“聞”香知甜，甜更濃！神經(jīng)風(fēng)味科學(xué)掀起減糖新風(fēng)暴

來源：Foodaily每日食品2021-08-26

香氣能增強(qiáng)人類對(duì)甜味的感知。它能掀起代糖行業(yè)的新革命風(fēng)暴嗎？

糖在人類生活中的重要性不言而喻。然而，糖又是當(dāng)代食品產(chǎn)業(yè)中最令人糾結(jié)的成分。無論當(dāng)下已經(jīng)找到怎樣優(yōu)秀的代糖方案，似乎良好、自然的口感與健康之間總是難以兼得。如何找到更具性價(jià)比的甜味物質(zhì)？如何在保持愉悅口感的同時(shí)降低對(duì)健康的影響？……圍繞“賦甜、減糖”的探索已有數(shù)十年，食品飲料配料行業(yè)如今仍在樂此不疲地尋找更卓越的方案。

從合成甜味劑到天然甜味劑、從甜味受體的研究到對(duì)甜味分子的改造與創(chuàng)新，人們總是習(xí)慣從“舌頭”和“糖”體本身尋求突破。然而，感受到甜味是口腔、鼻腔、喉嚨以及大腦聯(lián)合執(zhí)行的復(fù)雜生理行為和認(rèn)知過程，探尋觸發(fā)甜感過程中的控制節(jié)點(diǎn)，就相當(dāng)于找到了控糖的新捷徑。減糖，其實(shí)可以有另一種思路！

轟轟烈烈的減糖運(yùn)動(dòng)孕育出眾多主打減糖概念的新銳品牌。其實(shí)，行業(yè)更期待具有顛覆意義的新技術(shù)來推動(dòng)自身邁向新的發(fā)展階段。新消費(fèi)浪潮下，人們喊出“所有產(chǎn)業(yè)都值得重做一遍”的豪邁口號(hào)。那么，甜味行業(yè)新的革命將從哪里啟程？減糖2.0時(shí)代的大幕會(huì)由誰開啟？

01

用神經(jīng)風(fēng)味科學(xué)重構(gòu)減糖邏輯

大腦控制著人類飲食行為。對(duì)各種風(fēng)味、味道的感受無不處于復(fù)雜的神經(jīng)鏈路調(diào)控之下。神經(jīng)科學(xué)，不僅輔助人們洞察食品選購過程中的心理決策機(jī)制，預(yù)測(cè)流行色彩、新穎質(zhì)構(gòu)的未來競(jìng)爭(zhēng)力，也在暗地里操縱食品的味覺表現(xiàn)。千萬年的生理進(jìn)化后，人類對(duì)于糖，對(duì)于甜味已形成一套牢固的感知機(jī)制。弄清它，對(duì)于減糖將大有幫助！

圖片來源：europepmc.org

1、甜從何來？探尋甜感的“心機(jī)”

科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：從舌尖到大腦，感知“甜”僅需1.4毫秒。只要涂抹在嘴唇的一丁點(diǎn)兒甜味，就能安慰嚎啕大哭的嬰孩，這是遠(yuǎn)古始祖不斷進(jìn)化而來的心理和生理獎(jiǎng)賞效應(yīng)。

甜味是一種強(qiáng)烈而清晰的刺激。從神經(jīng)科學(xué)的角度，糖是以快速的認(rèn)知和令人滿意的感知啟動(dòng)自下而上的認(rèn)知通道。糖不僅僅是產(chǎn)生甜味知覺的物質(zhì)（“糖衣”），它更是代表高質(zhì)量的熱量，而且能快速激活大腦獎(jiǎng)賞神經(jīng)，給人以愉悅的心里滿足感受。所以說，甜感的本質(zhì)是能激活大腦獎(jiǎng)賞機(jī)制的熱量（“炮彈”）。

