唾液的功能與食品的設計

陳之秀

偶然間，記者讀到一篇關于“唾液如何改變食品味道”的文章，文中提到：唾液與食品間的相互作用形成了我們所感知到的味道。那么，唾液在我們的飲食中究竟扮演著怎樣的角色？它對食品感官會帶來怎樣的影響？出于這種好奇心，記者決定就唾液與食品的關系問題，對浙江工商大學食品與生物工程學院陳建設教授進行專訪。

唾液研究與“食品口腔加工”

陳建設教授開門見山地說：“先前的食品研究很少關注唾液，我們團隊在研究食團組成時發現了一個重要的現象：咀嚼后的吞咽食團有近一半是我們的唾液（大約占比40-50%）。這個現象促使我們思考：我們感知到的究竟是食品本身，還是食品與唾液的混合物？”他進一步補充道：“在進食過程中引發的感官感知與食品唾液混合物的特性有關，而非僅僅食品材料本身，這一觀點受到越來越多食品同行的認可，也得到了越來越多的研究證實。”

談到“食品口腔加工”研究的興起，陳建設特別強調了“平衡態”的概念，他說：“食品在體外和在口腔內有很大的區別。在體外，食品處于平衡狀態，常規的食品性質和組成分析都是在平衡態下進行的，但是食品進入口腔之后，其微結構和組分不斷地動態變化，處于非平衡態。”

據陳建設回憶，多年前的一次科研項目，讓他對此有了更深刻的理解。“當時我們與一家公司合作開展了食品脆性研究，發現無論是土豆片、薯干，還是蘇打餅干，使用傳統的儀器測量（如質構儀）無法很好的預測進食過程中口腔內部發生的情況。”在他看來，把食品作為一種材料，并應用材料科學的方法來研究食品的口腔行為和感官感知是不充分的。

陳建設說：“如果忽視物理測量與真實的口腔情況之間的巨大偏差，那么我們獲得的研究結果不僅與真實情況相差甚遠，甚至可以說是在碰運氣。基于此，我們提出了食品與人體的相互作用這個概念，并逐漸聚焦在食品口腔加工的行為研究。”

食品口腔加工（Food oral processing）這個概念是陳建設在2009年首倡的，得到了食品學界的熱烈響應。陳建設說：“2010年，我組織了第一屆國際食品口腔加工研討會；2012年，出版了首本‘食品口腔加工的專著；2014年，我從英國利茲大學回到浙江工商大學，成立了國際上首個食品口腔加工研究實驗室。目前，‘食品口腔加工已經成為食品科學的一個新的前沿性的研究領域。”

交叉食品物理學、口腔生理學、感官心理學以及大腦神經科學，是“食品口腔加工學”顯著特點。陳建設領導的食品口腔加工實驗室一直致力原創性研究和前沿探索。經過多年的耕耘，形成了系統的食品口腔加工學理論，包括飲食過程中食品結構破壞與重組理論、食品與唾液相互作用理論、口腔軟摩擦理論、食團吞咽控制理論等，建立了一系列應用于食品口腔加工研究的新技術和新方法（如口腔軟摩擦實驗技術、口腔動態風味釋放測試方法、飲食能力測試儀、多功能口腔咀嚼模擬裝置、唾液乳化能力分級方法等）。據了解，這些新的研究技術和原創性的研究成果在國際上處于領先地位，引領著學科的前沿發展。

在專訪中，談及團隊未來發展的目標，陳建設說：“我們的研究主要有兩個著力點，一是探索學科發展前沿，開拓新的領域和熱點；二是緊盯行業痛點，解決食品工業的技術瓶頸問題。我們希望通過揭示食品與人體之間的相互作用，并研究其中的物理學、生理學和心理學原理，來指導健康美味食品的設計，并為政府相關部門提供政策制定的科學支持。”

唾液具有多種功能

那么，唾液與水有何不同？唾液的功能又是什么呢？

陳建設分析道，“從已知文獻理解，唾液中接近99%是水，但是唾液的性質與水又完全不同。所以，在中醫學理論中，唾液被稱作‘津液。唾液中含有超過1000多種蛋白，但到目前為止，我們還不清楚大部分蛋白的功能。”他舉例稱，嬰幼兒在不自覺情況下流出的唾液不僅細長且難斷裂，這與水完全不一樣。

