辣椒素类物质是一类带有香草基团((3-甲氧基-4-经基苯基)-甲基)和中长链脂肪酰胺结构的生物碱，在自然界中为辣椒( Capsicum spp.）及其同属植物所独有。辣椒素类物质在多数辣椒中的含量虽不到1%，却提供了刺激性的辣味，是其最重要的活性成分之一。
目前对辣椒素类物质的研究主要集中在生理学和药学领域，其作为一种影呵食的0B品质的重要成分，在食品领域的研究相对不足，广大食品研发人员对辣椒素类物质的认识十分有限。本文对辣椒素类物质结构、分布，辣味呈现的机制、评价方法以及影响辣味感知的因素等方面进行综述，旨在全面介绍辣椒素类物质辣味的研究进展，为辣椒素类物质辣味深入研究以及辣味食品的开发提供指导。
辣椒素类物质对TRPV1的激活需要其分子上各个部分的参与，因此辣椒素类物质的结构差异可能对受体的激活能力不同，从而影响神经冲动的产生，最终影响辣度。早期的体外研究和计算机分析以背根神经节神经细胞的钙离子摄入为指标，系统研究了辣椒素及其类似物的活性，研究发现，辣椒素类物质分子“头部”的结构对其生物活性影响最强，“颈部”可对“头部”功能产生部分修饰作用，而“尾部”只与分子的亲脂性有关系。然而，辣椒素类物质与受体的接触、相关受体的激活和神经信号的传递均为辣味呈现的关键生理过程，仅仅通过体外实验并不足以反映物质的真实辣度。例如，香草基油酸酰胺（No.20）较辣椒素(No.1）在体外可更有效地激活TRPV1，但这种物质的辣味却非常轻微。
02辣椒素类物质辣味强度的评价
02辣椒素类物质辣味强度的评价
辣椒素类物质样品的制备
辣椒素类物质分子整体呈现亲脂的特性，易溶于油脂和有机溶剂，因此制备油基样品时可直接将辣椒素类物质溶解在油中。然而辣椒素类物质在水中的溶解度很小，如要获得其水基样品，需借助吐温80、乙醇等助剂充分分散。乙醇本身具有刺激性辣味，会一定程度上干扰辣椒素类物质的热点/活动，吐温80可能产生轻微的肥皂味和苦味，因此在低浓度样品品评中应留意这些助剂的影响。制备水基样品时，首先将辣椒素类物质溶解于乙醇，或通过加热、超声处理等手段使其充分分散于吐温80，然后使用适量的水稀释到需要的浓度。
斯科维尔指数法
斯科维尔指数法由美国药剂师韦尔伯·斯科维尔提出，在该方法中，样品中的辣椒素被乙醇提取出并分散于蔗糖溶液中，由品评员对不断稀释的样品提取液进行品评，直到辨别不出辣味的刺激为止。经过多年的不断完善，斯科维尔指数法现已形成了标准化的评价操作流程（见下图）。在该方法中，单位一般为SHU，即将1g样品中辣味物质稀释至无法尝出辣味时的稀释倍数。辣椒素的SHU大约为(15~16）×10°，即将辣椒素稀释150万倍其辣味仍可被感知。此外也可用“度”来表示辣味的强弱，1度等于150 SHU，大约相当于样品中含有10 mg/kg辣椒素。然而，这一方法的准确性和重复性都相对较差133，所测得的辣味强度仅与样品中辣味物质的含量和种类有关。由于食品中其他组分和食品组织状态的影响，斯科维尔指数法往往无法准确地反映食品真正的辣味强度，在食品开发中已很少被用到。
时间-强度法
时间-强度( time-intensity，TI）法是一种用于评价样品辣味随时间变化的感官评价手段，是经典感官评分方法的延伸，这种方法常利用不同浓度的辣椒素标准品使参评人员建立相对统一的感官评价标准，并要求品评员在摄入样品后的一段时间内持续地对辣味的强弱进行打分。TI法的基本操作流程如下所示。
利用TI法评价食品的辣味需要品评员的深度参与，保证其充分熟知并认同试验所定义的辣味评判标准。因此选择合适人员并充分开展培训是该方法的关键所在。根据研究目的，实验设计者有时需要对品评人员个人情况进行充分的调查，如了解品评员有无食用辣味食品的习惯、食用辣味食品的频率、对辣味食品的喜爱程度以及是否对即将品评的样品有严重的抵触。在之前的研究中，参与TI法评判食品辣度的品评人员在实验前均接受了几天甚至几周的训练!。为充分排除实验中无关因素的干扰，一般还会在正式的感官评价前进行一次模拟预演，使品评员熟悉感官评价的全部流程。
此外，在评价过程中也需根据具体情况选择特定的样品刺激方式和不同的关注点。需要讨论或区分的情况包括: 1)在摄入样品后咽下还是吐出;2）研究关注的是口腔整体还是其中某个部位（如硬腭、喉咙或舌尖、舌根等）的刺激强弱;3）除辣味以外，是否还需关注其他感官指标:4)摄入样品后持续评分的时长和间隔（一般需要持续进行100 s以上，每隔5~30 s进行一次评分）。
03影响辣椒素类物质辣味感知的因素
1、辣椒素类物质的含量