甜味是唯一能發(fā)出食物可以吞咽明確指令的感官屬性，因?yàn)樗碇磳⑼萄实氖澄锸前踩?、有營養(yǎng)價(jià)值的食物。甜味感觸發(fā)了對(duì)糖的期待。糖的識(shí)別和感知是一種多感官刺激，因?yàn)樘呛苌俦粏为?dú)品嘗，而是與其他成分一起出現(xiàn)在水果、果汁或飲料中。在甜味感知機(jī)理的一般性認(rèn)知中，舌頭味蕾中的味覺受體細(xì)胞是關(guān)鍵角色，但對(duì)甜味的感知并非只有受體細(xì)胞在參與。科學(xué)研究表明，蔗糖能激發(fā)大腦前腦島皮質(zhì)、額葉腦蓋、紋狀體和扣帶回等涉及獎(jiǎng)賞機(jī)制神經(jīng)產(chǎn)生強(qiáng)烈反應(yīng)。蔗糖能增加中腦區(qū)域多巴胺的分泌，從而產(chǎn)生愉悅的心理感受。甜感是由大腦而非舌頭產(chǎn)生的。

早在20世紀(jì)70年代，就有科學(xué)家認(rèn)為：水果中的揮發(fā)性化合物可能與甜味有聯(lián)系。不過，單一揮發(fā)物在水果中的含量很低，對(duì)甜感的促進(jìn)效果很有限。

圖片來源：x-mol.com

數(shù)年前，美國佛羅里達(dá)大學(xué)味覺科學(xué)家Linda Bartoshuk和她的同事們?cè)噲D通過一項(xiàng)研究，剖析人們吃番茄時(shí)獲得的體驗(yàn)究竟源自哪種分子，卻獲得了意外發(fā)現(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：某些品種的番茄含糖量雖然較低，但測(cè)試者卻認(rèn)為其味道更甜。“黃色軟糖豆”（Yellow Jelly Bean）和“瑪?shù)倌?span style="font-family:;">”（Matina）兩個(gè)番茄品種，其中的葡萄糖+果糖含量分別為4.5克和4克（每100毫升），但甜度表現(xiàn)卻相差一倍，分別為13和25。兩種番茄的主要差異在于，“瑪?shù)倌?span style="font-family:;">”的7種揮發(fā)物含量都至少為“黃色軟糖豆”的兩倍。當(dāng)研究團(tuán)隊(duì)從番茄里分離出這些揮發(fā)物，并將其添加到糖水中之后，糖水的甜度立刻上升。

圖片來源：Science Photo Library

類似的結(jié)果也出現(xiàn)在草莓與藍(lán)莓的甜度PK中。雖然草莓的含糖量遠(yuǎn)低于藍(lán)莓，但甜度卻勝出藍(lán)莓?dāng)?shù)倍。事實(shí)上，草莓中含有的揮發(fā)物種類約為30種，而藍(lán)莓“可能只有3種”。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓科學(xué)家們浮想聯(lián)翩：如果混入一些芳香揮發(fā)物，是否就能用更少的糖制作一杯新鮮檸檬汁？

而這種新的減糖思路也在不斷啟發(fā)食品行業(yè)，也許，我們不必如此依賴甜味劑！

2、我們憑什么“聞”香知甜？被忽視的鼻后嗅覺

嗅覺是基于鼻前或鼻后位置的化學(xué)感受器。前鼻和后鼻感覺通過嗅球傳遞到嗅覺感覺皮層，但后鼻感覺（也稱鼻后感覺）也可以通過顱神經(jīng)傳導(dǎo)到味覺皮層。前鼻和后鼻感覺在神經(jīng)處理路徑上的差異造成后鼻嗅覺和味覺的混淆，后鼻感覺可以描述為鼻后腔中嗅覺、味覺和覆蓋鼻感的結(jié)合?？诟谐３１诲e(cuò)誤地限制在非揮發(fā)性味道化合物中，而來自伊比西公司的科學(xué)家則證明：鼻后嗅覺和鼻后味覺也會(huì)影響口感的感知。

