呈味肽應(yīng)用于食品的研究進(jìn)展

姜莉莉,李杏元

(黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 黃岡 438002)

呈味肽是食品中的重要呈味物質(zhì)之一，不僅能夠改善食品風(fēng)味，還可以調(diào)節(jié)人體生理活動(dòng)[1]。呈味肽主要由氨基酸合成以及酶水解獲得，具有良好的營(yíng)養(yǎng)功能、加工特性和生理活性，在食品呈味中占據(jù)重要地位，呈味肽的來(lái)源廣泛，但其化學(xué)組成的關(guān)鍵成分都是肽。呈味肽不僅能夠作為美拉德反應(yīng)中的前體物質(zhì)，產(chǎn)生香氣，還能產(chǎn)生特定的滋味，這些特定的滋味主要是由于特征滋味肽與人體內(nèi)的味覺(jué)受體作用，經(jīng)大腦分析整合后產(chǎn)生的感應(yīng)[2]。本文闡述了食品中呈味肽產(chǎn)生味覺(jué)的機(jī)理，綜述了呈味肽在食品中的應(yīng)用及研究進(jìn)展，并對(duì)呈味肽的當(dāng)前不足及未來(lái)研究方向做出展望，以期為食品的風(fēng)味研究提供參考。

1 呈味肽的呈味機(jī)理

人體的味覺(jué)感受形成主要包括以下幾個(gè)步驟：首先，在進(jìn)食的過(guò)程中，食品中的呈味物質(zhì)與口腔內(nèi)的味覺(jué)受體作用；隨后，味覺(jué)感受器官和口腔內(nèi)的神經(jīng)末梢被刺激，并將這種刺激傳遞到味覺(jué)中樞；最后，大腦分析整合所受到的刺激，最終產(chǎn)生味覺(jué)感應(yīng)[3]。通常，滋味由甜、咸、苦、酸和鮮5種基本味覺(jué)組成，各種味覺(jué)感受的受體分布于口腔內(nèi)的不同位置，呈味肽與受體結(jié)合后，可以起到加強(qiáng)味感的作用[4]。

2 呈味肽應(yīng)用于食品的研究進(jìn)展

2.1 甜味肽

甜味主要由蔗糖、葡萄糖、果糖及其他糖類引起，受TIR2、TIR3和GPCRs味覺(jué)受體調(diào)節(jié)。甜味肽具有TIR2和TIR3味覺(jué)受體，因而能產(chǎn)生甜味，甜味肽產(chǎn)生甜味的機(jī)制符合夏倫貝爾的AH/B生甜學(xué)說(shuō)，人的甜味受體GPCRs內(nèi)存在類似AH/B的單元，可與甜味肽AH/B結(jié)合，刺激味覺(jué)神經(jīng)產(chǎn)生甜味。氨基酸殘基電荷不同，產(chǎn)生的甜味也不相同，多肽表面?zhèn)孺湚埢姾稍缴伲鹞对降蚚5，6]。邱云等人利用還原氨化反應(yīng)制得一種二肽甜味劑N-[3-(3-羥基-4-甲氧基苯基)丙基]-α-L-天冬氨酰-3-環(huán)己基-L-丙氨酸-1-甲酯(Ⅲ)，并用HNMR、IR、HRMS和CNMR對(duì)二肽甜味劑進(jìn)行表征，結(jié)果表明，制備得到的二肽甜味劑甜度為蔗糖的25000倍[7]。Xue等人研究了莫內(nèi)林的表面電荷和甜味的關(guān)系，研究結(jié)果表明，隨著表面負(fù)電荷的減少，產(chǎn)生的甜味增強(qiáng)[8]。

