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甜味在味觉感受的研究中具有十分重要的地位。由于甜味受体蛋白晶体的结构至今没有明确的定论,使得对甜味剂感官特征的确定一直依赖于感官品评。这种将人作为品评仪器的方法易受到个体生理和心理等方面因素的影响。因此,借助甜味受体模型来研究其与甜味剂的相互作用将有助于理解甜味剂与真实受体相互作用的机理及其与甜味感受的关系。本课题组前期构建了利用等温滴定量热(ITC)手段研究基于多羟基C60(富勒醇)的人工甜味受体模型与甜味剂相互作用的研究方法,探索了天然和人工甜味剂和该模型化合物相互作用与甜味剂甜度的关系,在解释天然甜味剂和人工甜味剂甜感差异、甜味抑制剂作用机理方面取得了一定进展。本文沿用富勒醇作为人工甜味受体模型,结合红外光谱、低场核磁和感官评价等多种手段研究甜味异构体识别作用与甜度差异的关系,同时研究了水溶胶体系对甜味剂甜感的影响,为进一步解释溶液粘性对甜味影响的机理提供依据。在化学仿生甜味受体的基础上,我们还选用甜味感受细胞作为受体模型,探索其与甜味剂相互作用的热力学和研究方法,进一步完善甜味识别机理。(1)人工甜味受体模型与甜味异构体相互作用的研究选用4对氨基酸和3对单糖异构体与富勒醇相互作用,用ITC方法得到配受体相互作用的热力学参数；用红外光谱法进一步分析配受体结合的位点,结果表明结合常数大的异构体甜度也大。(2)人工甜味受体模型与甜味剂在水溶胶体系中相互作用的研究用ITC方法研究阿斯巴甜在瓜尔豆胶和羧甲基纤维素钠(CMC-L)两种水溶胶体系中与富勒醇相互作用的热力学。同时研究了每个水溶胶体系的粘度、多糖链缠绕程度和水分赋存状态等特性,并将结果与结合热力学和感官结果相关联。在两种水溶胶体中,粘度越大,配体与受体的结合度越低,但两种水溶胶对阿斯巴甜甜感的影响与体系粘度和多糖链缠绕度无关。阿斯巴甜在水溶胶体系中的甜感强度与该体系中水分自由度和与受体结合的焓变相关,水分自由度越小,阿斯巴甜甜感强度越低。因此,我们推测溶液中的水溶胶影响了阿斯巴甜的水化层,从而使甜味剂与受体结合的氢键及疏水作用受到影响,表现为热力学参数中的结合焓变发生变化,从而影响了甜感强度。研究结果对于理解溶液粘性对甜感影响的机理有一定的意义。(3)基于甜味感受细胞的甜味识别热力学研究由于细胞结构的复杂性,目前ITC技术很少用于以细胞为对象的研究。本文进一步研究了ITC技术在细胞体系中的应用,探索了甜味感受细胞与糖精的结合热力学,推测糖精与真实受体的结合常数在104M-1左右。