47]。經(jīng)過(guò)噴霧干燥來(lái)構(gòu)造空心鹽顆粒，作為調(diào)味油（如檸檬油、大蒜油等）的固體載體可以提供快速、強(qiáng)烈的氣味和咸味感知，這樣在增強(qiáng)感官香氣的同時(shí)刺激了咸味感知，最終達(dá)到減少鈉攝入的目的[66]。這種將增味劑和中空結(jié)構(gòu)結(jié)合的方法可增強(qiáng)總體咸味感知，同時(shí)減少食品中的鹽消耗量。通過(guò)噴霧干燥形成小顆?；蛑锌諝咏Y(jié)構(gòu)制備的產(chǎn)品，雖然咸味感知效果較好，但相應(yīng)的制備工藝成本較高。因此，通過(guò)改善食鹽的物理形態(tài)和分布，降低成本以實(shí)現(xiàn)減鹽不減咸產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)需要更多的深入研究。

3 膠體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高咸味感知

日常飲食中的鈉大部分來(lái)源于加工食品，而在加工食品中膠體食品（如奶酪、香腸等）是鈉的重要來(lái)源[67-68]。此外，食品膠體是具有一定結(jié)構(gòu)的混合物分散系統(tǒng)，能有效控制生物活性成分的傳遞和釋放，例如，利用多重乳液體系可以保護(hù)水溶性胭脂紅和油溶性類胡蘿卜素免受降解[69]，水凝膠結(jié)構(gòu)能緩解體系中親水活性物質(zhì)咖啡因的釋放[70]，而蛋白質(zhì)乳液凝膠體系中辣椒素的釋放更快[71]。類似地，可以利用食品膠體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制鹽的釋放，提高咸味感知以減少鹽的攝入，最終實(shí)現(xiàn)食品的“減鹽不減咸”。在食品體系中，鹽的分布主要在水相或界面中，而疏水相的體積和鹽的分布對(duì)咸味感知具有重要影響。因此，可以通過(guò)調(diào)節(jié)基質(zhì)結(jié)構(gòu)與組成、控制加工性能、加快界面失穩(wěn)和多風(fēng)味協(xié)同利用等增強(qiáng)咸味的感知。

3.1 調(diào)節(jié)基質(zhì)結(jié)構(gòu)與組成，增強(qiáng)鈉的釋放

食物基質(zhì)是一個(gè)多成分、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的體系，對(duì)食品膠體基質(zhì)的改善可以從基質(zhì)成分構(gòu)成、與鹽的相互作用、膠體結(jié)構(gòu)和界面性質(zhì)等方面進(jìn)行調(diào)節(jié)。

膠體成分組成影響鈉的釋放，調(diào)節(jié)基質(zhì)成分包括增加食品膠體中水分、多糖含量，減少某些蛋白含量，調(diào)節(jié)脂肪含量等手段。在乳液中，水溶性非揮發(fā)性味覺(jué)化合物的感官?gòu)?qiáng)度取決于水相中味覺(jué)素的濃度[72-73]，因此，在相同食鹽添加量條件下，增加脂肪含量以減少水的含量會(huì)提高水中的鹽濃度，增強(qiáng)咸味感。通過(guò)模擬咀嚼蛋白凝膠也發(fā)現(xiàn)了同樣的趨勢(shì)，在6 min的測(cè)試時(shí)間內(nèi)，體系脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，水中鈉離子質(zhì)量濃度越高（圖2）[68]。蛋白對(duì)于咸味感知的影響取決于蛋白的類型、濃度和pH值等因素[74-75]，帶負(fù)電基團(tuán)的蛋白以及較高的蛋白質(zhì)含量會(huì)導(dǎo)致鈉釋放減少和咸度的降低，因?yàn)樨?fù)電基團(tuán)和高蛋白濃度會(huì)增強(qiáng)酸性氨基酸與Na+的靜電吸引，同時(shí)也會(huì)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使鈉的遷移率下降。多糖的添加會(huì)加快鈉的釋放，其對(duì)凝膠結(jié)構(gòu)中鈉釋放的影響是由于對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞所造成，如圖3所示，如果在奶酪形成之前，向牛奶中添加低?；Y(jié)冷膠或κ-卡拉膠則會(huì)由于消耗和橋接絮凝而導(dǎo)致形成大的聚集體，從而改變奶酪的最終網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并導(dǎo)致鹽釋放量的增加[76]。在對(duì)蛋白質(zhì)/多糖混合凝膠的一系列研究中發(fā)現(xiàn)，與均相或蛋白質(zhì)凝膠比，具有雙連續(xù)或粗鏈微結(jié)構(gòu)凝膠的漿液釋放更多，因此鹽釋放速率更高[77]。

