你知道嗎?水果散發出的天然果香,燒烤時升騰的濃郁肉香,研磨咖啡豆時飄出的焦糖堅果氣息——這些誘人風味的背后,藏著一場精密無比的化學反應!食物風味的本質,正是一場精彩的“分子魔術"。
Section.01
風味的介紹
風味是一種化學感官效應,屬于嗅覺和味覺的表達,通過風味分子觸發多種化學過程來實現的。食品中風味分子是以脂肪酸、碳水化合物和氨基酸等為前體物質進行的多種代謝過程反應生成的產物,常見的風味分子包括月桂酸、辛酸、苯乙醇、香葉醇和丁酯乙酸等。人類利用風味物質方面的歷史悠久,香料的起源可追溯至公元前 3500 年左右的古埃及時期,用于制作香膏和宗教儀式,同時期中國夏商時期也開始使用芳香植物,最初用于驅疫避穢和祭祀。
Section.02
風味的感知機制
無論是嗅覺還是味覺,產生風味效應的步驟為:風味分子的出現、風味受體的激活、激發腦區活動、產生風味感官。
1. 嗅覺的感知機制
在風味所包含的感官效應中,嗅覺是排列較高的感官系統。
嗅覺受體 (Olfactory receptors,ORs) 屬于 A 類 GPCRs 家族, 可大量識別一定范圍內具有不同選擇性的風味分子[1]。嗅覺感知的主要過程是 ORs 和風味分子的特異性結合,并通過多個嗅覺神經元傳遞到嗅球,最后,前腦再結合來自嗅球的多維信號后識別氣味。
2. 味覺的感知機制
味覺主要包括甜、苦、咸、酸和鮮 5 種基本類型。
人的味覺感知是由舌頭上皮細胞中的味蕾開始的,每個味蕾由 50~150 個專門的味覺受體細胞組成。其中酸味和咸味的感覺是由離子激活的,因此,這些味覺感知涉及離子通道作為受體??辔?、甜味和鮮味的感覺是由兩種不同的G 蛋白偶聯受體家族 (G protein-coupled receptors, GPCRs) 調節的,分別為 TR type 1 和 TR type 2 成員,被命名為 TAS1Rs 和 TAS2Rs[2]。味覺受體細胞與傳入神經元相聯系,傳入神經元將信號傳遞給腦干和丘腦,從而產生味覺感知。

圖 1. A 類、B 類、C 類以及異源二聚體 C 類 GPCR 的結構示意圖 (A);人體鮮味和甜味受體主要結構的示意圖 (B)[3]。

圖 2. 嗅覺系統的工作原理 (A);味覺系統的工作原理 (B)[4][5]。
Section.03
風味分子的檢測技術
風味分子賦予食物不一樣的特質,既能反映食物的成熟度和腐爛度,也可以作為食品是否摻假的依據。目前常用的分析技術主要為電子鼻 (E-Nose)、氣相-質譜聯用 (GC-MS)、氣相色譜-離子遷移譜 (GC-IMS)、氣相色譜-嗅聞法 (GC-O-MS)、全二維氣相色譜-質譜聯用 (GC*GC-qMS) 和液相色譜 (HPLC) 及其聯用技術等。其中氣相-質譜聯用是目前應用較廣泛的風味檢測技術,Song 等人采用 GC-MS 技術對大棗的香氣進行分析,鑒定出香氣包含了醇類、酸類、烯類、酯類和呋喃類,其中醋酸、乙酸、丁酸和 2- 甲基丁酸是紅棗中常見的風味分子[6]。
以下為常見檢測方法的特點及適合范圍:

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MCE 目前提供多種標準品,每種產品均在 ISO17025 體系下進行檢測,并附有全面的分析文件以證明產品純度,含量及結構。我們的標準品涵蓋了多種類型,包括天然產物、脂質、食品添加劑、農藥、維生素、化妝品檢測標準品、代謝物類標準品和藥物檢測標準品等,適用于藥物分析、方法學研究、目標物的檢定及定量。

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參考文獻:
[1] Krautwurst, et al. Identification of ligands for olfactory receptors by functional expression of a receptor library. Cell 95.7(1998):917-926.
[2] Zhang, et al. Recent advances in development of biosensors for taste-related analyses. TrAC Trends in Analytical Chemistry 129(2020):115925.
[3] Kwon, et al. Conducting Nanomaterial Sensor Using Natural Receptors. American Chemical Society 1(2019).
[4] Kwon, et al. An Ultrasensitive, Selective, Multiplexed Superbioelectronic Nose That Mimics the Human Sense of Smell. Nano Letters (2015):6559-6567.
[5] Xu, et al. Applications of biosensing in assessing food flavor: advancements, challenges, and prospects. Food Chemistry 491.000(2025):19.
[6] Song, et al. Assessment of characteristics aroma of heat pump drying (HPD) jujube based on HS-SPME/GC-MS and e-nose. Journal of Food Composition and Analysis (2022).


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