近期，我校生物工程学院徐岩教授团队针对味觉细胞生理平台驱动的甜味感知分子解码、甜味量化表征及食品理性设计领域的研究进展进行了系统综述，以“Sweetness by design: Cell-based physiological platforms reshaping perceptual evaluation and food innovation”为题，正式发表于Trends in Food Science & Technology（IF=17.4）(https://doi.org/10.1016/j.tifs.2026.106030)。
全球肥胖与2型糖尿病激增，过量糖摄入已被确认为主要风险因素之一。这一趋势推动食品工业加速减糖进程，也对传统人工感官评价方式提出了挑战。近年来，味觉受体生物学与生物传感技术不断突破，基于细胞模型的生理平台为甜味感知的精准量化与食品理性设计提供了新工具。本综述围绕甜味感知的分子机制、细胞模型构建、信号检测技术及工业应用四个维度，系统阐述上述细胞平台如何将主观甜味体验转化为可量化、可验证的科学数据，从而为新一代甜味剂开发与食品风味优化提供理论依据和技术框架。
综述首先回顾了甜味感知机制的认知演变：从早期的AH-B-X模型到多点附着理论（MPA），再到后期基于甜味受体T1R2/T1R3异源二聚体介导的分子机制；并基于最新冷冻电镜解析的受体结构，详细阐述了甜味剂在Venus Flytrap结构域（VFT）和跨膜结构域（TMD）的不同结合模式。在此基础上，论文将现有甜味受体细胞模型划分为四类：原代味觉细胞、味蕾类器官、异源表达系统及异位表达细胞模型，系统比较了各类模型在生理保真度、通量与可扩展性及应用适配性方面的优劣。随后，综述介绍了电生理与荧光两大细胞信号检测技术：电生理技术实现膜电位高时空分辨率记录，荧光监测则覆盖Ca²⁺信号、G蛋白通路及神经递质输出，二者共同完整覆盖从受体激活到突触传递的信号级联，为甜味客观量化提供多维数据支撑。文章系统阐述了细胞生理平台在食品工业中的核心应用，包括基于受体活性的甜味剂高通量筛选、甜度与时序特征的客观定量、基于协同增效与多味觉交互机制的配方理性设计、异位表达模型介导的代谢安全评估，以及面向复杂食品基质的生物传感检测，全面覆盖了从原料筛选到终端品控的产业链条。此外，综述还前瞻性地探讨了人工智能（AI）辅助虚拟筛选、基因组学与个性化营养、以及器官芯片技术的融合，提出构建“计算建模—细胞验证—数据整合—AI迭代”的闭环理性甜味设计平台。最后，综述讨论了该领域面临的挑战与未来方向。当前细胞模型仍存在批次差异大、标准化方案缺失、多味觉互作机制不明等瓶颈；未来需整合味觉全长受体结构解析、器官芯片、口腔微环境模拟及深度学习信号分析，建立跨越“分子—细胞—感官—人群”的多尺度评价体系，推动甜味设计从经验试错向数据驱动的精准工程转型，为开发更健康、更具感官吸引力且个性化的下一代食品提供重要支撑。
我校徐岩教授、马玥副研究员为论文的共同通讯作者，24级博士生徐洋洋为论文第一作者。近年来徐岩教授团队以酿造微生物组学与食品感知科学理论为指导，在系统开展传统发酵食品风味解码、酶工程改造及食品风味感知机制研究方面取得丰硕成果，相关研究成果已发表在Journal of Agricultural and Food Chemistry、Food Chemistry、Chemical Engineering Journal、Bioresource Technology、Trends in Food Science & Technology等本领域权威期刊。
