中科院1区成果 | 郑州烟草研究院：打破传统感官瓶颈，定义凉感量化新标准

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凉感是食品、日化以及烟草产品中非常重要的一类感官体验。像Menthol、WS-3、WS-23等凉味剂，能够通过激活人体的冷觉受体产生不同程度的冷感刺激，因此被广泛应用于产品配方中。然而在实际研发过程中，凉感的评价仍然主要依赖人工感官测试。这种方法不仅成本高，而且主观性较强，难以精确比较不同凉味剂的强度，更难系统分析多种凉味剂复配时的协同或拮抗效应。

有没有一种方法，能把"凉感"这个主观体验，变成客观可测的数据？

近日，一篇发表在国际期刊《Current Research in Food Science》（中科院一区，IF=7.0）的研究论文，为这一问题提供了全新的解决方案。中国烟草总公司郑州烟草研究院的研究团队成功构建了一种基于TRPM8通道的“凉感生物传感器”，并结合药理学经典方法，实现了对凉味剂相互作用的定量评估。在这项前沿研究中，研究者构建了稳定表达TRPM8的细胞模型，并利用Sophion QPatch Compact自动膜片钳系统记录TRPM8通道电流，从而建立了一种用于评价清凉剂活性的电生理检测体系。

高表达TRPM8受体细胞株的构建

研究人员首先构建了能够稳定表达TRPM8通道的细胞模型（HEK293-TRPM8），作为检测凉味剂活性的“生物传感元件”。

Fig1中，图A和图B主要展示了TRPM8稳定表达细胞系的构建和验证结果。通过分子生物学和免疫检测手段，确认TRPM8蛋白能够在细胞膜上稳定表达，为后续功能实验提供了可靠基础。该细胞模型能够对温度或凉味剂产生稳定响应，因此可作为“凉感生物传感器”。

稳定、高效、可重复的电生理检测

在论文的核心部分，研究者利用QPatch Compact进行了关键实验：利用QPatch Compact系统的全细胞记录模式，研究人员向表达TRPM8的细胞施加不同浓度的凉味剂（如薄荷醇）。结果清晰可见：随着薄荷醇浓度的增加，QPatch Compact记录到的TRPM8电流幅度呈现出典型的浓度依赖性增强（Fig. 1C）。这一电流轨迹，直观地证实了凉味剂对TRPM8通道的直接作用。在-100mV到+240mV的电压刺激下，与对照组相比，加入薄荷醇后产生的电流密度在+50mV以上显著增强，展现出强大的信号检测能力和宽动态范围（Fig. 1D, E），为后续的定量分析提供了坚实可靠的基础。

生物传感器+药理学模型：揭示凉味剂复配的“协同密码”

有了QPatch Compact提供的高质量电生理数据，研究团队进一步深入。他们利用已构建的“凉感生物传感器”，对薄荷醇、WS-3和WS-23这三种代表性凉味剂及其二元混合物进行了系统的活性检测。

随后，他们将经典的Chou-Talalay药理学分析方法引入凉味剂研究领域。通过计算联合指数（CI）和剂量减少指数（DRI），他们定量分析了不同配比下凉味剂组合的相互作用类型：

配比决定效果：研究发现，凉味剂之间的相互作用并非简单的叠加，而是与两者的浓度比例密切相关。例如，薄荷醇与WS-3以1:3的比例混合时，表现出显著的协同效应（CI值<1），意味着在较低浓度下即可达到更强的凉感。而WS-3与WS-23的某些比例（如1:3）则表现出拮抗作用（CI值>1）。

与感官评价高度一致：研究最后进行的人工感官评价结果，与基于QPatch Compact数据的生物传感器测量结果高度吻合，强有力地证明了这套基于细胞和电生理的检测方法具有极高的预测效度。

总结

这项研究成功构建了一套从“分子机制”到“功能验证”，再到“数据建模” 的完整研究范式。

1.构建工具：建立TRPM8细胞模型。

2.精准测量：利用QPatch Compact自动膜片钳，获取高精度、高稳定性的TRPM8通道电流数据，将凉感“量化”为电流信号。

3.建模分析：结合Chou-Talalay方法，定量揭示凉味剂复配的协同与拮抗规律。

4.验证应用：通过感官评价验证方法的可靠性。

QPatch Compact系统标准化的操作流程和高度稳定的记录环境，助力研究团队获得如此稳定、可重复且高分辨率的TRPM8通道电流数据。这不仅验证了细胞模型的功能活性，更重要的是，确立了“TRPM8电流大小”作为评价凉味剂活性的客观生理指标。该研究为凉味剂的筛选和复配提供了科学依据，同时也为其他味觉（如甜、鲜、苦）的定量分析和相互作用研究开辟了新的可能性。