自上世紀(jì)60年代氣相色譜誕生和普及后，香精香料行業(yè)的發(fā)展被傳統(tǒng)的定義自我束縛，加之日用香精一直占香精公司業(yè)務(wù)的主導(dǎo)地位，行業(yè)對(duì)新型香原料的創(chuàng)新一直困在揮發(fā)性物質(zhì)的瓶頸中。而對(duì)于食品飲料而言，鼻后香氣比鼻前香氣更為重要。比如，榴蓮和臭豆腐的氣味和入口食用的感受就是證明。

伊比西的科學(xué)家認(rèn)為，在減糖飲品配方中，添加熟悉的甜水果香氣比如桃子或柑橘風(fēng)味，有助于啟動(dòng)快速的感知決策，可以幫助克服高倍甜味劑的弱點(diǎn)。然而，在大多數(shù)情況下，高倍甜味劑與揮發(fā)性氣味的結(jié)合仍然不足以刺激真實(shí)糖的甜味感知。為此，需要借助于不易揮發(fā)和非揮發(fā)性物質(zhì)的鼻后刺激，與高倍甜味劑的口服刺激和揮發(fā)性氣味的微弱而短暫的鼻后刺激一起觸發(fā)真實(shí)糖的甜味識(shí)別，才能產(chǎn)生完美的蔗糖般甜味感受。

3、觸發(fā)甜感：整體性風(fēng)味決策

氣味對(duì)于甜感識(shí)別的促進(jìn)作用，成為創(chuàng)造新代糖方案的技術(shù)基礎(chǔ)。而真正推動(dòng)減糖研究出現(xiàn)本質(zhì)飛躍的，則可以追溯到人們對(duì)于清潔標(biāo)簽的深入反思。

2018年，美國IFT（食品科技學(xué)會(huì)）官網(wǎng)上發(fā)布的一篇綜述文章總結(jié)了清潔標(biāo)簽背景下的減糖策略。從以天然甜味劑作為底層實(shí)現(xiàn)，到加入甜味增強(qiáng)劑，再到crossmodel correspondense（跨模態(tài)響應(yīng)），最后到實(shí)現(xiàn)純粹的、天然的、最小化添加量的清潔標(biāo)簽型的代糖方案。

圖片來源：www.ift.org

跨模態(tài)響應(yīng)是實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的一個(gè)重要領(lǐng)域，目前已經(jīng)延伸到食品飲料的產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中。在減糖策略中最容易理解和應(yīng)用的就是“嗅-味整合”，即如何利用鼻腔中的香氣來增加口腔中的甜味。

例如，食物的視覺、（飲食時(shí)的）聲音、觸覺都可以調(diào)動(dòng)大腦對(duì)于甜度的感知。寬口圓杯中的咖啡、紅色的酒飲、較高的音調(diào)、光滑的表面，都會(huì)給人以“甜美”的暗示。

對(duì)甜味的感知過程，充分印證了人腦作為高度進(jìn)化而來的復(fù)雜器官，在處理高級(jí)感知時(shí)所體現(xiàn)出的精妙機(jī)制。從這個(gè)意義上說，甜感不只是哲學(xué)還原論意義上的、存在于舌頭上的甜的味覺，而是從整體論出發(fā)的一個(gè)整體性風(fēng)味決策。

神經(jīng)風(fēng)味科學(xué)已經(jīng)為行業(yè)指明了代糖研究的新方向。然而我們不禁要問：一個(gè)穩(wěn)定存在了幾十年的產(chǎn)業(yè)，需要做如此大的變革嗎？

02

140年迭代創(chuàng)新，

風(fēng)光無限的代糖也有“滿腹苦水”

從1879年人類發(fā)明糖精開始到現(xiàn)在，代糖已經(jīng)走過142年歷史。在工藝性能、口感表現(xiàn)、人體安全等諸多要素的相互制衡下，科學(xué)界和食品產(chǎn)業(yè)界始終保持著對(duì)代糖的創(chuàng)新熱情。代糖開發(fā)商們?cè)趯覍覟樾碌拇欠桨柑嵘C合表現(xiàn)力而歡呼雀躍之時(shí)，也在隨時(shí)準(zhǔn)備接受來自企業(yè)、消費(fèi)者、社會(huì)各界對(duì)于代糖硬傷的無情批判。那么，已經(jīng)歷經(jīng)數(shù)代演化而在食品飲料中擁有極高使用率的代糖，到底會(huì)有哪些“硬傷”？

