唾液的功能与食品的设计

陈之秀

偶然间，记者读到一篇关于“唾液如何改变食品味道”的文章，文中提到：唾液与食品间的相互作用形成了我们所感知到的味道。那么，唾液在我们的饮食中究竟扮演着怎样的角色？它对食品感官会带来怎样的影响？出于这种好奇心，记者决定就唾液与食品的关系问题，对浙江工商大学食品与生物工程学院陈建设教授进行专访。

唾液研究与“食品口腔加工”

陈建设教授开门见山地说：“先前的食品研究很少关注唾液，我们团队在研究食团组成时发现了一个重要的现象：咀嚼后的吞咽食团有近一半是我们的唾液（大约占比40-50%）。这个现象促使我们思考：我们感知到的究竟是食品本身，还是食品与唾液的混合物？”他进一步补充道：“在进食过程中引发的感官感知与食品唾液混合物的特性有关，而非仅仅食品材料本身，这一观点受到越来越多食品同行的认可，也得到了越来越多的研究证实。”

谈到“食品口腔加工”研究的兴起，陈建设特别强调了“平衡态”的概念，他说：“食品在体外和在口腔内有很大的区别。在体外，食品处于平衡状态，常规的食品性质和组成分析都是在平衡态下进行的，但是食品进入口腔之后，其微结构和组分不断地动态变化，处于非平衡态。”

据陈建设回忆，多年前的一次科研项目，让他对此有了更深刻的理解。“当时我们与一家公司合作开展了食品脆性研究，发现无论是土豆片、薯干，还是苏打饼干，使用传统的仪器测量（如质构仪）无法很好的预测进食过程中口腔内部发生的情况。”在他看来，把食品作为一种材料，并应用材料科学的方法来研究食品的口腔行为和感官感知是不充分的。

陈建设说：“如果忽视物理测量与真实的口腔情况之间的巨大偏差，那么我们获得的研究结果不仅与真实情况相差甚远，甚至可以说是在碰运气。基于此，我们提出了食品与人体的相互作用这个概念，并逐渐聚焦在食品口腔加工的行为研究。”

食品口腔加工（Food oral processing）这个概念是陈建设在2009年首倡的，得到了食品学界的热烈响应。陈建设说：“2010年，我组织了第一届国际食品口腔加工研讨会；2012年，出版了首本‘食品口腔加工的专著；2014年，我从英国利兹大学回到浙江工商大学，成立了国际上首个食品口腔加工研究实验室。目前，‘食品口腔加工已经成为食品科学的一个新的前沿性的研究领域。”

交叉食品物理学、口腔生理学、感官心理学以及大脑神经科学，是“食品口腔加工学”显著特点。陈建设领导的食品口腔加工实验室一直致力原创性研究和前沿探索。经过多年的耕耘，形成了系统的食品口腔加工学理论，包括饮食过程中食品结构破坏与重组理论、食品与唾液相互作用理论、口腔软摩擦理论、食团吞咽控制理论等，建立了一系列应用于食品口腔加工研究的新技术和新方法（如口腔软摩擦实验技术、口腔动态风味释放测试方法、饮食能力测试仪、多功能口腔咀嚼模拟装置、唾液乳化能力分级方法等）。据了解，这些新的研究技术和原创性的研究成果在国际上处于领先地位，引领着学科的前沿发展。

在专访中，谈及团队未来发展的目标，陈建设说：“我们的研究主要有两个着力点，一是探索学科发展前沿，开拓新的领域和热点；二是紧盯行业痛点，解决食品工业的技术瓶颈问题。我们希望通过揭示食品与人体之间的相互作用，并研究其中的物理学、生理学和心理学原理，来指导健康美味食品的设计，并为政府相关部门提供政策制定的科学支持。”

唾液具有多种功能

那么，唾液与水有何不同？唾液的功能又是什么呢？

陈建设分析道，“从已知文献理解，唾液中接近99%是水，但是唾液的性质与水又完全不同。所以，在中医学理论中，唾液被称作‘津液。唾液中含有超过1000多种蛋白，但到目前为止，我们还不清楚大部分蛋白的功能。”他举例称，婴幼儿在不自觉情况下流出的唾液不仅细长且难断裂，这与水完全不一样。