為什么唾液具有如此特殊的性質特征？唾液如何影響食品感官和飲食體驗？這非常值得食品科學家的思考。

基于這一背景，2017年，陳建設團隊首次系統分析了食品與唾液相互作用的機理和對飲食的重要影響，并在過去幾年中開展了大量的相關研究，形成了一系列的研究成果。“總體上來講，食品與唾液的相互作用可以分為兩個方面，一是在分子和膠體水平上的相互作用；二是食品微結構和性質變化。例如，唾液淀粉酶對淀粉的酶解活性比一般的淀粉酶都要高。所以，當我們在食用米飯時，不僅會感知到硬度明顯下降，而且還會嘗到淡淡的甜味，這是因為唾液淀粉酶降解了米粒中的淀粉，并產生了單糖。唾液中還存在脂肪酶，雖然它的活性和含量都較低，但有些學者認為它在脂肪感知中起著重要作用。” 陳建設說，在食品微結構變化方面，舉例來講，“如果我們將牛奶入口并與唾液混合后立即吐出，在顯微鏡下可以明顯觀察到牛奶脂肪顆粒的絮凝。這個微結構變化與唾液的膠體相互作用直接有關。”

此外，“澀味”是唾液對食品感官影響的一個很好例證。陳建設說：“‘澀實際上不是味覺，而是觸覺、感覺。特別是一些未成熟的植物和水果，其所含的豐富的多酚類物質與唾液蛋白相互作用，剝離了唾液蛋白在口腔表面的吸附，使得口腔表面完全暴露，產生了收斂的澀感。”

陳建設指出，唾液與食品相互作用的例子不勝枚舉，直接或間接地影響著我們的飲食體驗與感官感知。

“唾液的乳化能力是我們團隊的另一個重要發現。這個發現也讓我們對傳統的脂肪口腔感官理論進行新的思考。”陳建設說，當我們食用東坡肉時，脂肪與唾液在舌頭的剪切和攪拌作用下，形成微米級的脂肪顆粒，唾液蛋白有效吸附于這些脂肪顆粒表面，形成穩定的唾液乳狀液。

陳建設進一步解釋稱，口腔內油脂從連續相變為分散的微小液滴會顯著改變其行為特征，從而影響個體對油脂的感知。這個研究結果不僅豐富了食品口腔加工理論，更為減脂食品的設計提供了新的思路。

唾液也是風味物質的傳遞媒介。陳建設說：“食品的滋味是通過唾液來傳遞的。比如，糖、鹽等物質，需要先溶解在唾液，再傳遞到我們的味覺受體。唾液并不咸，卻可以讓我們嘗到咸味薯片的咸；唾液并不酸，卻讓我們在吃檸檬時感受到強烈的刺激。氣味物質亦是如此。比如，香氣物質亦是先溶解于唾液，再釋放遷移到我們的鼻腔。因此，唾液蛋白與香氣成分之間的相互作用對調節我們的氣味感起著關鍵作用。”

“唾液是個很神奇的天然流體，具有很多的功能和作用。除了上述與食品相關的作用外，唾液在日常生活中也是非常重要的，起到口腔保護的重要作用。唾液具有很好的緩沖能力，可以顯著減緩酸性物質對口腔表面的刺激。最為重要的是唾液對口腔起到潤滑作用。”陳建設說，如果沒有唾液，我們說話、唱歌、日常生活都會變得非常困難。臨床上有一種疾病叫“口干癥”。如果唾液分泌量太低，不僅吃飯會很不容易，就連簡單的說話也會感到困難。缺少了唾液，舌頭與口腔表面之間的相互摩擦會產生嚴重的灼痛感。

人體唾液分泌的差異性

陳建設指出，一個健康成年人，每天大約分泌兩升的唾液。日常生活中，我們會每隔幾分鐘自覺或不自覺的吞咽唾液。唾液的分泌具有明顯的節律性，白天醒著的時候唾液多，晚上睡著的時候唾液少，早上醒來的時候比較低，到了下午唾液分泌率會升高。唾液的分泌節律可能是影響我們一日三餐食物選擇的重要因素，也許人們早餐吃得清淡的一個原因就是，早上的時候唾液分泌少，不能處理太多的油膩物。到了晚餐的時候，人們可以吃火鍋和高脂肪含量的食物，很可能與這個時候的唾液流率比較高有關系。

