鲜味肽是一类分子质量小于3 000 Da的寡肽类,具有鲜味醇厚圆润、后味绵长的呈味特点。鲜味肽主要来自于蛋白质合成和分解的中间产物,属于营养和风味物质。近年来从食品中发掘天然的鲜味肽成为风味研究领域的热点。养殖暗纹东方鲀营养丰富,味道鲜美,前期课题组发现鲜味肽对河鲀鲜美圆滑、醇香浓郁的味感具有决定性贡献。目前鲜味肽的发掘大多是水提取法,关于溶剂提取对鲜味肽的特性影响尚不明确。
近年来,鲜味分子的味觉机制以及鲜味受体对鲜味肽的识别机制备受关注。同源建模及分子对接应用于鲜味配体及受体之间结合位点的计算,可解释鲜味分子与受体之间的作用机制。上海交通大学农业与生物学院食品科学与工程系的宁梦华、王文利*、刘 源*等人以乙醇溶液提取暗纹东方鲀肌肉中的鲜味肽,并采用分子模拟研究鲜味肽的呈鲜特性,在发掘新型鲜味肽的同时,拟进一步解释鲜味肽的构效关系,为后期进一步探究肽的呈鲜规律提供参考。
1、暗纹东方鲀肌肉鲜味肽的分离纯化
膜超滤法分离鲜味肽
3 个组分U1(<300 Da)、U2(300~3 000 Da)和U3(>3 000 Da)及粗组分(60%-F)感官评价结果如图1所示。U1(<300 Da)主要由一些无机盐和氨基酸类小分子物质组成,鲜味表现不明显。U2(300~3 000 Da)比其他两个组分的鲜味显著更强(P<0.05),且与60%-F具有相似的滋味轮廓,说明U2组分可代表河鲀提取物的滋味特征。前期研究表明鲜味肽的分子质量通常都低于3 000 Da。故选取U2进行进一步的分离纯化,以期发掘其中的鲜味肽。
凝胶层析法分离鲜味肽
根据洗脱曲线(图2A)可知,凝胶色谱层析后主要得到5 个馏分,其中第1(F1)、第2(F2)和第3个馏分(F3)是U2的主要组成部分(93.3%),第4(F4)和第5个馏分(F5)占原始组分U2的比例较低(6.7%)。考虑到感官评价实验需要较多馏分样本,因此采用感官评定对F1、F2和F3进行分析(图2B)。结果表明,3 个馏分的鲜味、咸味和酸味存在显著差异,其中F2馏分的鲜味及酸味均强于F1和F3,同时F2的咸味也强于F3(P<0.05)。
2、鲜味肽的结构鉴定
通过纳升液相色谱-质谱鉴定馏分F2中的肽段分子质量在1 000 Da左右,质谱鉴定得到7 种主要肽段,包括1 条七肽、3 条九肽和3 条十一肽,具体肽段相关信息见表1及图3(点击下方 阅读原文 即可查看图3)。研究表明,肽的呈味特性与其氨基酸的组成密切相关,通常其感官特征与组成氨基酸的呈味特性呈正相关,鲜味肽的氨基酸组成往往表现为谷氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺之间相互结合或与苏氨酸、丝氨酸、丙氨酸、甘氨酸、甲硫氨酸和半胱氨酸相互结合形成多元酸钠盐。由表1可以看出,这几条多肽均含有鲜味氨基酸天冬氨酸或谷氨酸,且甜味氨基酸苏氨酸、甘氨酸、丝氨酸和丙氨酸占比较高,可能与多肽的鲜味特性呈正相关。
3、鲜味肽的滋味特性
7 条合成肽段进行感官滋味描述及鲜味阈值识别实验结果如表2所示。从滋味描述可以发现,7 条合成肽均呈现鲜味特性,其中NK7兼具鲜味和甜味;KF9具有微弱的鲜味、甜味和苦味;KL9具有鲜味和弱苦味;AG9、AG11和ATG11主要表现为鲜味、甜味和浓厚感;RQ11具有鲜味和微弱的苦味和酸味;这7 条多肽的鲜味阈值范围为0.38~1.04 mmol/L。7 条合成肽与标准品MSG的电子舌主成分分析(PCA)结果如图4所示,可以看出二维PC的累计贡献率达到96.7%,说明该数据基本可代表原数据的全部信息。PC1在水平上贡献最大(91.823%),说明各样品在水平距离越远,则差异越大。图4中ATG11、AG11、NK7与MSG的水平距离最近,说明这3 条多肽滋味特性更接近于MSG的鲜味,与人工感官测得这3 条肽鲜味阈值(分别为0.44、0.45 mmol/L和0.38 mmol/L)较低的结论一致。而鲜味肽KF9、KL9及RQ11的鲜味阈值较大,分别为1.04、0.92 mmol/L和0.81 mmol/L,相应地它们与MSG距离也较远,AG9鲜味阈值(0.54 mmol/L)较低却远离MSG,可能由于其感官甜味属性协同增强其鲜味,导致人工感官的鲜味阈值偏低。
4、鲜味肽与受体T1R1/T1R3的结合位点分析
结果可知, 7 条鲜味肽共与受体上23 个氨基酸残基通过氢键结合,其中有10 个氨基酸残基为4 个以上鲜味肽的共同结合位点,包括S48、G49、N69、D147、T149、N150、R151、S217、S276和R277;对鲜味肽上与受体结合的氨基酸进行分析,发现鲜味肽序列中的亲水性氨基酸残基天冬氨酸、谷氨酸和赖氨酸出现频次最高,分别为12、18 次和14 次,是被鲜味受体识别的关键位点。为更直观地展现鲜味肽与T1R1/T1R3的结合情况,以与受体结合位点氨基酸较多的鲜味肽AG11为例,分析鲜味肽与受体的结合模式,AG11-T1R1/T1R3对接复合物如图5所示。
从图5可以看出,鲜味肽配体AG11通过氢键结合在受体T1R1的空腔内,配体上负电基团D6和E8通过氢键与受体上N150、A170、T149、S172等氨基酸残基直接相互作用,配体的A1、L2、K10与受体上R151、G49、R277、N69、A302等氨基酸残基相互结合,从而形成了一个稳定的复合结构。
结 论
在本研究中,以60%乙醇溶液为提取溶剂,结合超滤纳滤、凝胶色谱纯化及纳升液相色谱-质谱从养殖暗纹东方鲀肌肉中分离鉴定出7 条鲜味肽NWDDMEK、KTGLSPDQF、KTDLNFENL、ASLDGEFKG、ALASLDGEFKG、ALTSLDGEFKG和RLGSSEVEQVQ,鲜味阈值范围为0.38~1.04 mmol/L。鲜味肽上的氨基酸残基天冬氨酸、谷氨酸及赖氨酸等与受体上的N69、S276、R151、R277、A302、T149和N150等氨基酸基团对鲜味的呈现具有重要作用。本研究为进一步发现鲜味肽的呈鲜规律,阐明鲜味肽构效关系提供一定的参考依据。
本文《养殖暗纹东方鲀中7 种醇提鲜味肽的鉴定及其呈鲜特性》来源于《食品科学》2021年42卷22期16-23页,作者:宁梦华,王文利,陈高乐,刘源。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200917-231。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑:袁艺;责任编辑:张睿梅
图片来源于文章原文及摄图网
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