为什么唾液具有如此特殊的性质特征？唾液如何影响食品感官和饮食体验？这非常值得食品科学家的思考。

基于这一背景，2017年，陈建设团队首次系统分析了食品与唾液相互作用的机理和对饮食的重要影响，并在过去几年中开展了大量的相关研究，形成了一系列的研究成果。“總体上来讲，食品与唾液的相互作用可以分为两个方面，一是在分子和胶体水平上的相互作用；二是食品微结构和性质变化。例如，唾液淀粉酶对淀粉的酶解活性比一般的淀粉酶都要高。所以，当我们在食用米饭时，不仅会感知到硬度明显下降，而且还会尝到淡淡的甜味，这是因为唾液淀粉酶降解了米粒中的淀粉，并产生了单糖。唾液中还存在脂肪酶，虽然它的活性和含量都较低，但有些学者认为它在脂肪感知中起着重要作用。” 陈建设说，在食品微结构变化方面，举例来讲，“如果我们将牛奶入口并与唾液混合后立即吐出，在显微镜下可以明显观察到牛奶脂肪颗粒的絮凝。这个微结构变化与唾液的胶体相互作用直接有关。”

此外，“涩味”是唾液对食品感官影响的一个很好例证。陈建设说：“‘涩实际上不是味觉，而是触觉、感觉。特别是一些未成熟的植物和水果，其所含的丰富的多酚类物质与唾液蛋白相互作用，剥离了唾液蛋白在口腔表面的吸附，使得口腔表面完全暴露，产生了收敛的涩感。”

陈建设指出，唾液与食品相互作用的例子不胜枚举，直接或间接地影响着我们的饮食体验与感官感知。

“唾液的乳化能力是我们团队的另一个重要发现。这个发现也让我们对传统的脂肪口腔感官理论进行新的思考。”陈建设说，当我们食用东坡肉时，脂肪与唾液在舌头的剪切和搅拌作用下，形成微米级的脂肪颗粒，唾液蛋白有效吸附于这些脂肪颗粒表面，形成稳定的唾液乳状液。

陈建设进一步解释称，口腔内油脂从连续相变为分散的微小液滴会显著改变其行为特征，从而影响个体对油脂的感知。这个研究结果不仅丰富了食品口腔加工理论，更为减脂食品的设计提供了新的思路。

唾液也是风味物质的传递媒介。陈建设说：“食品的滋味是通过唾液来传递的。比如，糖、盐等物质，需要先溶解在唾液，再传递到我们的味觉受体。唾液并不咸，却可以让我们尝到咸味薯片的咸；唾液并不酸，却让我们在吃柠檬时感受到强烈的刺激。气味物质亦是如此。比如，香气物质亦是先溶解于唾液，再释放迁移到我们的鼻腔。因此，唾液蛋白与香气成分之间的相互作用对调节我们的气味感起着关键作用。”

“唾液是个很神奇的天然流体，具有很多的功能和作用。除了上述与食品相关的作用外，唾液在日常生活中也是非常重要的，起到口腔保护的重要作用。唾液具有很好的缓冲能力，可以显著减缓酸性物质对口腔表面的刺激。最为重要的是唾液对口腔起到润滑作用。”陈建设说，如果没有唾液，我们说话、唱歌、日常生活都会变得非常困难。临床上有一种疾病叫“口干症”。如果唾液分泌量太低，不仅吃饭会很不容易，就连简单的说话也会感到困难。缺少了唾液，舌头与口腔表面之间的相互摩擦会产生严重的灼痛感。

