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食盐的主要成分是氯化钠（NaCl），氯化钠具有增强食品风味、改善食品质构和抑制有害微生物繁殖等性质，被广泛用于食品工业和居民日常饮食。氯化钠的过量摄入会导致许多健康问题。家庭烹饪及加工食品中的油炸食品，如薯片、饼干、薯条是氯化钠摄入的重要来源。对氯化钠结构进行调控，开发不同结构以及成分的食盐，可以达到减盐不减咸的效果，是减少氯化钠摄入量的有效途径。
中国农业大学食品科学与营养工程学院的公奕夫、李星、李媛*等人详细探讨味觉细胞感受咸味的机理和机体内钠吸收代谢机制，然后对国内外近年来与氯化钠结构调控及成分设计有关的减盐策略进行总结，讨论减少食品含盐量而不影响咸味的各项技术，如调控氯化钠物理结构（形貌和粒径）、包埋氯化钠、添加氯化钠替代物（咸味增强剂和天然呈味物质）。通过综述不同减盐策略的原理、特点和应用场景，为未来设计新型食盐产品，开发减盐健康食品，减少居民膳食盐摄入量，促进人民健康饮食提供理论依据和技术支撑。
1、氯化钠的咸味感知和吸收代谢过程
1.1 味觉感知系统
味觉是人体重要的生理感觉之一，在很大程度上决定着动物对饮食的选择，使其能根据自身需要及时地补充有利于生存的营养物质。味觉在摄食调控、机体营养及代谢调节中均有重要作用。味觉包括5 种真味：“甜、咸、酸、苦、鲜”，而其中咸味感知可确保人体摄入适当的食物以维持电解质平衡。味觉通过分布于舌头表面的味蕾感知。味觉感受的基本单元是味觉感受器细胞（TRCs），由TRCs组装成的味蕾大量分布在人体前舌、舌根和舌头两侧。舌头的全部区域均可以感受苦、酸、甜、咸和鲜味。不同呈味物质都会被表达特殊受体的不同细胞识别，然后将味觉转化为神经信号。神经信号通过多个神经站传递后，在大脑前岛叶刺激其独立的皮层区域。此外，味道与愉悦感相对独立。当饱腹感增加时，位于大脑额叶和岛叶皮层的味觉神经元的响应并不因饱腹感的增强而减弱，相比之下，在眶额皮层的味觉神经元的响应会随着饱腹感增加而下降，导致味道带来的愉悦感减弱。
1.2 氯化钠的感知和吸收代谢过程
当摄入食物后，食物中氯化钠会在咀嚼的过程中逐渐释放到唾液，并随舌头的机械运动分散在整个口腔。钠离子通过口腔中的味蕾感知。与甜味、鲜味和苦味的受体介导感知不同，咸味的感知是通过味觉感受器细胞膜上的离子通道调节。该过程从受体激活到神经递质释放，以电信号的方式进行，没有第二信使信号或钙升高的现象。口腔中的钠离子通过上皮细胞膜表面钠通道（ENaC）进入味觉受体细胞，导致膜去极化并产生动作电位。大电导离子通道CALHM1/3在强烈的膜去极化刺激下打开，ATP顺浓度梯度排出细胞，作用于传入神经纤维上亲离子的P2X2/X3 ATP受体。神经信号经过多个神经站的传递后刺激大脑皮层，产生咸味感知（图2）。与其他味觉相比，咸味感受细胞通过CALHM1/3和ENaCα基因的共同表达来唯一识别。此外，还存在多种非选择性离子通道，如瞬时感受器电位香草酸受体Ⅰ作为Na ＋ 、K ＋ 、NH 3＋ 和Ca 2＋ 的感受器，与咸味感知的传输有关。
膳食摄入的氯化钠在咀嚼和消化过程中转变为离子形态，近端结肠是膳食离子吸收的主要部位。哺乳动物近端结肠对钠的吸收发生在上皮细胞的顶端表面，主要为两种吸收机制——钠氢交换器3（Na ＋ /H ＋ exchanger 3，NHE3）和ENaC。结肠钠吸收是一个由ATP酶介导的能量消耗过程。经肠道细胞吸收的钠中约95%会由肾脏排出（图3），而其他钠主要储存在皮肤和肌肉中，这些钠被称为非渗透性钠。非渗透性钠通过与带负电荷的糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAGs）结合而无法直接被生物体利用，因此不会影响细胞外容积。非渗透性钠主要储存在皮肤间质、骨骼肌和内皮表层（endothelial surface layer，ESL），在皮肤间质中钠浓度可高达180～190 mmol/L。其中ESL是血管内皮细胞管腔面的一个动态层，其不断地与流动的血液交换，通过带负电荷的GAGs实现钠离子的缓冲。当ESL受到干扰时，更多的钠离子被运输到内皮细胞之间，导致水钠平衡被破坏，进而引发内皮硬化和水潴留（水肿）。
