風味增強肽及其應用研究

劉桃妹

（通標標準技術(shù)服務(wù)有限公司廣州分公司 化學部，廣東 廣州 510663）

風味增強肽及其應用研究

劉桃妹

（通標標準技術(shù)服務(wù)有限公司廣州分公司 化學部，廣東 廣州 510663）

風味增強肽是增強食品原有風味的肽類物質(zhì)，由于具有安全及易吸收的特性而在食品工業(yè)得到廣泛應用?；蛑亟M技術(shù)和酶解法被越來越多地應用于風味肽的制備，所得的風味肽能增強食品風味，提升食品營養(yǎng)價值，在一定程度上能預防慢性疾病。隨著基因組學、分子生物學和生物信息學的發(fā)展，風味肽將在食品風味及品質(zhì)調(diào)節(jié)方面發(fā)揮越來越重要的作用。對風味肽的分類、制備及其應用進行研究，有助于為風味肽的廣泛應用奠定理論基礎(chǔ)。

風味增強肽；基因重組；酶解法；牛肉風味肽

隨著生活水平的提高，人們對于食品風味及食品安全的要求也越來越高。風味增強肽由于其安全、無毒且能被人體吸收的優(yōu)勢逐漸成為研究的熱點。隨著分子生物學技術(shù)和工業(yè)酶制劑技術(shù)的發(fā)展，風味肽將在食品領(lǐng)域有著越來越廣泛的應用。

1 風味增強肽簡介

1.1 風味增強肽類別

食品的風味是先通過舌頭上的味蕾感知，再通過自由神經(jīng)末梢、水溶性物質(zhì)刺激味覺受體傳入大腦味覺中樞，大腦通過分析后產(chǎn)生的化學感應。風味增強肽是能增強食物本身的酸、甜、苦、辣等風味特征的肽類物質(zhì)。根據(jù)風味不同，可將肽分為甜味肽、苦味肽、鮮味肽、酸味肽和咸味肽。目前對甜味肽研究較多，如二肽衍生物阿力甜和阿斯巴甜等。這兩種肽由于甜度較高、熱量較低，因此被作為甜味添加劑加到各種食品中，適合肥胖癥患者食用?？辔峨膹V泛存在于許多天然食品和醬油、乳酪等發(fā)酵產(chǎn)品中。在發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)降解會產(chǎn)生大量苦味肽，是啤酒和干酪等食品中非常重要的呈味物質(zhì)，一些苦味肽還能預防慢性疾病。

國內(nèi)外對于鮮味肽的研究也較為成熟。有研究表明，小肽對食物的風味影響取決于其組成氨基酸的原有味感。例如，Gln、Asn、Glu和Asp相互結(jié)合或與Ala、Cys、Met、Gly、Thr、Ser相互結(jié)合形成的多元酸鈉鹽能增強食物鮮味。另有一些研究發(fā)現(xiàn)，從大豆水解蛋白中分離得到短肽，然后與木糖高溫反應3.5 h可得到本身無強烈味覺的Maillard肽，將此肽加到鮮味溶液中能明顯增強口感和味覺持續(xù)性。還有一類研究是關(guān)于增強食物鮮味的風味肽——牛肉風味強化肽（BMP），最初由Yamasakiy等從牛肉的木瓜蛋白酶水解物中分離而得，是由八個氨基酸（Lys-Gly-Asp-Glu-Ser-Leu-Leu-Ala）組成的短肽，其分子量為847 Da，等電點為4.1。BMP是牛肉風味的主要成分，能產(chǎn)生類似于美味肽的閾值和風味。其他風味的增強肽有待進一步開發(fā)和研究。

目前，關(guān)于酸味肽的報道還比較少見。酸味肽主要為γ-谷胺酰肽類，肽的酸味通常與其鮮味相關(guān)，因此常把酸味肽看作鮮味肽的一部分。已知的咸味肽數(shù)量較少，常見的為二肽，如Orn-Gly.HCl和Lys-Gly.HCl等。咸味肽對于糖尿病患者及高血壓患者等特殊人群有十分重要的利用價值。

