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鲜味肽与增鲜肽及其加工特性研究进展

期刊:journal of food science and biotechnologyDOI:10.3969/j.issn. 1673-1689.2022.07.002

类型b:

作者与机构
本文由华南理工大学食品科学与工程学院的张佳男、王华阳、Sun-Waterhouse Dongxiao、苏国万(兼广东天企生物科技有限公司)及赵谋明(通信作者)合作完成,发表于《Journal of Food Science and Biotechnology》2022年第41卷第7期。

主题
文章系统综述了鲜味肽(umami peptides)与增鲜肽(umami-enhancing peptides)的结构特性、呈味机制、加工过程中的变化规律及其在食品工业中的应用价值,旨在为鲜味科学研究和调味品行业技术发展提供理论指导。

主要观点与论据

1. 鲜味肽与增鲜肽的定义及分类
鲜味肽指本身具有鲜味的肽类物质,增鲜肽则通过与其他鲜味物质(如谷氨酸钠)协同增强整体鲜味。目前文献报道的鲜味肽和增鲜肽数量分别为208条和60条。鲜味肽的呈味特性与其氨基酸组成(79%含鲜味氨基酸如谷氨酸、天冬氨酸)和空间结构密切相关,而增鲜肽的构效关系更为复杂,可能与受体别构位点结合模式相关。例如,二肽和三肽的鲜味特性主要由氨基酸序列决定,而中长链肽(四肽及以上)的空间结构影响更显著(图1-3)。

2. 鲜味感知的分子机制
鲜味受体以异源二聚体T1R1/T1R3为主,属于G蛋白偶联受体(GPCRs)家族。鲜味肽通过与T1R1/T1R3的捕蝇结构域结合引发受体构象变化,而增鲜肽则通过稳定受体活性构象(如结合T1R3的别构位点)增强鲜味。例如,核苷酸增鲜剂主要作用于T1R1,而增鲜肽多靶向T1R3(表1)。此外,其他受体(如GPR92)也可能参与鲜味感知,但机制尚不明确。

3. 加工工艺对鲜味肽的影响
- 酶解法:多酶联合(如中性蛋白酶与风味蛋白酶)或分段酶解(如中性蛋白酶+氨基肽酶)可提高目标肽得率,减少苦味肽生成(如羊肚菌酶解产物)。
- 发酵法:微生物代谢产生衍生肽(如γ-谷氨酰基肽、焦谷氨酰基肽)可增强鲜味和饱满感。例如,米曲霉发酵产生的特异性酶能高效生成鲜味肽(图4)。
- 美拉德反应:肽与糖类反应生成新型鲜味化合物(如焦谷氨酰基脯氨酸、Amadori重排产物),但过度加热可能导致风味劣变(图5)。
- 其他加工技术:超声辅助处理可提升酶解效率,挤压加工调控美拉德反应速率。

4. 研究挑战与解决方案
- 感官评价标准化:现有方法(感官评价、电子舌、细胞受体实验)各有局限,需开发更客观的鲜味强度评估体系。
- 构效关系模型:鲜味肽的立体结构(如环状或S型构象)与呈味特性关联复杂,需结合分子对接和3D-QSAR模型进一步解析(如鲜味六肽的电荷分布与受体结合区域的关系)。
- 工业化生产瓶颈:酶解产物成分复杂、目标肽含量低,可通过定向酶解(如酶切位点设计)或发酵调控(如诱导酶分泌)优化。

论文价值与意义
本文首次系统梳理了鲜味肽与增鲜肽的多样性、结构-功能关系及加工响应机制,为天然鲜味剂的开发提供了理论依据。其应用价值体现在:
1. 调味品行业:指导低盐高鲜产品的研发,如酵母抽提物、酱油等传统发酵食品的风味提升。
2. 食品加工:优化酶解、发酵和美拉德反应工艺,定向生成鲜味物质。
3. 基础研究:推动鲜味受体互作机制和跨模态滋味调控(如挥发性风味物质与鲜味协同)的深入研究。

亮点
- 全面统计了已鉴定的鲜味肽与增鲜肽数据(截至2021年),揭示其氨基酸组成规律(图2-3)。
- 提出增鲜肽的“T1R3别构调节”假说,区别于核苷酸的T1R1作用靶点(表1)。
- 创新性探讨美拉德反应中间产物的增鲜作用(如Alapyridaine对咸、甜、鲜味的协同增强)。

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