2.2 苦味肽

苦味一般難以被人們接受，但在某些特定的食品如咖啡、啤酒或干酪中，苦味是非常重要的感官標(biāo)準(zhǔn)。呈苦味的物質(zhì)眾多，苦味肽僅是其中的一類，苦味肽不僅能夠呈現(xiàn)出苦味，還具有一定的生理功能，能夠預(yù)防慢性疾病[9]。Gordon和Speck等人首次發(fā)現(xiàn)，在乳清培養(yǎng)發(fā)酵過(guò)程中，能夠產(chǎn)生具有苦味的肽[10]。苦味肽在發(fā)酵食品和天然食品中廣泛存在，特別是在含大量蛋白質(zhì)的食品發(fā)酵過(guò)程中，能夠產(chǎn)生大量苦味肽，包括二肽、三肽、六肽甚至幾十個(gè)氨基酸組成的肽[11]。食品中的苦味通常不被人們接受，一般通過(guò)脫苦技術(shù)改良來(lái)提高其感官評(píng)定。Tamura等人利用羧肽酶對(duì)苦味肽進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾或者水解，最終將苦味肽分子轉(zhuǎn)變?yōu)椴缓辔兜某煞諿12]。另一種常用的脫苦技術(shù)是色譜法，如在發(fā)酵的香腸中，肌原纖維蛋白水解，產(chǎn)生游離氨基酸和小分子肽，利用質(zhì)譜聯(lián)用的液相色譜技術(shù)進(jìn)行多肽的分離，可以達(dá)到分離苦味肽的目的[13]。解銘從鱈魚(yú)肉酶解液中分離鑒定出高純度苦味多肽HWPWMK和AVVLII，并利用β-環(huán)糊精、活性炭和活性干酵母實(shí)現(xiàn)了苦味多肽的脫苦工藝[14]。

2.3 酸味肽

酸味的產(chǎn)生主要是氨基酸殘基電離出的氫離子與味覺(jué)細(xì)胞相互作用，形成刺激，并最終呈現(xiàn)出酸味味覺(jué)。磷脂是酸味的主要受體通道，酸味的產(chǎn)生與酸味肽的結(jié)構(gòu)有極大關(guān)系，酸味肽電離出的H+作為定位基，而A-作為助味基[15]。酸味的強(qiáng)度受陰離子的種類影響，陰離子不同，酸味的強(qiáng)度也不同，這主要是由于不同陰離子對(duì)味覺(jué)細(xì)胞具有不同的吸附方式，磷脂膜和氫離子的親和力發(fā)生變化。目前關(guān)于酸味肽的研究較少，通常肽的酸味和鮮味有關(guān)。Kirimura等人最早發(fā)現(xiàn)肽的酸味與鮮味存在一定聯(lián)系，如Glu-γ-Glu、Glu-γ-Ala和Glu-γ-Gly等γ-谷氨酰肽具有酸味[16]。Roudot等人研究發(fā)現(xiàn)，Ala-Glu、Gly-Asp和Glu-Leu 等含谷氨酸二肽不但具有顯著的鮮味，還能呈現(xiàn)出一定的酸味[17]。

2.4 鮮味肽

鮮味肽是一類能引起鮮味的小分子肽，通?？山?jīng)氨基酸合成或從食物中提取得到。鮮味肽的定味基為帶負(fù)電的功能團(tuán)-COOH，助味基為親水的-OH和α-L-NH2等，肽的鮮味主要來(lái)源于含堿性或酸性的氨基酸。鮮味肽是組成鮮味物質(zhì)的重要部分，具有較高的風(fēng)味特性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，在賦予食物美味口感的同時(shí)，還能增強(qiáng)食物的鮮味和醇厚味，此外，鮮味肽還能與其他物質(zhì)協(xié)同增鮮，并且能減弱苦味的強(qiáng)度。Kim等人利用水楊苷研究鮮味肽對(duì)苦味物質(zhì)的掩蓋和減弱能力，通過(guò)對(duì)苦味受體hTAS2R16的細(xì)胞進(jìn)行Ca2+的信號(hào)進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)5種來(lái)源于大豆的典型鮮味肽(Glu-Asp、Glu-Gly-Ser、Glu-Ser、Asp-Glu-Ser和Glu-Glu)均能明顯減弱Ca2+信號(hào)，其中Glu-Glu的抑制效果超過(guò)了hTAS2R16的特異性拮抗劑，表明鮮味肽能通過(guò)苦味受體減弱食物的苦味[18]。Park等人從魚(yú)露中分離出17種肽，并利用固相或者液相合成了二肽、三肽及四肽，在無(wú)鹽的情況下，這些肽類表現(xiàn)出苦味、酸味、鮮味和無(wú)味，當(dāng)加入0.3%的氯化鈉后，幾乎每種多肽都呈現(xiàn)咸鮮味[19]。Tamura等人將鮮味二肽Lys-Gly和其他味道的多肽混合，結(jié)果產(chǎn)生了類似于BMP的更強(qiáng)烈鮮味，表明鮮味肽能夠與其他多肽發(fā)生相互作用，增強(qiáng)鮮味[20]。Zhuang等人對(duì)比了XAD-16、HP-20、SP-825和HP-2MGL 4種大孔樹(shù)脂分離、純化醬油中鮮味肽的能力，最后發(fā)現(xiàn)XAD-16對(duì)肽具有較好的解吸率和吸附率，富集鮮味肽的效果最好，并且用蒸餾水洗脫后的組分鮮味效果最為明顯[21]。