1.2 風味增強肽呈味作用

蛋白質(zhì)因其分子量較大（大于6 kD），很難刺激味蕾細胞而呈味，但當其酶解成為低分子肽和氨基酸后可直接刺激味蕾而呈現(xiàn)風味，這種味感特質(zhì)即氨基酸或肽的醇厚感。低分子肽中的疏水氨基酸（如Leu、Gly、Phe和Pro等）是苦味受體的結(jié)合位點，因此會呈現(xiàn)苦味，疏水氨基酸側(cè)鏈暴露越多，苦味強度越大，如肽鏈中有一定量Pro或其羧基末端

含有芳香族及其支鏈氨基酸時，其苦味會明顯增強。但苦味肽整體呈中性，多數(shù)是分子量為5000～1500 Da的低聚肽，其中主要為酸性氨基酸，有很強的遮蔽苦味的能力，因此可掩蓋食品的苦味。咸味肽和酸味肽的呈味特性主要是因為其陽離子易被細胞膜上的味覺受體的磷酸基吸附而呈現(xiàn)相應的風味特征。鮮味肽的定味基是其分子兩端帶負電的羧基，而助味基則為具一定親水性的氨基或羥基等。鮮味肽必須具有帶正電分子基團、帶負電分子基團和含親水性殘基的分子團，接到相應的感受器位置才能令人感到鮮味。如牛肉風味肽中的Lys-Gly可視為帶正電分子團，Asp-Glu-Ser為帶負電分子團，Ser-Leu-Ala則為含親水性殘基的分子團，它們分別與鮮味受體結(jié)合，使牛肉風味肽具有鮮味。

肽類因其具有氨基和羧基，因此能賦予食品細膩微妙的風味，而且還可以與其他風味物質(zhì)相互作用，增強食品原有風味。氨基酸和肽是芳香化合物前體物質(zhì)，因此加熱后能增加食品的香氣。所以食品風味肽在食品風味調(diào)節(jié)中發(fā)揮越來越重要的作用。如：Glu-Pro或Val-Glu等二肽通過其緩沖作用而增強食品原有風味；將谷氨酸寡聚肽添加到蔬菜汁和果汁中能掩蔽苦味；面包、花生和可可發(fā)酵時釋放出的短肽能在焙烤時形成多種芳香族化合物，增加食物的香氣；γ-谷胺酰多肽作為蔥類風味前體，能增強食品的蔥味；等等。

2 風味增強肽的來源

運用化學合成法、酶法水解蛋白和基因重組表達方法可制備風味增強肽。化學合成法具有快速、方便等特點，但不適用于較長肽鏈的合成，且成本較高并存在一定的殘留毒性。酶法水解蛋白具有原料來源廣泛、制備方便的優(yōu)點，而基因重組表達法則具有產(chǎn)量高、針對性較強的優(yōu)點。下面主要介紹利用酶法水解和基因重組表達法制備風味肽。

2.1 酶法水解制備風味增強肽

以蛋白為原料制備風味肽時，由于蛋白水解物自然的特征味感和容易與其他呈味成分配伍的特點，可賦予食品多層次風味，因此蛋白水解物成為制備高檔復合調(diào)料的重要原料。植物蛋白能消除動物蛋白成本高、資源利用率較低及產(chǎn)品質(zhì)量很難標準化的弊端；因此植物蛋白有非常廣闊的應用前景。大豆蛋白富含人體必需氨基酸，且其組分接近動物蛋白，因此是生產(chǎn)食品風味肽的重要原料。隨著酶技術(shù)的發(fā)展，采用復合蛋白酶酶解豆粕來制備調(diào)料能提高產(chǎn)品質(zhì)量，得到人們所需要的各種風味肽，因此能增強產(chǎn)品的競爭力。