圖片來源：ruled.me

1、無熱量和低熱量甜味劑的致命傷：甜的虛在外表

甜味是基于II型味蕾細(xì)胞T1R2和T1R3形成異質(zhì)體的受體傳導(dǎo)感覺。這些跨膜蛋白使人類能夠感知各種甜物質(zhì)，如糖、某些氨基酸、植物基糖苷、蛋白質(zhì)和合成甜味劑。糖與無熱量及低熱量甜味劑引起的甜味感覺是基于共享相同的生化接收和傳遞信號(hào)體系，但無熱量及低熱量甜味劑和蔗糖仍然有著本質(zhì)的區(qū)別。

蔗糖除了甜味外，還提供了飽滿的口感和濃郁的醇厚風(fēng)味。更重要的是，蔗糖作為重要的碳水化合物，還提供能刺激大腦獎(jiǎng)賞回路給人類帶來的愉悅滿足感。比如，甜味受體也存在于胃腸道中，占領(lǐng)此地的甜味受體如果受到刺激，則表明入口食物正在為我們的身體準(zhǔn)備熱量。而無熱量和低熱量甜味劑并不能和腸胃道的甜味受體很好地結(jié)合。

因此，甜味劑雖然和蔗糖一樣，都能刺激相同的信號(hào)，但不提供能量。甜味劑僅有甜感的外表，卻很少能觸發(fā)攝入蔗糖時(shí)的愉快感覺。

圖片來源：伊比西

2、想說愛你不容易：三氯蔗糖和赤蘚糖醇的“四大硬傷”

硬傷1：香氣與甜味的失調(diào)

氣味-味覺組合是食物的內(nèi)在特征。冗余、一致的氣味-味覺信息的相互作用有助于感知，避免刺激處理中的模糊性。在實(shí)際感知中，會(huì)帶來更短的識(shí)別時(shí)間和更高的識(shí)別精度。

用高倍或低熱量甜味劑取代蔗糖需要考慮香氣-味道的相互作用。雖然大多數(shù)消費(fèi)者熟悉氣味-糖的組合和感知的一致性，但一般人并不熟悉氣味與高倍甜味劑的組合，并會(huì)直觀感受到二者在風(fēng)味上的不協(xié)調(diào)。特別是赤蘚糖醇明顯的化學(xué)味、口腔干燥感（不生津）以及余味的薄荷般涼感，給很多風(fēng)味飲料配方帶來極大的挑戰(zhàn)。

硬傷2：覆口感與甜味的失調(diào)

雖然口感在感官研究中長期以來一直被忽視，但人們普遍認(rèn)為口感是消費(fèi)者接受和偏好的主要決定因素。在飲料中，糖是感知（飽滿）覆口感的主要成分，用高倍甜味劑代替糖會(huì)導(dǎo)致口感發(fā)生顯著變化。由于口感受損，減糖飲料經(jīng)常被認(rèn)為“空洞、和水一樣稀薄或缺乏飽滿感”。即使通過赤蘚糖醇或者增稠劑可以恢復(fù)一部分口感，但由于這些代糖產(chǎn)品對(duì)酸度缺乏掩蓋作用，以及缺乏典型的糖-異味（包括苦味）相互作用，消費(fèi)者還是能意識(shí)到缺乏真正的甜感物質(zhì)，即蔗糖。

圖片來源：Advanced Drug Delivery Reviews

硬傷3：甜味不正

食品研發(fā)者通常從時(shí)間強(qiáng)度特征評(píng)估高倍甜味劑與蔗糖的差異。起甜速度慢、沒有甜味沖擊感、甜味掛舌、金屬味、后苦味這些眾所周知的典型特征，造成高倍甜味劑的配方經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)酸甜平衡很難把握，風(fēng)味存留時(shí)間短等令配方工程師頭痛不已。隨著使用甜度的提高，這些缺陷會(huì)越來越顯著。