圖2 乳液蛋白凝膠的體外鈉釋放測(cè)量裝置（A）和蛋白、脂肪、氯化鈉水平及均質(zhì)壓力對(duì)乳液凝膠體外鈉釋放的影響曲線（B）[68]Fig.2 Measurement device for in vitro sodium release from solid lipoproteic colloid gels (A) and effect of protein, fat and sodium chloride levels on it (B)[68]

圖3 多糖通過(guò)改變干酪的微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控鹽的釋放[76]Fig.3 Polysaccharides control salt release from cheese through changing the microstructure[76]

膠體與鹽的相互作用可控制鈉的釋放，調(diào)節(jié)基質(zhì)成分可以有效控制咸味感知，如減少鈉在基質(zhì)中的靜電相互作用，減少束縛等。一方面，與基質(zhì)無(wú)離子相互作用的鈉離子很容易浸泡在食物漿液中，在口腔加工時(shí)引起食物基質(zhì)變形，使液體從凝膠網(wǎng)絡(luò)的孔中流出，導(dǎo)致漿液的釋放，而增加的漿液釋放則顯示出增強(qiáng)鈉釋放和咸味感的作用[78]；而與基質(zhì)有離子相互作用時(shí)，鈉離子與帶負(fù)電的生物聚合物如酪蛋白酸鈣、黃原膠和κ-卡拉膠等發(fā)生靜電相互作用，可以吸附鈉離子，抑制鈉釋放和鹽味的感知[20,79]。另一方面，一些陽(yáng)離子如鉀、鈣離子可以與鈉離子競(jìng)爭(zhēng)離子型多糖的結(jié)合位點(diǎn)，促使更多的鈉離子釋放，因此降低鈉的分子遷移率，導(dǎo)致最終的咸味增加。例如，在離子型多糖黃原膠溶液中鈉的橫向弛豫率值（分子遷移率）降低，而當(dāng)該膠體為非離子型多糖刺槐豆膠或瓜爾豆膠時(shí)則未發(fā)現(xiàn)變化的現(xiàn)象[80]充分說(shuō)明了這一點(diǎn)。

膠體結(jié)構(gòu)影響鈉的釋放，設(shè)計(jì)合理的基質(zhì)微結(jié)構(gòu)是減鹽不減咸的有效方法之一。通過(guò)控制凝膠的孔隙率、液滴粒徑和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以控制咸味的感知。增加孔隙度會(huì)增加漿液釋放，導(dǎo)致最初的凝膠變形期間鈉釋放量增加，從而增強(qiáng)咸味[72]。在含有脂肪的凝膠體系中，脂質(zhì)顆粒尺寸的變化會(huì)影響鈉的釋放，如經(jīng)過(guò)高壓均質(zhì)后的乳液，分散相粒徑減小會(huì)導(dǎo)致凝膠在口腔加工中的分解程度的增加，從而增加表面積，允許更多的鈉釋放[12,81]，如圖3所示。另外，通過(guò)研究質(zhì)地與咸味感知之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，高孔隙度和高脆性的大孔隙結(jié)合在一起，可能是造成凝膠破裂后鹽釋放增加的主要原因[68]。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化也會(huì)影響鈉的釋放，比如脂肪含量的增加可導(dǎo)致凝膠內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分散性增強(qiáng)，并因此使凝膠孔隙率降低，造成最終咸味感知減弱；而在脂肪含量相同的情況下，脂肪顆粒較小的凝膠網(wǎng)絡(luò)分散且結(jié)構(gòu)易被破壞，從而使鈉的釋放加快[72]。另一方面，聚合物濃度增加會(huì)形成更致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，聚合物鏈增多會(huì)產(chǎn)生物理干擾形成物理屏障，從而阻礙鈉從結(jié)構(gòu)中的釋放。例如在明膠凝膠中，隨明膠含量的增加網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，初始時(shí)間300 s內(nèi)鈉的釋放明顯減慢[82]。