1.3 食品质构及成分对咸味的影响
咸味的感知除与食物中钠离子含量有关外，还与多种因素相关。对食物咸味产生影响的因素包括食物基质的结构、食物 成分对咸味感知的影响以及味觉与其他感官交互作用。
加工食品中的胶体体系，如乳液、颗粒、凝胶，是日常生活中钠的重要来源。食品大分子形成的网络结构对钠离子（咸味金属离子，如K＋、Ca＋）的释放、扩散和感知有重要影响。对食品胶体进行结构设计能够在增强咸味感知的同时减少钠的摄入。此外，使用卡拉胶-氯化钾-氯化钠复合物作为氯化钠替代品可以调节矿物质吸收（Na＋、K＋、Ca2＋），降低高血压和肾损伤风险。
天然风味物质可以通过嗅觉味觉协同作用或直接刺激味蕾细胞增强食品中咸味的感知。中空结构可以提高氯化钠在固体食物表面的覆盖率，并在咀嚼过程中更快地溶解在唾液中，从而向味觉感受器提供足够的钠离子。
2、调控氯化钠物理结构的减盐策略
食品在咀嚼过程中会持续释放钠离子，但仍存在很大一部分钠离子在不被感知的情况下被摄入。因此固体形态摄入的氯化钠应在咀嚼过程中尽可能多地溶解以提高口腔的咸味感知。比表面积越大的氯化钠颗粒溶解速率越快，目前通过增加比表面积实现减盐效果的手段包括制备特殊形貌的氯化钠和减小氯化钠的尺寸。
2.1 氯化钠颗粒形貌
特殊形貌的氯化钠颗粒具有更大的比表面积，溶解速率更快，可以实现钠离子的快速释放。通过实验比较几种不同形貌固体氯化钠颗粒的溶解速率，发现高度团聚、扁平、锥型和球形度低的氯化钠颗粒溶解速率较快、溶解时间较短（图4）。商业氯化钠来源于地下岩盐矿床和海水或天然盐水，其晶体结构为立方晶体（图5A），其中来自海水或天然盐水的氯化钠通常通过蒸发结晶获得。根据蒸发条件可以获得不同粒径和形貌的氯化钠。嘉吉公司生产的Diamond Crystal®盐具有独特中空金字塔形状（图5B），具有溶解速率快、黏附性强且堆积密度较低的特点，可以减少50%的钠含量薄片状的氯化钠颗粒（图5C）具有较大的比表面积、较低的体积密度和较高的溶解度，在乳液体系中可以更好地结合蛋白质和提高蛋白质溶解度等，同时是干燥食品减盐的理想选择。与立方晶体的氯化钠相比，成聚集状的氯化钠颗粒（图5D）溶解度提高2.8倍，咸度提高17%，味蕾检出时间缩短40%。然而具有特殊形状的氯化钠颗粒往往因为复杂的制盐工艺而售价高昂，目前在普通食品中的应用十分有限。
中盐公司开发的空心结构氯化钠（图5E）比表面积大于普通食用盐，比重为普通食盐的1/4～1/3，溶解速率比普通食盐快2倍以上。在同样咸度的情况下，比普通食盐使用量减少20%～30%，达到减盐的效果。泰莱公司开发的SODA-LO®空心氯化钠微球（图5F）口感与氯化钠相似，成分简单，由标准海盐晶体制成的自由流动的空心微球比普通氯化钠晶体小得多，但味道浓郁，能够提供纯净的咸味，可实现50%的减钠效果。
2.2 氯化钠颗粒粒径
小氯化钠的粒径可以增大其比表面积，从而加快其在唾液中的溶解速率，使钠离子更有效地转移到味蕾，从而有效降低食物中的氯化钠含量。目前减小氯化钠晶体粒径的方法有机械研磨、抗溶剂结晶、激光消蚀、蒸汽干燥、喷雾干燥、纳米喷雾干燥、电喷雾技术、低温化学方法和在有机溶剂中沉淀。近年来出现了制备超细氯化钠晶体的新技术，主要包括喷雾干燥和电流体雾化干燥。Moncada等发现在奶酪脆片调味中使用平均粒径为1.5 μm的纳米喷雾干燥氯化钠（图5G），产品的咸度明显高于平均粒径1 500 μm普通氯化钠，当颗粒粒径减少3个数量级后，可以达到25%～50%的减盐效果。利用喷雾干燥和电水动力雾化干燥制备的氯化钠颗粒（图5H）平均粒径分别为1.21 μm和520 nm，与普通氯化钠相比，咸度分别增加了2倍和3倍，在同样咸度水平下其氯化钠使用量分别降低了58.67%和65.34%。喷雾干燥在工业生产过程中微粒会黏附到喷雾干燥设备的内壁并导致微粒聚集，因此会面临产率较低的问题。
