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味感是食物在人的口腔內對味覺器官化學系統的刺激并產生的一種感覺。味覺對動物的攝食非常重要——提供了對食物的極其重要的感覺信息. 味覺可以分為甜、苦、酸、咸和鮮5種基本感覺形式. 在這5種味覺中, 苦味能引起厭惡反應, 被認為是一種抵御有毒物質的防御機制。
“苦”為中藥五味之一, 其zui顯著的特征在于閾值極低, 如奎寧, 當含量在0.005%時就可以品嘗出來。歷代醫藥學家對其功用總歸為: 苦能泄、能燥、能堅陰。而且許多苦味物質不僅僅賦予食品的苦味, 還具有其它的功能作用, 如抗腫瘤、降血壓、提高免疫等。膳食中的苦味成分特別是植物性多酚、黃酮類、萜和硫苷等化合物雖很苦，但卻具有抗氧化、降低腫瘤和心血管疾病發病率的作用，常被稱為植物性營養素。
1 苦味呈味機理
苦味感覺的生物學效應是很難解釋的。結構上毫不相干的化合物能產生相同的苦味與苦味受體有關。苦味受體本身具有疏水性, 同時又能吸附極性基。它由少數蛋白質的磷脂、特別是多烯磷酯、肌醇磷脂等構成。綜合現有文獻資料, 關于苦味物質與苦味受體之間的關系以及當苦味受體受到苦味物質刺激后轉換成苦味感覺有以下幾種學說。
1.1 空間專一性學說
等人認為味感受器對苦味物質的識別具有專一性, 它與味感受器上的脂質層的分子排列或結構有關。而Glenn則認為與脂質單層的表面壓力有關。當苦味物質與單層表面接觸，會因其兩者形成復合物而增加膜的表面壓力，從而牽涉到苦味刺激的感受。
1.2 內氫鍵學說
Kubola在研究延命草雙萜烯化合物時發現苦味的呈現需要AH 和B 基因，如果兩者之間的距離為0. 15 nm，就會形成內氫鍵，考慮到氫分子的疏水性，并且易與過渡金屬形成螯合物，這些因素符合一般苦味分子的結構規律。
1.3 三點接觸理論
許多學者提出關于苦味的化學呈味模式與甜味相似。此模式包括三部分: AH( 親電性基因) , B( 親核性基因) , X( 疏水基因)。若呈味物質的這三個基因分別與味感受器的A’、B’、X’三點結合則產生甜味。Tamura等認為，苦味分子產生苦味的條件為, 它的親電基因AH 與A ’結合，疏水基因X 與X’結合，而B’的位置必須是空的。Temussi認為呈味物質的分子中AH- B 的位置在立體結構上相反時，也會有甜味和苦味的差別, 即AH 于右方時是苦的, 于左方時是甜的。Belitz等用三維空間坐標圖顯示親電基( p+ ) 因親核基因( p- ) 和非極性疏水基因( a ) 的三維空間相對位置, 指出何種物質是甜的，何種物質是苦的, 當p+ 基因和p- 基因分別位于X 軸和Y軸，而疏水基因a 位于X 軸或Z 軸時，該化合物就產生苦味，當缺少p- 基因時也會產生苦味，此時無須考慮疏水基因的位置，針對多種苦味物質，他們p+ 和p- 之間的距離大概為0. 25 ～0. 80 nm。
2 苦味物質
存在于食物和藥物中的苦味物質基本上都是天然存在的成分, 主要包括生物堿、萜類、糖苷類和苦味肽類, 另外還有膽汁、某些氨基酸等, 一些含氮有機物及某些無機鹽類也有苦味。這些物質的分子大多含有諸如- NO2、= N、= N- 、- SH、- S- 、- SO2H、- S- S、= C= S 等官能團, 它們zui廣泛的結構特征首先是能作為配基形成金屬離子鰲合物，其次是都具有比較明顯的脂溶性。
迄今為止，共分離得到11種苦味素，其中檸檬苦素(limonin)、吳茱萸苦素(rutaevine)、吳
