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《食品科学》:沈阳农业大学乌日娜教授、武俊瑞教授等:嗜盐四联球菌源鲜味肽的呈味特性及其稳定性

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鲜味是5 种基本味觉之一,会产生令人愉悦的口感,提升食物整体的可口性。鲜味物质主要包括鲜味氨基酸、核苷酸、有机酸以及鲜味肽等。随着消费者对天然成分和健康饮食的需求增加,从天然资源中提取的呈鲜成分成为了研究的热点。鲜味肽因其天然、绿色、健康并具有多种功能特性而备受关注。

本课题组前期在传统发酵豆制品风味品质形成与调控研究时发现,嗜盐四联球菌(Tetragenococcus halophilus)作为一种中度嗜盐乳酸菌广泛存在于豆酱、豆豉、酱油等发酵豆制品中,进一步研究发现,嗜盐四联球菌在生长繁殖过程中产生大量小分子活性肽,可能是微生物源鲜味肽的重要来源。但目前鲜有关于嗜盐四联球菌源鲜味肽的呈鲜特性及其在加工过程中稳定性的报道。

沈阳农业大学食品学院的潘国杨、乌日娜*、武俊瑞*对从嗜盐四联球菌发酵液中分离鉴定出的41 条疑似鲜味肽进行固相合成,并利用电子舌以及感官评价技术对其呈味特性进行综合分析,筛选出呈鲜效果最佳的鲜味肽,进一步探讨pH值、温度对其鲜味的影响,以期为微生物源鲜味肽的实际生产应用奠定理论基础。

#1

鲜味肽的合成

本课题组前期对嗜盐四联球菌发酵液进行多肽组学和转录组的联合分析总结,共发现了120 条具有明确氨基酸序列和来源的多肽,进一步通过UMPred-FRL和Umami-YYDS在线预测工具对多肽数据集进行批量筛选,将两种计算机程序预测皆为鲜味肽的肽段进行保留,最终选定41 条疑似鲜味肽的多肽。本实验以此为基础,对这41 条多肽和牛肉鲜味八肽KGDEESLA开展进一步的研究。

多肽的理论分子质量在安徽专肽生物技术有限公司官网(https://www.allpeptide.com/canshu.html)上查询,结果如表1所示。42 条合成肽的纯度均大于95%,得到了纯度较高的目标多肽,同时发现大部分已鉴定的鲜味肽多为短肽,分子质量均小于3 kDa,可能具有较好的呈鲜/增鲜效果。

2

合成肽的电子舌测定

以同等浓度的公认鲜味肽——牛肉八肽(KGDEESLA)为对照,42 条合成肽的电子舌分析结果如表2所示。KGDEESLA的鲜味值为0.729±0.200,其中,有30 条合成肽鲜味值高于KGDEESLA,其中EEEEEE、HAAGMVE和ESVYAST的鲜味值最高,分别为10.232±0.240、9.569±0.280和4.285±0.400。DDSPLQ的鲜味值最低,为0.084±0.210。由咸味值分析结果可知,HAAGMVE、TSSGLQGKN和EEEEEE咸味值较高,分别为19.505±0.240、13.634±0.400和12.829±0.050,DDSPLQ咸味值最低,为0.171±0.100。

从电子舌分析结果来看,鲜味较高的肽,其咸味相对也较强。基于鲜味值差异,选取鲜味值最高的3 条合成肽(EEEEEE、HAAGMVE、ESVYAST),并以KGDEESLA和鲜味强度最低的肽(DDSPLQ)作为对照,共5 条合成肽进行后续实验。

3

合成肽的感官评价

3.1 合成肽的基本呈味分析

人体味觉和嗅觉系统非常复杂,能够感知和解析各种细微味道和香气,而电子舌只能测量有限范围内的化学物质,感官鉴评可以提供更全面、更详细的味道和口感信息,因此,感官鉴评仍然是评估产品味道、口感和个人接受度的关键步骤。如图1所示,EEEEEE、HAAGMVE、KGDEESLA和ESVYAST 4 条肽的滋味轮廓相似,都表现出一定的鲜味、酸味和弱苦味,甜味和咸味呈味较弱,鲜味值从高到低依次为EEEEEE和KGDEESLA、HAAGMVE、ESVYAST、DDSPLQ。