整体而言，需要不断探究不同应用场景下氯化钠晶体的适宜尺寸，以满足不同类型食物在咸味强度和感官接受度之间的平衡。
3、包埋氯化钠的减盐策略
在胶体食品（如奶酪、香肠等）中，经过疏水材料包埋的氯化钠会形成高盐浓度的非均匀区域，并且在咀嚼过程中释放，延长咸味感知，是一种降低食品中钠含量的有效策略。以麦芽糊精和辛烯基琥珀酸酐（OSA）改性淀粉作为包裹氯化钠的载体可以降低钠的释放速率，与商业氯化钠相比，包埋的氯化钠在口腔中钠释放更加持续稳定，能有效改善零食的咸味感知。麦芽糊精包埋样品释放钠的速率比OSA改性淀粉包埋样品快，并通过改变壁材的浓度调整钠的释放（图6）。相比酶处理和喷雾干燥产生的多孔玉米淀粉（PCS），通过凝胶化和冷冻干燥产生的脂蛋白基质可以更好地控制钠的释放，PCS颗粒中大部分氯化钠包裹在其表面，导致其钠的释放无明显变化，而脂蛋白载体中的氯化钠分散在其中，通过改变蛋白质含量和脂肪含量可以有效改变脂蛋白基质中钠的释放（图7）。
ConAgra Foods®使用油脂封装的微粉氯化钠以提高食品中对咸味的感知。包埋的氯化钠在面包中可以有效地增加咸度。
4、使用氯化钠替代物的减盐策略
4.1 氯化钠替代物
氯化钾的口感与氯化钠相似，且没有严重的不良副作用。K＋对人类的生命至关重要，在许多国家中已被确定为短缺营养素。摄入充足的钾与血压降低之间存在相关性，并且能降低中风和冠心病风险。但氯化钾存在刺激的辛辣味、金属味和苦味，必须引入有效的味觉改善剂克服氯化钾的感官缺陷。
一些其他金属元素（如钾、钙等）与钠元素具有类似的理化性质，因此采用这类咸味矿物盐部分替代氯化钠是一种广泛使用的减盐策略，包括金属离子的盐酸盐、乳酸盐和磷酸盐等。
4.2 咸味增强剂与天然呈味物质
咸味增强剂是一种可以增加食物咸味感知的物质。咸味增强剂包括核苷酸、酵母提取物、谷氨酸盐和氨基酸，可以通过激活口腔和喉咙中的味觉感受器，显著促进平衡低盐产品的咸味，并增加它们的咸味感知。不同减盐策略的原理、应用及特点如表2所示。
结论
高盐饮食不仅与心血管疾病密切相关，还会导致自身免疫系统破坏、肠道菌群紊乱等诸多健康问题。开发低盐食品有利于我国居民健康。目前以固体形式摄入的氯化钠是我国居民日常膳食食盐摄入的重要部分，因此通过固体氯化钠结构设计达到减盐不减咸的效果是一种十分具有前景的减盐策略。本文对改变氯化钠物理结构（形貌和粒径）、包埋氯化钠和添加氯化钠替代物（其他咸味矿物盐、咸味增强剂和天然呈味物质）等减盐策略进行详细的讨论和比较。通过详细解释咸味感知的过程，分析了不同氯化钠结构影响咸味感知的原理，以及 不同减盐策略的特点。未来的研究可聚焦于开发低成本、易于工业化生产以及配方纯净的不同形态氯化钠。此外，由于目前评价固体形态氯化钠咸度的方法主要通过感官评价，存在难以准确定量分析及横向对比的问题，因此开发针对固体形态氯化钠咸度的定量评价方法也十分必要。
本文《基于固体食盐结构及成分设计的减盐策略及其研究进展 》来源于《食品科学》2023年44卷第9期202-210页，作者： 公奕夫，李星，刘斌，肖红利，陈莎男，宋欣宇，闫惠苓，李泽坤，袁育，李媛 。DOI :10.7506/spkx1002-6630-20220721-238 。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。
实习编辑；宁波大学食品与药学学院 俞逸岚；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。
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