Nolden等研究了辣椒素水基样品与其辣味评分的关系，并给出了相应的剂量响应函数:y=21.5lg x＋23(y为样品的辣度评分（评分范围为1~100) :x为辣椒素的含量/(mg/kg) )。可以看出，样品的辣度和辣椒素含量呈现对数关系，在低含量范围内，辣椒素含量增加，辣味增强更加明显。此外，食品所呈现的辣味并非完全来源于辣椒素类物质，在辣味评价时需针对样品的成分具体分析。
2、分散系的性质
2、分散系的性质
水基体系相对于油基体系更有利于辣椒素辣味的感知。Lawless等对不同分散体系中辣椒素的感官研究发现，辣椒素在植物油中的感受阈值可达（11.75士1.31) mg/L，但在水中的阈值仅有(0.31士0.03) mg/L，当水基体系中含有10 mg/L辣椒素时，其辣味的强度几乎与含有316 mg/L辣椒素的植物油体系相同。同样地，对食品中油脂含量与辣度关系的研究也进一步证实了这样的结论。对奶酪酱、淀粉糊等食品的研究均发现，在相同辣椒素含量下，脂肪含量的降低明显提高了食品的峰值辣度和辣味总强度，因此油脂较高的食品可能在减轻辣味方面具有一定的作用。油基体系下辣椒素辣味的减弱可能是由于油溶后的辣椒素较难与唾液混合，在吞咽之前无法有效接触到口腔内的相关受体导致的。
3、温度
Appendino认为辣椒素类物质的作用可以通过进一步通过降低温度来抵消。而更高的温度则可能通过更强烈的神经信号增强人体对辣味的感知。因此，温度升高能够显著增强辣味的感受，而通过口含冰水等方式，则可以抵消辣椒素所带来的辣味。
4、辣味的敏感性
辣椒素激活TRPV1会导致电压门控钠离子或钾离子通道的异源钝化，从而阻碍伤害感受器末梢动作电位的引发和传导。也有研究发现钙调蛋白的结合或钙神经素引发的去磷酸化也会使TRPV1钝化。持久的辣椒素刺激还会导致钠钾离子大量进入细胞膜，引起神经末梢的损伤。在这些情况下，机体对辣椒素刺激的敏感性降低，称之为辣椒素的脱敏作用。相关的感官评价实验也发现，辣椒素所引发的脱敏作用往往可以持续数天。此外，喜爱辣味食品和经常消费辣椒的受试者对辣椒素刺激的敏感性显著降低，也可能与脱敏作用有关。与之对应，一些炎症介质、神经生长因子以及热刺激能够通过多种途径使TRPV1更易被激活，从而引发增感作用。这种情况下机体对辣椒素的敏感性可能会显著增强。
5、其他感官信息的影响
口腔中辣味的感知主要是由刺激三叉神经引起的。因此，能够引发三叉神经兴奋的其他感官刺激也可能会对辣味的感知产生影响。有研究发现，在摄入辣椒素后，口腔中含有食物和饮料会明显降低辣味的强度，而将食物和饮料吐出后辣味则明显回升。
近年来，辣椒素类物质因其突出的生理活性引起了人们广泛的关注。然而，目前针对辣椒素类物质的研究多集中于生理学和药学领域。作为影响食品感官品质的重要成分，辣椒素类物质的辣味研究则略显不足，一些问题仍有待进一步阐明:第一，在辣椒素类物质结构与辣味的关系研究中，虽然已经发现了一些明确的规律，但这些规律通常是基于对不同结构辣椒素类物质辣味的比较得出的，所获得的结论仍旧是经验性的。辣椒素类物质呈辣的关键结构特征（如香草基“头部”、特定的疏水链长）究竟怎样影响辣味感觉的产生:辣椒素类物质与其他呈辣物质（如山椒素、胡椒碱等）相比，其辣味产生机制的差异是什么，这些差异会对辣味的强度、持续性、刺激部位等特征产生怎样的影响，这些都是未来有待系统性研究的问题。第二，辣椒素类物质辣味感知受到多种因素影响，与之对应，其产生的辣味也会影响其他食品感官特征的呈现。例如，有报道发现，辣椒素产生辣味的同时，还会带来一定的苦味。辣椒素因导致唾液大量分泌，会降低人对香气物质的感知;辣味还会影响到人对食品稠厚感的判断。这些研究相对零散，其具体机制仍有待进一步研究。此外，自20世纪80年代，科学家们开展了大量辣味与等其他味觉相互作用的研究，但辣味是否和其他味觉的感知彼此影响仍需要进一步的证明。第三，辣椒素类物质辣味呈现的影响因素虽然很多，但多具有明显的规律。在食品口味和配方个性化发展的背景下，对调味酱、火锅底料等含有大量辣椒素类物质的食品，是否能够基于其组分、结构以及食品在消费时的温度、状态等特征建立模型，对食品的辣味强度进行预测，以建立方便且准确的辣味预测方法，也是今后食品开发中应当考虑的问题。
参考文献：范智义，王俏君，邓维琴，杨礼学，李龙，王泽亮，陈功，张其圣. 辣椒素类物质辣味的研究进展[J]. 食品科学, 2023, 44(7): 363-371.
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