从鲜味评分来看,除KGDEESLA外,其余4 条合成肽的感官评价结果与电子舌测定结果相印证。可能因为电子舌的某些传感器无法检测到味觉的相互抑制作用,其选择性不足以客观评估抑制效果。同时感官评价易受个体差异和外部环境因素的影响。因此,有必要结合电子舌和感官评价分析鲜味肽的呈鲜效果。在本实验结果中,鲜味的感官评分和电子舌结果基本相符。除了都表现出一定的鲜味以外,在合成肽样品中还检测到一定的酸味和苦味,其可能来自肽合成过程中残留的乙酸盐、酸性氨基酸和疏水性氨基酸残基。

3.2 鲜味肽的阈值分析及鲜味增强效果评价

为进一步评价肽的呈味特性,对合成肽的阈值以及增鲜阈值进行测定。如表3所示,合成肽均表现出鲜味特征,其中EEEEEE、HAAGMVE和KGDEESLA的鲜味感知阈值分别为(0.108±0.112)、(0.232±0.080)、(0.115±0.011)mmol/L,ESVYAST和DDSPLQ鲜味较弱,其鲜味阈值分别为(0.362±0.546)、(0.383±0.578)mmol/L。5 条肽的鲜味感知阈值与其感官评分结果相印证,与电子舌结果趋势相类似。

许多肽没有鲜味或有弱鲜味,但当添加到其他鲜味成分中时,可以显著增加其鲜味强度。如从食用菌中提取的2 种鲜味增强肽能够增强对MSG的鲜味感知。本实验结果显示,在0.03% MSG存在的条件下,EEEEEE和HAAGMVE具有显著的鲜味增强效果,增鲜阈值分别为(0.039±0.017)mmol/L和(0.137±0.123)mmol/L。综上,EEEEEE、HAAGMVE和ESVYAST均被鉴定为鲜味肽,其感知阈值为0.108~0.362 mmol/L,其中EEEEEE和HAAGMVE还具有较好的增鲜特性。

3.3 鲜味强度与肽质量浓度的剂量效应关系分析

如图2所示,鲜味肽EEEEEE、HAAGMVE和ESVYAST在MSG存在的环境下,其鲜味强度在0~2 g/L范围内呈剂量依赖性增加。EEEEEE的鲜味增强能力最强,其次是HAAGMVE。当肽质量浓度为2 g/L时,肽的鲜味强度达到最大,然后随着肽质量浓度进一步增加呈下降趋势。鲜味强度的下降可能是合成肽质量浓度过高,本身的酸涩味掩盖了鲜味。而KGDEESLA和DDSPLQ在0~4 g/L质量浓度范围内均没有对MSG的鲜味产生显著影响。与其他鲜味肽相比,EEEEEE表现出更显著的增鲜能力。

3.4 鲜味肽对食品体系的调节作用分析

在日常饮食中,鲜味剂的应用并不仅限于单一食品体系,而是存在于复杂食物系统。以上述筛选出呈鲜和增鲜效果最好的鲜味肽EEEEEE为研究对象,以基础味觉(鲜味、咸味、厚味和苦味)为感官评价指标,研究其对模拟肉汤和稀释酱油的味觉调控作用。

如图3所示,鲜味肽EEEEEE能够显著提升模拟肉汤以及酱油体系的鲜味、厚味和咸味,其中以鲜味增强效果最显著,同时能够显著抑制食品体系的苦味。在针对小麦面筋水解物中鲜味物质对苦味抑制作用的差异性研究中也得出了相似结论,即当鲜味物质强度较高时,能在神经认知层面上显著抑制对苦味的感知。