硬傷4：赤蘚糖醇存在潛在健康風(fēng)險(xiǎn)

赤蘚糖醇獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)令身體無法消化它們，大約90%的赤蘚糖醇會(huì)以尿液形式排出體外，剩余未消化的10%則進(jìn)入結(jié)腸。在結(jié)腸中，它們會(huì)被腸道細(xì)菌發(fā)酵，產(chǎn)生氣體。因此，攝入過多容易引發(fā)腹脹、腸鳴等不良反應(yīng)。特別對(duì)于腸易激綜合征（IBS）患者，則不建議攝入赤蘚糖醇。

歐盟認(rèn)為，飲料中添加2.5%赤蘚糖醇并不能確保沒有腹瀉等安全隱患，因此歐盟法規(guī)明確規(guī)定，赤蘚糖醇在飲料中的添加劑量必須控制在1.6%以下。

在國內(nèi)，市面上的減糖飲品中，大部分氣泡水中赤蘚糖醇的添加量都在3%以上，個(gè)別乳制飲品的添加量高達(dá)8%，運(yùn)動(dòng)型飲料中赤蘚糖醇的添加量也相當(dāng)可觀。從甜味劑行業(yè)幾十年發(fā)展的路徑來看，目前尚無任何一種十全十美的代糖產(chǎn)品，健康風(fēng)險(xiǎn)研究和商業(yè)推廣之間始終存在博弈，這些都是代糖產(chǎn)業(yè)必須正視的現(xiàn)實(shí)，目前風(fēng)頭最勁的赤蘚糖醇同樣如此。

甜味劑的諸多不足，也成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不竭動(dòng)力。如果說，針對(duì)各種代糖產(chǎn)品的挖掘與性能研究支撐起減糖1.0時(shí)代，那么，基于神經(jīng)風(fēng)味科學(xué)的“風(fēng)味-甜感”新代糖思路，則成為減糖2.0時(shí)代大幕徐啟的標(biāo)志。

03

神經(jīng)甜感香精：

為減糖飲料注入新靈魂

作為世界領(lǐng)先的天然風(fēng)味調(diào)節(jié)劑革新者，伊比西的科學(xué)家們運(yùn)用神經(jīng)科學(xué)、美食學(xué)和化學(xué)等跨學(xué)科理論對(duì)甜感的深入探索，對(duì)天然大腦極樂感分子進(jìn)行全面篩選，緊握神經(jīng)風(fēng)味科學(xué)的認(rèn)知決策理論，用風(fēng)味（包括覆口感、味覺和鼻后嗅覺）整體性原則設(shè)計(jì)出一系列克服高倍甜味劑痛點(diǎn)的解決方案。

伊比西推出的神經(jīng)甜感濃縮香精普魯斯特?、薩瓦蘭?、席蔓?、維多森?和象牙海岸濃縮香精—ThauMagic?竹芋提取物等系列產(chǎn)品，成為減糖配方工程師得心應(yīng)手的工具箱。

圖片來源：伊比西

1、一站解決：“對(duì)癥下藥”的神經(jīng)甜感香精

針對(duì)減糖后食品飲料配方的甜感和風(fēng)味痛點(diǎn)，伊比西可提供多種解決方案，以滿足不同客戶的差異化應(yīng)用需求：

普魯斯特?濃縮香精能夠加速三氯蔗糖等高倍甜味劑的起甜速度、切斷其甜味掛舌、提升醇厚飽滿口感，從而整體改善甜感；

薩瓦蘭?濃縮香精能夠遮蔽功能性成分的苦澀異味，如動(dòng)植物蛋白異味、草本苦澀異味、腥味等；

席蔓?可以顯著降低水果風(fēng)味和新鮮感的感知閾值，從而激發(fā)水果風(fēng)味和新鮮感，同時(shí)增強(qiáng)口舌生津的刺激口感，汁感充盈宛若鮮榨；

