無糖可樂有甜味但沒有“靈魂”？這位食品專家找到了科學(xué)依據(jù)

心情低落時，一杯可樂或加糖咖啡是不是會給你帶來快樂與滿足的滋味？但過度攝入糖分會對健康帶來負(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，我國“十四五”規(guī)劃也提出了相應(yīng)的倡議。

很多男性朋友既愛喝可樂，又擔(dān)心發(fā)胖，那該怎么辦呢？代糖的誕生解決了這個煩惱，無糖可樂進(jìn)入了我們的視野！但是，為什么使用了代糖的無糖可樂和經(jīng)典可樂喝起來都甜但“失去了靈魂”、味感存在差異，這背后的分子機制是什么？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)致了我們喝無糖可樂時感覺味道不一樣的現(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)差異對溶劑水的氫鍵網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了不同程度的擾動，可能會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，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)合位點及結(jié)合過程中的熱力學(xué)參數(shù)。同時，結(jié)合的動力學(xué)參數(shù)如結(jié)合速率、形成的過渡態(tài)能量也各不相同。這些因素共同作用于甜味劑的動態(tài)感知，從而產(chǎn)生了不同的味覺體驗。

制約甜味動態(tài)感知機制研究的難點在于如何在實驗上獲得“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力學(xué)技術(shù)，基于食品感官科學(xué)研究平臺的甜味受體基因表達(dá)的“甜味細(xì)胞”模型，研究各類甜味劑刺激甜味細(xì)胞后的瞬時響應(yīng)動力學(xué)曲線，為深度解讀甜味動態(tài)感知機制提供實驗基礎(chǔ)。

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

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，化學(xué)背景的她面臨著如何將化學(xué)知識與食品科學(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，她需要從地基開始一點點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)機理?！庇谑牵龑⒒瘜W(xué)與食品科學(xué)創(chuàng)新性地結(jié)合，開辟了一條獨特的研究路徑。

做科研時的陳忠秀，是冰與火的交融，充滿激情的同時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，她始終秉持“科研是做出來的，不是坐出來的”的信念，靜心篤志攻克科學(xué)難題。她開玩笑地說，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)實中能像陳忠秀那樣真正沉下心來把研究做深做透的科研人員還不夠多?！巴饷娴氖澜缬肋h(yuǎn)是紛繁復(fù)雜的，社會對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”開始，二十年如一日扎根實驗室，目前她的成果與發(fā)現(xiàn)已經(jīng)涵蓋食品感官和食品營養(yǎng)相關(guān)化學(xué)機制。面對不同時期外界不同的考核機制和評價標(biāo)準(zhǔn)，她常鼓勵自己的研究生們，必須保持安靜的內(nèi)心，要有定力，做自己真正熱愛且對社會有益的科研。

“甜蜜事業(yè)”的傳承

多年來，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)入實驗室，有意識地讓他們參與課題研究，了解科研動態(tài)，把創(chuàng)新基因植入學(xué)生的血液。

“課上老師側(cè)重理論知識的傳授，但參與實驗室工作的過程中卻能培養(yǎng)我們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的實踐能力，這更有意義?！笔嘲蚕档拇笕龑W(xué)生馮蒨說。

“我要求食安系的所有科研實驗室向本科生開放，研究生們要熱情歡迎本科小朋友的加入！在這個過程中，本科生也被允許更換實驗室，這反映了他們在思考、在選擇，也是在探索自己的興趣點?！标愔倚阏f，“本科生與研究生齊成長”是商大食安專業(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：“陳教授的課含金量很高，全是要花心思、花時間才能吸收、掌握的?！标愔倚銇淼缴檀笾酰l(fā)現(xiàn)本科生缺乏一定的化學(xué)知識來理解復(fù)雜的食品體系，便開始探索新的課程設(shè)計。她深入研究了國內(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)計出《分子食品學(xué)》這門課。在具體的教學(xué)實踐中，陳忠秀善于融入世界前沿的學(xué)科資訊、當(dāng)下食品熱點事件，甚至是學(xué)校實驗室剛剛獲得的新發(fā)現(xiàn)，期望打開學(xué)生的視野，與時代、與世界接軌。在2023年，《分子食品學(xué)》獲得第二批國家級一流本科課程認(rèn)定。

“快樂生活，開心科研?！睙o論是做人，還是做科研，陳忠秀的陽光心態(tài)潛移默化地影響著她的學(xué)生們。“遇到困難，我們一起解決。我辦公室的沙發(fā)永遠(yuǎn)等你來?！彼傔@樣溫柔地對學(xué)生說。

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，為推動食品感知科學(xué)及食品行業(yè)發(fā)展做出了卓越貢獻(xiàn)。

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