就唾液的個體差異而言，陳建設說：“每個人的唾液流率（每分鐘分泌唾液的量）不一樣，唾液成分也不一樣，所以它的功能就不一樣。它不僅受個體的生理和健康狀況影響，也受個人生活習慣和行為狀態的影響。例如，個體是否抽煙、是否在使用藥物等，這些都會影響唾液的分泌。”

通過調查發現，唾液分泌還與人群或者飲食文化之間存在聯系。“我們通過比較漢族和蒙古族人群的唾液分泌，發現兩者之間存在著顯著的差異。”陳建設解釋說，漢族人因為吃碳水化合物比較多，唾液中淀粉酶的活性明顯比蒙古族人要高，即唾液降解淀粉的能力要比蒙古族人高；相反，蒙古族人群唾液中的脂肪酶活性明顯高于漢族人群，這可能與他們食用相對較多的肉制品與乳制品有關。在陳建設看來，“不同飲食偏好導致的口腔生理、唾液生化的差異遠比我們想象的要復雜得多。”

食品設計要發揮唾液的功能

陳建設指出，我們對唾液在飲食過程中重要作用的理解為未來的食品設計和消費提供了嶄新的思路。

陳建設表示，未來的食品設計可以根據不同人群和不同場景設計不同的食品，把食品生產變得更加精細化。比如，能否針對人體的唾液分泌節律，對早、中和晚餐進行不一樣的食品設計。能否根據高空飛行旅行時低壓環境和唾液分泌較少等特點，來巧妙地設計飛機餐食。此外，能否針對不同消費者群體（如嬰幼兒、兒童、成年人、老年人等，或者口干癥患者、康復病人等），根據他們的唾液分泌狀況，針對性的進行食品質構和形態設計。再比如，不同族群或不同飲食地域文化的消費者，他們的食品需求和感官體驗是否可以差異化處理。基于消費者口腔生理和唾液特征的精細化、個性化食品設計，不僅給食品工業帶來了新的考驗，同時也可能成為未來食品工業的新機遇。

“目前，我們對食品的風味釋放、傳遞過程等還知之甚少。風味成分如何從食品到味覺和嗅覺受體？風味感官的動力學過程是什么？受哪些因素控制？對于這些問題，如果我們有了很好的理解，將來的食品設計就可以真正達到健康美味的目的。”陳建設指出，在過去的幾十年中，食品的供應和消費者需求發生了天翻地覆的變化，從簡單的填飽肚子到追求營養健康，再到追求飲食過程中生理、心理的愉悅。如何為消費者提供愉悅可口、營養平衡、有益健康的高質量食品，已成為當代食品科學界和工業界的重要使命。

“健康食品更美味，美味食品更健康”，這既是萬千消費者的迫切需求，也是浙江工商大學食品口腔加工實驗室的團隊口號。陳建設說：“這個事情說起來容易，做起來難，未來我們還面臨著諸多挑戰和困難，但是也存在著機遇。在此過程中，僅靠學術界或工業界一方的探索是遠遠不夠的。讓學術界與工業界更加緊密地聯系起來，為大眾帶來更美好的飲食體驗，是食品行業同仁共同的努力方向！”

本期人物：

陳建設，浙江工商大學食品與生物工程學院教授。國際食品科學院院士，英國食品科學院院士，皇家化學會食品委員會理事，新西蘭梅西大學榮譽教授，英國利茲大學訪問教授和泰國農業大學客座教授。國際吞咽障礙者膳食標準化行動委員會的創始成員，國際食品口腔加工學術會議主席；國內外多家雜志主編或編委。主要從事食品口腔加工研究，是這一新興食品科學研究領域的開拓者和國際引領者。2016年獲美國AHSA學會的年度國際杰出成就獎；2019年以來，連續入選年度全球前10萬名最有影響力科學家；2022年入選全球最有影響力百名食品科學家。