膠體界面性質(zhì)同樣會(huì)影響鈉的釋放。增加鈉在界面的分布，調(diào)節(jié)界面性質(zhì)，可以提高鈉的有效利用率。在水包油乳液中，通過(guò)監(jiān)測(cè)以酪蛋白為乳化劑的乳液樣品的鈉利用率，Yucel等[74]發(fā)現(xiàn)當(dāng)以乳化的形式促使酪蛋白酸鈉定位于乳狀液界面時(shí)，鈉的初始釋放量因界面面積的增加而顯著增加。多層乳液也可以調(diào)節(jié)咸味感知，例如利用辛烯基琥珀酸酐（octenyl succiniate anhydrate，OSA）改性藜麥淀粉作為乳化劑[83]，將鹽包埋于水包油包水（water in oil in water，W/O/W）雙重乳液的內(nèi)部水相中，其總鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)可從0.650%減少到0.496%，相當(dāng)于減少了23.7%的鹽分，而不會(huì)影響咸味的感知強(qiáng)度[84]。在不影響食品原有味道的前提下，通過(guò)研究蛋白質(zhì)-鹽相互作用對(duì)低水分系統(tǒng)鹽釋放的影響，以及在水化過(guò)程中對(duì)鹽的感知，Yucel等[85]發(fā)現(xiàn)在界面處具有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的乳狀液體系具有更快的初始鈉釋放速率，初始鹽濃度更高，鹽后味更低。

3.2 控制加工性能，加快鈉的傳遞

鈉可以通過(guò)擴(kuò)散轉(zhuǎn)移從凝膠中釋放出來(lái)，這在很大程度上取決于膠體的性質(zhì)和破碎程度[85]，而凝膠的破碎程度與食用人員的咀嚼特征有關(guān)。通過(guò)模擬咀嚼過(guò)程的壓縮實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，在低壓力下，凝膠中鹽的釋放基本不受影響，凝膠會(huì)形變但不破裂，但當(dāng)壓縮至斷裂點(diǎn)時(shí)，樣品循環(huán)壓縮使凝膠破裂時(shí)產(chǎn)生的表面積增加，使鈉的釋放速率明顯加快。如圖4所示，在利用模型奶酪模擬咀嚼的壓縮實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，脂肪的存在導(dǎo)致較早的咸味感知和較長(zhǎng)的咸味持續(xù)時(shí)間[86]，這是由于較高的脂肪含量削弱了蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致在壓縮時(shí)產(chǎn)生具有較大的接觸面積的小顆粒，因而導(dǎo)致較高水平的鹽釋放。在凝膠體系中，將結(jié)冷膠、明膠分別制成水凝膠，經(jīng)過(guò)壓縮，產(chǎn)生了不同的斷裂特性，明膠分解成比結(jié)冷膠更小的片段，呈現(xiàn)出不同的表面積[87]，由于擴(kuò)散速率取決于表面積，因此導(dǎo)致釋放曲線呈現(xiàn)差異[74]。

圖4 模型奶酪的擊穿測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置（A）和4 種產(chǎn)品的主要感覺(jué)-時(shí)間曲線圖（B）[86]Fig.4 Schematic diagram of experimental setup used for puncture test (A)and temporal dominance of sensation (TDS) curves of four products (B)[86]

在含脂肪的凝膠中，咸度感知也與凝膠的易碎性呈正相關(guān)。已有研究人員對(duì)固體結(jié)冷膠和κ-角叉菜膠/刺槐豆膠混合物中鹽的釋放進(jìn)行研究，在兩次大的應(yīng)變壓縮后添加水，并記錄20 s后的鈉濃度，發(fā)現(xiàn)鈉水平的差異與斷裂應(yīng)變以及壓縮實(shí)驗(yàn)中的斷裂程度有關(guān)[15]。改變膠體結(jié)構(gòu)的質(zhì)地、控制加工性能、加快鈉的傳遞可以實(shí)現(xiàn)咸味感知的提高。

3.3 加快界面失穩(wěn)，增強(qiáng)咸味感知

建立一定體系的乳液，使其定向失穩(wěn)，也可以增強(qiáng)鈉的釋放。在油包水型乳液中，水相質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的體系，在口腔加工過(guò)程中容易失穩(wěn)，從而釋放出更多的鈉，同時(shí)，少量的油脂涂覆會(huì)增強(qiáng)咸味感知。而W/O/W型多重乳液可用于在消化過(guò)程中有針對(duì)性地釋放水溶性或油溶性活性物質(zhì)，因此，構(gòu)建W/O/W型乳液使其內(nèi)部水相中溶解鹽，在口腔加工時(shí)結(jié)構(gòu)受破壞而迅速破乳實(shí)現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)烈的鹽刺激，于是就可以向味覺(jué)感受器快速傳遞大量的鈉離子。通過(guò)制備W/O/W型雙重乳液，對(duì)于氯化鈉進(jìn)行包封，通過(guò)口服加工，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鈉的釋放加強(qiáng)，咸味感明顯增強(qiáng)[88]。

