味精减少食品中钠含量作用的探讨

姜巍伟，彭伟，赵媛媛

(青岛科技大学，山东 青岛 266042)

1 概述

氯化钠(NaCl)是食品中最常用的成分，除了用于增加咸味外，还可用于保存，加速发酵反应和维护产品的质量和结构。然而，食盐的过量摄入会造成人体内钠含量的超负荷累积，对人体的健康构成威胁[1]，引发高血压、心血管疾病、肾脏疾病[2-4]、胃癌和骨质疏松症等[5]。为了将钠摄入量限制在安全水平，世界卫生组织(WHO)建议成人每天最多摄入5 g盐(NaCl)，相当于每天钠摄入量少于2 g。开发食盐替代物是降低钠摄入量的最直接、迅速的减盐方法[6]，在12种食盐替代物的口感、风味比较中，具有巨大应用潜力的是L-谷氨酸单钠(MSG)[7]。实验证实L-谷氨酸钠是一种理想的钠盐替代物，其风味更接近于氯化钠，并且不具有苦味、涩味、金属味或不愉快的后味[8]。本文介绍了咸味和鲜味的生理机制，表明味精减少特定预包装食品中钠含量的潜在应用以及味精作为食品添加剂方面的安全性问题，分析了低钠食品在不损害人体健康和感官质量前提下的发展。

2 鲜味的生理机制

20世纪初已经有关于味觉生理机制的讨论[9]。有研究表明，鲜味转导的主要途径似乎与G-蛋白质的Gβγ亚基有关。当谷氨酸与G蛋白接触之后，Gβγ亚基与Gαβγ复合物断开并激活酶磷脂酶C，从而产生肌醇三磷酸(IP3)。IP3与存在于内质网中的钙通道相连，导致细胞质中钙离子浓度升高，钠离子快速流入细胞并因此导致膜去极化。钙离子升高与膜去极化之间的联合作用引起间隙连接的开放，从而促进大量ATP释放到细胞外空间。释放的ATP刺激传入神经纤维，同时刺激邻近的突触前细胞，促进5-羟色胺和去甲肾上腺素的释放，提供脑部的味觉感觉。如果味蕾受到鲜味物质的刺激，信号会反映在眶侧味觉皮层中。

Yamaguchi对鲜味和咸味之间的相互作用进行评估后表示，当鲜味物质存在时，会出现一些咸味增强，导致口腔中唾液分泌增加，口感光滑和口味延续。然而，味觉接受的确切机制尚不明确，仍需要更多调查[10]。

3 味精降低特定食物中钠含量的潜在应用

有些食物中会自然产生谷氨酸，如番茄、肉类、豌豆、玉米、蘑菇和芦笋等。加工食品中由于使用味精作为增味剂，也可以找到游离的谷氨酸盐[11]。味精中钠含量为12.28 g/100 g，是NaCl钠含量的1/3(39.34 g/100 g)。可用适量的味精替代NaCl来保持食物的感官质量，但是不能过量，因为过量的味精可能会导致不良的感觉。味精用作食品添加剂的推荐量是重量的0.1%～0.8%，这相当于番茄中天然存在的游离L-谷氨酸的量[12]。

3.1 面条

面条由小麦粉、荞麦粉、米粉或玉米淀粉制成[13]，面条中加入NaCl具有不同的功能：面筋强化和弹性、风味和质地的改善，抑制微生物的生长和酶活化。然而，如果盐分含量不受控制，氯化钠会减少水的渗透，增加烹饪时间[14]。同时，调味品中也会有NaCl使用，由于调味料来源于富含谷氨酸盐、肌苷和鸟苷-磷酸盐的肉类和蔬菜原料，鲜味对这类食品有很大的影响。在食品工业中，MSG的推荐浓度为10～17 g/100 g。