2.5 咸味肽

咸味主要來(lái)自于陽(yáng)離子，陰離子僅對(duì)咸味起修飾作用。傳統(tǒng)的咸味主要由食鹽NaCl獲得，但Na+的攝入可能會(huì)引起高血壓和心血管疾病，因此產(chǎn)生了許多食鹽替代品，其中咸味肽是最好的替代品之一。Toelstede等研究了Gouda奶酪滋味組分發(fā)現(xiàn)含L-精氨酸的肽類組分存在增強(qiáng)咸味的功能[22]。Zhu等在研究無(wú)鹽醬油的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了3種咸味肽，分別是Phe-Ile、Ala-Phe和Ile-Phe，這些肽類不僅具有咸味，還能起到降低血壓的作用[23]。目前發(fā)現(xiàn)的咸味肽主要為小分子二肽類，這些二肽類物質(zhì)不僅具有咸味，還具有鮮味和輕微的酸味[24]。吳迪等人以NaCl感官評(píng)定濃度為指標(biāo)，利用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)研究酶水解海洋蛋白產(chǎn)生咸味肽的最佳工藝條件，結(jié)果表明，產(chǎn)生咸味肽的最佳工藝條件為溫度50 ℃，pH為6.3，加酶量為1.0%，酶解時(shí)間為3 h，在保證風(fēng)味度的前提下，得到最優(yōu)感官評(píng)定的咸味濃度為60 mmol/L[25]。趙穎穎等人研究了鳥(niǎo)胺?；撬嵯涛峨牡奶砑恿繉?duì)低鈉肉糜的熱凝膠特性的影響，結(jié)果表明，在50%咸味肽和2.5%離子強(qiáng)度替代比例下，pH值在一定范圍內(nèi)的變化能夠顯著影響肉糜熱凝膠的質(zhì)構(gòu)，但對(duì)保水性影響并不明顯，使用咸味肽對(duì)肉糜的質(zhì)構(gòu)和保水性會(huì)產(chǎn)生不利影響，但將pH值調(diào)節(jié)到偏中性的范圍，可以在一定程度上降低咸味肽的不利作用[26]。

2.6 濃厚感肽

除酸、甜、鮮、咸和苦5種基本味覺(jué)外，近年來(lái)，厚味作為一種新的感官被納入到味覺(jué)中，用來(lái)描述食物濃厚飽滿的特性[27]。濃厚感肽源于日語(yǔ)kokumi，濃厚感不屬于基本味覺(jué)，濃厚感肽本身雖然不呈現(xiàn)味覺(jué)，但可以增加味感的持續(xù)性和復(fù)雜性[28]。目前濃厚感肽的研究以小分子γ-谷氨酰肽為主，Dunkel等從萊豆中提取出γ-L-Glu-L-Val和γ-L-Glu-L-Leu等水溶性多肽，具有延長(zhǎng)舌頭對(duì)味覺(jué)感知，增強(qiáng)口感和持續(xù)性的作用[29]。

3 結(jié)論與展望

通常，食品中存在多種呈味肽，產(chǎn)生的滋味是多種呈味肽的綜合效應(yīng)，從而使食物達(dá)到鮮美濃郁、回味悠長(zhǎng)的味感。將呈味肽應(yīng)用于食品中，不僅可以提高食品的味覺(jué)感知度，增進(jìn)食欲，還可以改善食品品質(zhì)；另外，呈味肽具有特殊的生理功能，能夠預(yù)防慢性疾病。目前，對(duì)部分特征滋味肽的研究還較少，進(jìn)一步研究發(fā)掘更多的特征滋味肽很有必要。我國(guó)自然資源豐富，應(yīng)充分利用天然蛋白質(zhì)資源開(kāi)發(fā)多種呈味肽，一方面提升加工技術(shù)，引進(jìn)可控酶解技術(shù)、微生物仿生水解技術(shù)等高新技術(shù)；另一方面轉(zhuǎn)變市場(chǎng)觀念，不僅要關(guān)注呈味肽在調(diào)控食品口味方面的優(yōu)勢(shì)，還要注意呈味肽對(duì)需要低鈉、低糖食品的特殊人群的利用價(jià)值。