茱萸苦素乙酸酯(rutaevineacetate)、格羅苦素甲(graucinA)、吳茱萸內酯醇(evodol)、黃柏酮(obacunone)、jangomolide的結構均為已知的。目前又發現了4種新化合物, 已確定了結構：12α- 羥基檸檬苦素(12α-hydroxylimonin)、12α-羥基吳茱萸內酯醇(12α- ydroxyevodol)、6α- 乙酰氧- 5-表檸檬苦素(6α- acetoxy- 5- epilimonin)、6β- 乙酰氧-5- 表檸檬苦素(6β- acetoxy- 5- epilimonin)。
2.1 生物堿類
生物堿類是由吡啶、四氫化吡咯、喹啉、異喹啉或嘌呤等衍生物構成的含氨有機堿性物質, 多具有顯著的生理活性( 與其旋光性密切相關) 。已知的生物堿大約6 000 種，可分為59 類, 幾乎全部具有苦味，且在一般情況下, 生物堿的堿性越強越苦，成鹽后仍苦。
2.2 萜類
萜類化合物種類繁多，它們一般以含有內酯、內縮醛、內氫鍵、糖苷基等能形成螯合物的結構而具有苦味。
2.3 糖苷類
糖苷類苦味物質主要指黃酮類化合物，包括黃烷酮、黃酮、異黃酮、黃烷醇( 兒茶酚) 等13 種，達5 000 多個苦味酚類，存在于柑橘、茶、大豆、紅酒等物質中，它們各自發揮其特定的作用。
2.4 苦味肽類
蛋白質的水解產物多有苦味, 主要來自水解物質的低聚肽, 這是肽類氨基酸側鏈的總疏水性所引起的。目前多以Nay 等人提出的平均疏水值Q( Q= Σg/ n) 為標準, 當Q< 5. 44 KJ/ mol 時不苦; Q > 5. 8 KJ/ mol 時呈苦味, 疏水氨基酸比例越高，肽的苦味越強
2.5 無機鹽類
無機鹽類是食品的組分之一，許多無機鹽都具有苦味，其苦味與鹽類陰離子和陽離子的直徑都有關。隨著離子直徑的增大，鹽的苦味逐漸增強。比如碘化物比溴化物苦。
3 食品中的苦味物質
苦味食品中含有豐富的營養物質。有機化合物、維生素、氨基酸、生物堿、苦味素等多種營養成分均能在苦味食品中攝取到。這些物質為人體生長發育、強健機體所必需，因此，人們應多進食苦味食品，這將有益于他們的健康成長
3.1 蕓香科水果中的苦味物質
蜜柚與桔子、橙等水果一樣，屬蕓香科水果。蜜柚加工后易產生苦味， 從而影響了蜜柚產品的銷路。相關研究表明，蜜柚果實中的苦味物質主要有兩類： 一類是三萜系化合物的衍生物——檸檬苦素類， 代表物為檸檬苦素（limonin）、諾米林（nomilin）；另一類是黃烷酮糖苷類化合物，代表物為柚皮苷（naringin）。這些苦味物質雖然影響蜜柚產品的口感， 但其具有較強的抗氧化性和抗腫瘤性能，應用價值很高。在柑桔類果汁中, 由檸堿所引起的苦味zui為嚴重, 諾米林次之, 宜昌素和諾米林酸因其含量低而作用不明顯。
3.2 啤酒花中的α-酸和β-酸
酒花學名蛇麻(Mumulus, lupulus), 又名霍布(Hop)為大麻科, 草屬多年蔓性草本植物, 酒花品種很多,一般分苦味型和香味型品種。酒花是釀造啤酒的重要原料, 而酒花中的主要成分是草酮類(Humulones)或稱α- 酸和蛇麻酮類(Lupulones)或稱β- 酸, 它們是酒花苦味的主要來源。α- 酸類成分為律草酮(humulone)、異律草酮(isohumulone)、類律草酮(cohumulone)、聚律草酮(adhumulone)等; β- 酸類成分為蛇麻酮(lupulone)、類蛇麻酮(colupulone)、聚蛇麻酮(adluplone)等。上述化合物均為苦味成分, 其中以異律草酮zui苦,蛇麻酮次之, 其余苦味皆微。