3.2 肉制品

肉制品一般具有很高的钠含量，这主要是出于保存的目的。因为NaCl可以防止某些病原菌的生长，从而延长保存期限，确保安全和质地，使产品更软(主要是瘦肉)，并且具有更好的风味。已经开发了多种方案来减少高钠消耗的问题，并且保证不损害肉制品感官质量和安全性。Ruusunen等人证实将味精(MSG)、肌苷酸二钠(IMP)和鸟苷酸(GMP)添加到波罗尼亚香肠配方中会导致味道强化，其中添加味精的香肠咸味感会提高，即使是单独添加味精也能提高产品的感官质量。Quadros等人评估了含钠量降低的鲭鱼汉堡的感官特征。洗涤除去残留物(血红蛋白和可溶性蛋白质)后，分别用1.5，0.75 g/100 g浓度的NaCl与0.3 g/100 g的MSG结合。结果显示MSG不直接干扰最终结果，但是它增加了含有0.75 g NaCl/100 g(减少50%)的产品的接受程度[15]。

3.3 休闲零食

张雪松等人测定了一些零食的钠含量，见表1。其中薯片、肉制品和菌藻制品属于高钠产品(钠含量>500 mg[16])，果蔬制品、冰激凌及玉米制品的钠含量较低，但这些食品中钠含量分布范围较广[17]。增味剂(如MSG)已经用于零食中来减少钠含量，但不可能全部替代NaCl。MSG用于零食中的技术推荐量仅为0.5 g/100 g，但仍可用来协调味道感觉中的咸味，刺激流涎并强化其他风味。

表1 休闲零食钠含量Table 1 Sodium content of packaged snack food

4 MSG的安全性

4.1 代谢和药代动力学

食物中存在的大部分(高达95%)谷氨酸盐，无论是天然存在还是以食品添加剂的形式存在，都会被胃肠道细胞吸收，通过胃、肠和结肠中的各种酶的作用，在细胞质和线粒体中发生转氨反应从而发生分解代谢。分解代谢产物之一α-酮戊二酸可以进入三羧酸循环，释放能量(ATP)和二氧化碳，作为肠粘膜的肠上皮细胞的能量来源[18]。因此，即使在饮食中摄取大量蛋白质后，由于其在肠粘膜细胞中的快速代谢，血浆中的谷氨酸含量也很低。如果摄入的谷氨酸在胃肠道中未被代谢，则进入肝门循环并在肝中代谢，通过三羧酸循环产生能量或转化为尿素通过尿液排泄[19]。如果食物富含可代谢的碳水化合物时，这些碳水化合物可以提供丙酮酸，促进粘膜细胞中谷氨酸形成丙氨酸，从而导致更少的谷氨酸到达门静脉循环。

4.2 毒性

JECFA于1988年用大鼠和小鼠对MSG进行急性、亚慢性和慢性毒性研究，包括生殖阶段。数据显示，口服谷氨酸后具有非常低的急性毒性，LD50(杀死所研究动物的50%的致死剂量)范围为10～22.8 g/kg体重[20]。若研究动物饮食中MSG含量高达4.0%并使其长期暴露于MSG，并没有引起任何特定的不利影响。在狗的饮食中加入10%的MSG进行2年研究，也未观察到不利影响。即使当雌性被喂食高剂量谷氨酸时，也没有观察到生殖不良反应和致畸现象，表明孕妇饮食不会导致胎儿和需要母乳喂养的新生儿体内MSG的增加。

4.3 估计食物中谷氨酸的摄入量

人类食物中谷氨酸摄入量的估计值取决于饮食的特点，应考虑氨基酸是天然来源(作为蛋白质的一部分或游离形式)还是以盐的形式作为加工食品中的增味剂。在亚洲国家，对于普通人来说，味精或其他谷氨酸盐的添加量为1.2～1.7 g/人/天(0.02～0.03 g/kg体重)，甚至有些人可以达到4 g/人/天(0.07 g/kg体重)。在西方饮食中，食物中天然存在的谷氨酸的平均摄入量约为10 g/人/天，相当于0.17 g/kg体重；用作食品添加剂的谷氨酸，平均摄入量范围为0.3～0.5 g/人/天(0.005～0.008 g/kg体重)，摄入量较高者可达到1 g/人/天(0.017 g/kg体重)。现有数据表明，与天然存在于食物中的谷氨酸盐的估计值相比，使用MSG作为食品添加剂时谷氨酸盐的摄入量要低得多。