利用OSA改性淀粉顆粒作為穩(wěn)定劑，Chiu等[84]成功地將1.6%的鹽包封在W/O/W乳狀液的內(nèi)部水相中，包封率達(dá)90%以上；同時(shí)利用鈉離子特異性探針和感官分析，在體外、體內(nèi)分別評(píng)估了微結(jié)構(gòu)的破壞和鹽的釋放和感知，結(jié)果如圖5所示，研究發(fā)現(xiàn)易于被口腔中酶類分解的乳化劑包裹的鹽溶液具有更好的鈉釋放效果和更明顯的咸味，這對(duì)于減鹽新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)具有指導(dǎo)意義。

圖5 OSA淀粉酯化改性程度及淀粉酶的存在對(duì)于油滴表面結(jié)構(gòu)和鹽的釋放的影響[84]Fig.5 Effects of octenyl succiniate anhydrate starch modification degree and the presence of amylase on surface structure of emulsion oil droplets and salt release[84]

一種最大程度加快傳遞效率的方法是將物質(zhì)（如鈉離子）濃縮在食物易釋放的小區(qū)域內(nèi)，例如中空鹽微球技術(shù)等，在口服破壞過(guò)程中釋放出大量的鈉，從而增強(qiáng)食物的咸味。這種快速向受體傳遞刺激物質(zhì)的方法減少了黏附蛋白的分泌，從而增加了所產(chǎn)生的味覺(jué)感受，這一方法可在不影響感官品質(zhì)的情況下減少鈉的攝入。

3.4 多種風(fēng)味協(xié)同，增強(qiáng)咸味感知

脂質(zhì)含量的變化會(huì)刺激味蕾，使咸味感增強(qiáng)或減弱。例如，在一定的膠體結(jié)構(gòu)中，脂質(zhì)的大量釋放會(huì)降低感官知覺(jué)和強(qiáng)度，但少量的油脂刺激可能增強(qiáng)受體細(xì)胞的敏感性，從而增強(qiáng)咸味感知[89]。在油包水型乳液中，水相質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的體系在口腔加工過(guò)程中容易失穩(wěn)釋放出更多的鈉，從而增加咸度感知。目前，關(guān)于脂質(zhì)對(duì)于咸味感知的影響猜測(cè)可能由于脂質(zhì)中的脂肪酸可使味覺(jué)受體細(xì)胞的敏感性增加[90]，使其對(duì)鈉有更加強(qiáng)烈的反應(yīng)，從而增強(qiáng)咸味感知。利用皂素納米乳液噴霧干燥形成的中空鹽顆粒可以作為新型的載體，通過(guò)制備裝有調(diào)味油的空心鹽顆粒增強(qiáng)了典型的香氣屬性和咸味感以減少鈉的攝入[66]。除了改變?nèi)橐后w系中的水相比例、提高水相氯化鈉載量外，若能對(duì)蛋白、多糖進(jìn)行組合，調(diào)節(jié)乳液界面膜厚度、流變學(xué)性能，系統(tǒng)地研究界面與咸味感知的關(guān)系，有助于未來(lái)設(shè)計(jì)一定的食鹽輸送體系，從而開(kāi)拓乳液在減鹽行業(yè)的應(yīng)用。

4 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)膠體進(jìn)行一定的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，包括加工之前的成分選擇、加工過(guò)程中膠體孔隙度的調(diào)節(jié)、分散相顆粒大小、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的致密性與均勻性設(shè)計(jì)等，以及加工后鹽的分布都會(huì)影響食用過(guò)程鈉的釋放，在一定程度上能夠影響咸味的感知。通過(guò)調(diào)節(jié)基質(zhì)性質(zhì)、改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化食鹽分布和加快界面失穩(wěn)等優(yōu)化食物結(jié)構(gòu)可以有效增強(qiáng)咸味，這為設(shè)計(jì)和構(gòu)建減鹽產(chǎn)品提供了理論依據(jù)。但是，利用膠體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)減鹽尚未廣泛地應(yīng)用到食品中，這主要受限于食物體內(nèi)加工的復(fù)雜性。而對(duì)于構(gòu)建咸味感知的體內(nèi)和體外對(duì)照模型，確定膠體結(jié)構(gòu)與口腔加工特性之間的相互作用關(guān)系等還有待進(jìn)一步研究。通過(guò)對(duì)食品膠體進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有助于開(kāi)發(fā)高效穩(wěn)定、安全環(huán)保的減鹽產(chǎn)品。未來(lái)，在食品工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，利用食鹽輸送載體進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在提高鈉的有效利用率方面具有巨大潛力，也為食品添加劑在傳遞體系中的應(yīng)用提供了新思路。