在蛋白酶解過程中，由于一般采用堿性蛋白酶進行酶解，而堿性蛋白酶對疏水性氨基酸結(jié)合特異性較差，易形成相對分子量較低的苦味肽，應用對疏水性氨基酸具有一定結(jié)合特異性蛋白酶（彈性蛋白酶、糜蛋白酶和Flavorzyme風味蛋白酶等）進行酶解物二次酶解，則能明顯降低苦味。當切除苦味肽的疏水氨基酸后，苦肽的苦味明顯降低，而游離出的疏水氨基酸苦味也明顯降低。現(xiàn)階段Flavorzyme風味蛋白酶已經(jīng)被廣泛應用于去除食品苦味，但由于其為一種外切酶，因此必須結(jié)合內(nèi)切酶使用，才能更好地發(fā)揮其去除苦味的功能。張建林等用中性蛋白酶、風味蛋白酶、木瓜蛋白酶和堿性蛋白酶對鴨蛋蛋清進行酶解，并對酶解產(chǎn)物進行脫鹽處理并冷凍干燥得到蛋清肽，其中分子量低于3000 Da的肽含量達到47％左右，得到的蛋清肽有一定的ACE抑制活性，并表現(xiàn)出一定的抗氧化活性。蛋清肽可加到食品中，也可制成蛋清肽果凍和蛋清肽飲料等，使產(chǎn)品具有良好的口感和風味，提高食品營養(yǎng)價值，并在一定程度上起到預防高血壓和延緩衰老的作用。

美拉德肽是還原糖與肽的美拉德反應產(chǎn)物，能增強食品鮮味、持續(xù)感和醇厚感，因此對于風味增強肽相關(guān)調(diào)料的開發(fā)十分重要。劉平等以水解度和肽氮率為指標，結(jié)合大豆肽美拉德反應的感官評定確立了Alcalase酶與Flavourzyme酶雙酶分步酶解的工藝條件：底物濃度為6％的大豆分離蛋白，經(jīng)熱處理后于60℃下加入2000 U/g底物Alcalase酶水解時間3 h，再于50℃加入Flavourzyme酶繼續(xù)作用4 h。在此條件下所制得的大豆肽的美拉德反應產(chǎn)物具有較好的風味增強特性，此時水解度和肽氮率分別達到12.43％、55.58％。

2.2 基因重組法表達風味增強肽

基因重組法表達風味增強肽由于其產(chǎn)量較高、特異性較強，受到人們越來越多的關(guān)注。隨著DNA重組技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有許多研究者對BMP進行重組表達。楊永清等將表達BMP的基因克隆至酵母表達載體pPICZ alpha中，然后在畢赤酵母工程菌株pichia pastoris中進行搖瓶發(fā)酵，用甲醇進行誘導，對分泌表達產(chǎn)物進行濃縮后，用葡聚糖凝膠柱進行純化，最后用C18反相HPLC對BMP進行定量分析，得知其表達量為40 mg/L。白小佳等將不同拷貝數(shù)的BMP串聯(lián)基因整合到畢赤酵母基因組中，重組菌

在BMMY培養(yǎng)基中用甲醇誘導表達，結(jié)果表明不同拷貝數(shù)的BMP串聯(lián)基因均可高效表達，且誘導表達的目的產(chǎn)物產(chǎn)量隨著BMP拷貝數(shù)的增加而增加，從而為BMP的研究和大規(guī)模應用奠定了基礎(chǔ)。有專利報道通過人工合成BMP基因，然后將基因克隆至表達載體pMal-C2和具有信號肽識別序列的表達載體pNS2，最后分別在大腸桿菌、釀酒酵母中分泌表達，從而實現(xiàn)BMP的重組表達。曾松榮等在畢赤酵母中分泌表達了16拷貝牛肉風味肽，并進行了500 L發(fā)酵罐中試工藝，確定培養(yǎng)條件為30℃、pH 5.0，誘導條件為28℃、pH 3.0，誘導88 h后，目的產(chǎn)物16拷貝BMP的表達量達到172 mg/L，從而為BMP在食品風味調(diào)節(jié)方面的應用奠定了基礎(chǔ)。