4.4 味精消费和中国餐馆综合症

自从Kwok于1968年首次描述了中国餐馆综合症(与MSG相关的症状复合体)以来，人们开始广泛讨论MSG的安全性，Kwok描述了一系列体征和症状，包括颈部或头部的疼痛，身体虚弱，食用中国食物之后引发的心悸等。此外，一些作者将味精的摄入量与哮喘、过敏性皮炎、荨麻疹、呼吸困难和心动过速等其他症状联系起来[21-23]。尽管如此，包括双盲、安慰剂对照实验在内的研究证实了味精的摄入量与先前描述的症状之间没有合理的关联，或许是由于某些对于自我认定是MSG敏感群体的存在，使不同症状没有表现出重现性[24]。这些观察结果以及某些研究结果均证明，味精的摄入不太可能导致中国餐馆综合症有关症状的发作。另外，科学证据表明MSG并不参与哮喘、荨麻疹、血管性水肿或鼻炎的发作[25]。

5 科学委员会和监管机构关于使用谷氨酸钠作为食品添加剂的意见

粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(JECFA)对于味精作为食品添加剂的安全性进行了评估。在第一次评估(1971年)中，委员会建立了0～120 mg/kg体重的ADI，以L-谷氨酸表示，不包括12周以下的儿童。这个ADI在1973年进行了第二次评估，但考虑到用于食品添加剂的谷氨酸盐在推荐水平下并未在新生动物中观察到不利影响的事实，取消了对婴儿食品中味精的限制。在1987年进行的最新评估中，根据评估时可用的科学数据(暴露量、化学、生物化学、毒理学等)，由味精和铵盐、钙盐、钾盐委员会制定了“未明确规定”ADI，这表明总谷氨酸每日摄入量(源自其用作食品添加剂及其在食品中的天然存在)不会对人体健康构成风险。

欧盟委员会的食品科学委员会的评估结果与JECFA报告的结果类似，也就是说，“未明确规定”的ADI可归因于味精。1995年，欧洲议会规定使用味精作为食品添加剂(单独添加或与其他谷氨酸盐如钾、钙、铵和镁混合使用)的限量为10 g/kg(1.0%)。该决定在2008年的会议上仍然有效，并且被保留下来。

1958年，美国FDA将MSG分类为“公认安全”(GRAS)物质。该机构在20年后重新评估了该物质的现有数据后，仍然维持这一分类。然而，在20世纪80年代，由于一些已发表的研究显示味精消费与不良健康影响之间存在关联，所以FDA要求FASEB对这种食品添加剂安全性的科学数据进行全面审查，结果与其他委员会(JECFA和SCF)先前进行的评估一致，证实了MSG在推荐水平上作为食品添加剂时的安全性(食品含量为0.1%～0.8%)以及长期缺乏味精会导致一般人群的健康问题。

在中国，味精(谷氨酸钠)是常用的调味品，也是列入GB 2760-2011《食品添加剂使用标准》的食品添加剂。味精(谷氨酸钠)作为调味品生产、经营时，其标签应当符合相应食品安全国家标准；如作为食品添加剂生产销售，其产品标签必须载明“食品添加剂”字样。

6 结论

考虑到科学文献中的可用数据，除了增味剂行业提供的信息外，我们还可以验证使用鲜味物质减少不同食品(加工和自制食品)中钠含量而不影响咸味感觉的战略，这有助于人们的健康和安全。许多战略评估均显示出良好的前景，尤其是那些钠含量升高的产品，如加工肉类。

尽管一些研究提出了对味精的毒性潜力的担忧，但管理机构已经通过毒性评估和随机双盲、安慰剂对照实验证明了使用这种食品添加剂的安全性。已经分配给谷氨酸及其盐公认安全状态的ADI，这意味着其可用作必要量的食品添加剂以实现期望的技术效果。在欧盟，已经确立了1 kg食物中10 g谷氨酸的使用限量。

其他策略，如使用核苷酸(IMP和GMP)，也可用于增强钠含量降低的产品。制剂中不同物质的组合可以产生对风味连续性的更大影响，因为它们在以推荐浓度添加时具有协同效应以保持理想的风味而不超过感官和技术限制。建议进行感官和物理化学测试以获得更高质量的产品，同时尊重消费者的偏好和现代人的生活方式。