4

鲜味肽的稳定性分析

4.1 pH值对嗜盐四联球菌源鲜味肽鲜味的影响

pH值对肽的呈味具有重要影响,因此本实验以呈鲜特性的鲜味值作为指标,分析不同pH值条件下肽溶液和MSG溶液的鲜味变化情况。由图4可知,MSG在pH值为6.0时鲜味值最高,在pH值为8.0时鲜味值最低;当pH值为4.0,MSG鲜味值处于二者之间。EEEEEE、HAAGMVE、ESVYAST和KGDEESLA 4 条鲜味肽在pH 4.0~8.0范围内鲜味值随着pH值的升高呈现上升趋势,而DDSPLQ在该pH值范围内鲜味值呈先下降后上升趋势。

MSG的鲜味主要来自本身电离生成的谷氨酸根,电离度越高,鲜味越强。MSG的等电点是3.2,在此pH值下,Glu的电离度最低,鲜味最弱,当pH值为4.0时,电离度较低,所以鲜味较弱,在偏中性(pH 6~7)的环境下,电离度最高,故鲜味最强,在碱性(pH>7)环境时,由于MSG转变成谷氨酸二钠,该物质没有鲜味,因此几乎不呈鲜。鲜味肽EEEEEE、HAAGMVE、ESVYAST和KGDEESLA在pH 4.0~8.0范围内呈上升趋势,同样,在暗纹东方鲀中分离鉴定的两种关键活性肽PR-7和YV-8在pH 6.5~8.0范围内,其鲜味强度也随着pH值的升高而增强。

4.2 温度对嗜盐四联球菌源鲜味肽鲜味的影响

为分析鲜味肽在不同温度下呈鲜特性的变化,将鲜味肽和MSG分别置于25、75、100 ℃条件下保持1 h,以鲜味值为指标展开研究。如图5所示,与25、75 ℃相比,在100 ℃条件下MSG鲜味值出现显著下降,可能是生成了无鲜味的焦谷氨酸钠。随着温度升高,鲜味肽EEEEEE(792.70 Da)、HAAGMVE(713.80 Da)、ESVYAST(755.77 Da)、KGDEESLA(847.87 Da)和DDSPLQ(673.67 Da)的鲜味值并无显著变化,说明这5 种鲜味肽具有较好的热稳定性,可用于食品热加工中。鲜味肽的鲜味不受温度影响,可能与其分子质量较小,只有一级结构和二级结构,不具有热敏感结构有关。综上,分子质量较小的肽可能展现出良好的鲜味热稳定性。本研究中鲜味肽EEEEEE稳定性最好,有更好的应用于食品工业生产的潜力。

5

结 论

本研究对42 条多肽的鲜味和咸味进行测定,以鲜味值最高的3 条肽(EEEEEE、HAAGMVE、ESVYAST)为研究对象,并以牛肉鲜味八肽(KGDEESLA)和鲜味值最低的肽(DDSPLQ)作为对照进行分析。感官评价结果显示EEEEEE、HAAGMVE、ESVYAST和KGDEESLA具有良好的鲜味特性,滋味轮廓相似,在MSG存在下,EEEEEE、HAAGMVE和ESVYAST在质量浓度0~2 g/L范围内与鲜味强度呈剂量依赖性,且EEEEEE还具有较好的增鲜作用,可以显著提升食品体系的鲜味、厚味以及咸味口感,并降低苦味。EEEEEE、HAAGMVE、ESVYAST和KGDEESLA在pH 4.0~8.0范围内鲜味值随着pH值的升高均呈现上升趋势,DDSPLQ的鲜味值在该pH值范围内呈先下降后上升趋势。同时,在25~100 ℃范围内,鲜味肽的鲜味值较稳定,具有较好的热稳定性。其中以鲜味肽EEEEEE稳定性最佳。本研究结果可为微生物源鲜味肽的实际应用提供理论依据。

本文《嗜盐四联球菌源鲜味肽的呈味特性及其稳定性》来源于《食品科学》2025年46卷第5期1-7页,作者:潘国杨,王亚琦,邓丽,童星,晏春悦,安飞宇,姜锦惠,乌日娜,武俊瑞。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240719-205。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑:李雄;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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