維多森?濃縮香精可強(qiáng)力阻斷高倍甜味劑帶來的甜味掛舌與不良余味，甜感干凈；

ThauMagic?象牙海岸濃縮香精索馬甜能夠提升醇厚口感和順滑感，增強(qiáng)乳脂香、乳脂感和風(fēng)味感知，為減糖/減脂含乳飲料補(bǔ)充濃郁的奶香風(fēng)味和絲滑口感。

圖片來源：伊比西

其中，普魯斯特?系列濃縮香精，通過提供飽滿的鼻后香氣，補(bǔ)足使用高倍甜味劑減糖時(shí)缺失的真實(shí)蔗糖風(fēng)味。在飲料品嘗前段加快起甜速度，使甜味快速到達(dá)峰值；中段提升并激發(fā)水果風(fēng)味、增強(qiáng)并延長風(fēng)味感知、同時(shí)提升醇厚感；后段切除甜味掛舌和不良異味等，創(chuàng)造愉悅的整體風(fēng)味。

2、革新型成功案例：將原有配方中赤蘚糖醇降至1.6%以下，全面提升產(chǎn)品健康形象

圖片來源：伊比西

普魯斯特?濃縮香精在無糖白桃氣泡水應(yīng)用中，與三氯蔗糖和赤蘚糖醇協(xié)同使用，能夠在保持同樣甚至實(shí)現(xiàn)更愉悅口感和風(fēng)味的同時(shí)，大幅降低赤蘚糖醇的添加量（從4.0%降至1.6%），顯著降低使用成本。

3、創(chuàng)新型成功案例：完全不使用赤蘚糖醇，暢飲無負(fù)擔(dān)

圖片來源：伊比西

一般高倍甜味劑的添加量超過一定范圍，會(huì)出現(xiàn)明顯后味缺陷。例如，三氯蔗糖無明顯后味缺陷的添加量上限為5%SEV，甜菊糖無明顯后味缺陷的添加量上限一般為2%SEV。而消費(fèi)者滿意的甜感閾值一般在10%SEV以上，氣候越炎熱的地區(qū)，消費(fèi)者認(rèn)知中的滿意甜感閾值也越高，比如東南亞地區(qū)的飲品甜度一般都在16%SEV以上。

針對(duì)高甜度飲料應(yīng)用，伊比西創(chuàng)新的解決方案能夠在不使用赤蘚糖醇的情況下，完美達(dá)到12%SEV（SEV，sugar equivalent value糖當(dāng)量）甜度，滿足國內(nèi)外有“減糖又高甜”的市場(chǎng)需求和配方痛點(diǎn)。而其使用天然高質(zhì)量甜菊糖時(shí)的飲品甜度可以提高到8%SEV以上，并提供口腔飽滿感，甜味純正、酸甜平衡、香氣余味悠長。

伊比西濃縮香精產(chǎn)品完美解決三氯蔗糖的甜感硬傷和使用赤蘚糖醇潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)，在保持口感的同時(shí)降低成本。目前，伊比西神經(jīng)甜感香精系列已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各類產(chǎn)品中，包括熱度不減的網(wǎng)紅氣泡水、持續(xù)火爆的奶茶、異軍突起的功能性飲品、以及各種水果風(fēng)味飲料等等。

04

總結(jié)

暑氣正消，國內(nèi)減糖熱浪卻仍然炙手。僅在過去一個(gè)月中，就有酸奶、低糖巧克力、新中式果茶、乳汽水、輕巧脆餅干等類型眾多低糖/無糖新品爭(zhēng)相上市，不禁讓人感慨減糖所蘊(yùn)藏的巨大消費(fèi)潛力，而這正是推動(dòng)食品配料企業(yè)開發(fā)減糖方案的根本動(dòng)力。

從感官神經(jīng)層面尋找提高甜感風(fēng)味的表現(xiàn)力，從而降低用糖（甜味劑）量，伊比西用神經(jīng)風(fēng)味科學(xué)感官認(rèn)知決策理論打開了全新的減糖之門，將有力推動(dòng)食品行業(yè)邁向減糖2.0時(shí)代。