人体唾液分泌的差异性

陈建设指出，一个健康成年人，每天大约分泌两升的唾液。日常生活中，我们会每隔几分钟自觉或不自觉的吞咽唾液。唾液的分泌具有明显的节律性，白天醒着的时候唾液多，晚上睡着的时候唾液少，早上醒来的时候比较低，到了下午唾液分泌率会升高。唾液的分泌节律可能是影响我们一日三餐食物选择的重要因素，也许人们早餐吃得清淡的一个原因就是，早上的时候唾液分泌少，不能处理太多的油腻物。到了晚餐的时候，人们可以吃火锅和高脂肪含量的食物，很可能与这个时候的唾液流率比较高有关系。

就唾液的个体差异而言，陈建设说：“每个人的唾液流率（每分钟分泌唾液的量）不一样，唾液成分也不一样，所以它的功能就不一样。它不仅受个体的生理和健康状况影响，也受个人生活习惯和行为状态的影响。例如，個体是否抽烟、是否在使用药物等，这些都会影响唾液的分泌。”

通过调查发现，唾液分泌还与人群或者饮食文化之间存在联系。“我们通过比较汉族和蒙古族人群的唾液分泌，发现两者之间存在着显著的差异。”陈建设解释说，汉族人因为吃碳水化合物比较多，唾液中淀粉酶的活性明显比蒙古族人要高，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显高于汉族人群，这可能与他们食用相对较多的肉制品与乳制品有关。在陈建设看来，“不同饮食偏好导致的口腔生理、唾液生化的差异远比我们想象的要复杂得多。”

食品设计要发挥唾液的功能

陈建设指出，我们对唾液在饮食过程中重要作用的理解为未来的食品设计和消费提供了崭新的思路。

陈建设表示，未来的食品设计可以根据不同人群和不同场景设计不同的食品，把食品生产变得更加精细化。比如，能否针对人体的唾液分泌节律，对早、中和晚餐进行不一样的食品设计。能否根据高空飞行旅行时低压环境和唾液分泌较少等特点，来巧妙地设计飞机餐食。此外，能否针对不同消费者群体（如婴幼儿、儿童、成年人、老年人等，或者口干症患者、康复病人等），根据他们的唾液分泌状况，针对性的进行食品质构和形态设计。再比如，不同族群或不同饮食地域文化的消费者，他们的食品需求和感官体验是否可以差异化处理。基于消费者口腔生理和唾液特征的精细化、个性化食品设计，不仅给食品工业带来了新的考验，同时也可能成为未来食品工业的新机遇。

“目前，我们对食品的风味释放、传递过程等还知之甚少。风味成分如何从食品到味觉和嗅觉受体？风味感官的动力学过程是什么？受哪些因素控制？对于这些问题，如果我们有了很好的理解，将来的食品设计就可以真正达到健康美味的目的。”陈建设指出，在过去的几十年中，食品的供应和消费者需求发生了天翻地覆的变化，从简单的填饱肚子到追求营养健康，再到追求饮食过程中生理、心理的愉悦。如何为消费者提供愉悦可口、营养平衡、有益健康的高质量食品，已成为当代食品科学界和工业界的重要使命。

“健康食品更美味，美味食品更健康”，这既是万千消费者的迫切需求，也是浙江工商大学食品口腔加工实验室的团队口号。陈建设说：“这个事情说起来容易，做起来难，未来我们还面临着诸多挑战和困难，但是也存在着机遇。在此过程中，仅靠学术界或工业界一方的探索是远远不够的。让学术界与工业界更加紧密地联系起来，为大众带来更美好的饮食体验，是食品行业同仁共同的努力方向！”

本期人物：

陈建设，浙江工商大学食品与生物工程学院教授。国际食品科学院院士，英国食品科学院院士，皇家化学会食品委员会理事，新西兰梅西大学荣誉教授，英国利兹大学访问教授和泰国农业大学客座教授。国际吞咽障碍者膳食标准化行动委员会的创始成员，国际食品口腔加工学术会议主席；国内外多家杂志主编或编委。主要从事食品口腔加工研究，是这一新兴食品科学研究领域的开拓者和国际引领者。2016年获美国AHSA学会的年度国际杰出成就奖；2019年以来，连续入选年度全球前10万名最有影响力科学家；2022年入选全球最有影响力百名食品科学家。