多酚對啤酒質量起著雙重作用。多酚含量過高，容易造成色澤加深、混濁、沉淀等現象，影響啤酒的非生物穩定性；當含量過低時，啤酒變得寡淡，影響風味穩定性。多酚物質對啤酒風味的影響中zui不容易理解的是苦味。這其中zui重要的原因之一是缺乏對產生苦味感知理化反應的理解[。當多酚物質有足夠高的濃度時，賦予啤酒苦味和收斂性，有助于提高啤酒的風味穩定。多酚中的黃烷醇不僅影響啤酒的膠體穩定性，而且對啤酒風味老化起到重要作用。另外，隨著其聚合程度的不同，還可以提供苦味和收斂性。MCLAUGHLIN IAN R等
發現相對于只添加異α-acid酸的啤酒，在啤酒中添加酒花多酚的提取物，可以增加啤酒苦味強度、持續時間及收斂性。
3.3 茶中的茶堿
茶葉發現于中國，大約在2000 年前作為飲料開始被飲用。茶葉中含有茶多酚、茶氨酸、茶多糖、礦物質和維生素類等物質。現代科學證實，茶葉具有興奮中樞神經、擴張心血管、利尿、解痙、止咳及抗菌、抗突變、抗衰老、抗疲勞、抗腫瘤、抗輻射、抗齲齒、消除重金屬毒害、調節代謝、美容、抑制有害微生物、增強記憶等作用。施兆鵬等曾經證明了酯型兒茶素是綠茶苦澀味的主體，并認為夏茶苦澀味偏重的主要原因是茶葉中的酯型兒茶素含量增加，氨基酸含量降低的結果，同時還發現以兒茶素為主體的茶多酚類物質對茶湯滋味的影響可能存在著明顯的二次曲線關系，但是該問題缺少后續的研究，相關數學模型也未能進行精細的量化。Scharbert 等確定了茶葉中主要的呈味物質的閾值，并證明了紅茶澀味的主體物質是EGCG ， 苦味物質主要為咖fei堿和EGCG，蘆丁（茶葉中的黃酮苷）自身沒有明顯的滋味，但有增強咖fei堿苦味的作用。
3.4 咖啡中的咖fei堿
咖啡中含有的主要苦味物質是生物堿中的咖fei堿。苦味食品一般都具有較強的排毒解毒功能。粗制咖啡對重金屬有過濾作用，可防止鉛、汞、砷等重金屬的吸收。咖fei堿具有促進脂肪分解、緩解疲勞、有益消化、降低患肝硬化和肝癌的風險的作用。德國食品化學家Thomas Hofmann 和同事研究發現，咖啡豆中的綠原酸會轉化為綠原酸內酯，后者可分解為苯基二氫化茚。綠原酸內酯會產生適度的苦味，而苯基二氫化茚是造成濃咖啡“苦”不堪言的根本原因。
3.5 白酒中的苦味物質
白酒中的酸、甜、苦、咸等各種味, 與酒體中眾多的微量成分如酸、酯、醇、醛、酮、酚等的含量和相互之間的相對比例有著密切關系, 這就與釀酒生產工藝、工藝條件控制、生產現場衛生、操作管理等關系密不可分。白酒中的苦味物質眾多, 很難辨別出某種苦味是由何種物質引起的, 即其對應關系。引起白酒苦味的主要物質為雜醇類、醛類、酚類化合物、含硫化合物、生物堿、多肽、氨基酸、無機鹽 。
4 苦味受體基因家族
動物對苦味物質的識別源于外界環境中苦味物質和味蕾上苦味受體的結合, 進而引發一系列級聯放大反應, 使神經細胞興奮, 神經細胞再將神經沖動傳到大腦的味覺皮層zui終引起苦味的形成。苦味受體是一類7 次跨膜的G 蛋白偶聯受體(GPCR), 主要在口腔味蕾的受體細胞內表達。不同動物生存環境中的苦味物質是多樣化的, 相應地與苦味物質結合的苦味受體也應呈現多樣化趨勢. 而苦味受體多樣化的本質是苦味受體基因多樣化, 所以對動物苦味辨別能力分化的研究應立足于對苦味受體基因家族的研究。近年來, 隨著體外功能實驗體系的建立, 對苦味受體基因功能的研究取得了不少進展, 已經鑒定出了越來越多苦味受體的配體。
5 結語
苦味zui初是動物在長期進化過程中形成的一種自我保護機制，因為多數天然的苦味物質具有毒性，尤其是那些fu敗和未成熟的食物，所以動物會本能地厭棄有惡臭和苦味的食物。但是這種本能反應現在卻妨礙了人們的判斷，有些味苦的物質不僅沒有毒，反而對身體有益，多數苦味劑都具有藥理功能。雖然單純的苦味會讓人感到不愉快，但當它和甜、酸或其他味感調配得當時，能起著某種豐富和改進食品風味的特殊作用。
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