3 風味增強肽的應用

風味增強肽由于其安全、無毒及可被生物體快速吸收并維持生物體氮平衡的優(yōu)勢，被作為食品添加劑廣泛應用。下面主要介紹美拉德肽和牛肉風味肽的應用情況。

3.1 美拉德肽的應用

風味增強肽以美拉德肽為主，它能較大程度地增強食品風味，如增強食品的醇厚味、鮮味和持續(xù)感，同時也是醬類制品的核心呈味物質(zhì)。葡萄糖和不同氨基酸的美拉德反應能產(chǎn)生不同的食品香味，如Gly、Asp、Tyr和Ala等氨基酸與葡萄糖反應可產(chǎn)生焦糖香味，His、Pro和Lys能產(chǎn)生烤面包的香味，Val能產(chǎn)生巧克力香味，Phe則能產(chǎn)生紫羅蘭香氣。因此通過控制美拉德反應條件，能賦予食品不同的香味?？久姘^程中主要是氨基酸與糖類的美拉德反應賦予面包風味和香味，因此通過調(diào)節(jié)還原糖和氨基酸的用量可控制面包的風味及色澤。Kochhar等從可可豆中獲得能夠與還原糖發(fā)生美拉德反應，從而生成具有獨特風味的特殊肽，這些肽對于可可香精、肉味香精和面包香精等的制備十分重要。夏學進等研究發(fā)現(xiàn)，雞肉蛋白酶解后生成分子量為2000～5000 Da的雞肉肽，與還原糖在適當條件下加熱可獲得較強的雞肉味，且其肉味強度是采用傳統(tǒng)方法獲得肉香味的100倍左右。他們還發(fā)現(xiàn)在雞肉酶解產(chǎn)物中分子量為2800～3500 Da的肽段在美拉德反應后急劇減少，可能此肽段已參與美拉德反應。風味前體物中肽的氨基酸組成及其肽鏈長度等因素將顯著影響食品風味特征。

3.2 牛肉風味肽的應用

牛肉鮮味肽最初可從牛肉的酶解液中分離得到，也存在于天然的牛肉中。BMP中的酸性和堿性氨基酸能增強食物的鮮味，使食物具有牛肉的風味，因此在肉、禽、乳類和休閑食品增味方面均有良好效果。高應瑞等對不同拷貝數(shù)BMP制備的牛肉香精風味特性進行了感官評價，結(jié)果表明不含BMP的牛肉香精的牛肉風味特征不明顯，而加入BMP能顯著增強其風味特征，BMP拷貝數(shù)的增加并不能顯著增強牛肉風味特征。鄭榮華等學者的研究表明，添加牛肉風味肽可顯著提高咸肉的食用品質(zhì)，添加0.6％的牛肉風味肽能獲得風味及口感均較佳的咸肉食品。Wang等合成了牛肉風味肽并測定其在不同pH值條件下的鮮味閾值，結(jié)果表明pH為6.5時其鮮味最強。BMP與食鹽、MSG、IMP和GMP有較好的協(xié)同作用，BMP能增強其他味覺（酸、甜、苦、辣）的風味特征，因此BMP在肉類、蔬菜、乳類、酒類及水產(chǎn)類食品的生產(chǎn)中都有較廣泛的應用。

4 結(jié)論

由于風味肽能增強食品風味，提高食品品質(zhì)，促進食欲，還能預防疾病，且對人體相對安全，易于被人體吸收，因此正受到越來越多研究者的關(guān)注?；蛑亟M法和酶解法被更多地用于制備風味肽，得到的風味肽被應用于食品風味的調(diào)節(jié)及其品質(zhì)的改善。隨著基因組學、分子生物學和生物信息學的發(fā)展，風味肽將在食品風味及品質(zhì)調(diào)節(jié)方面發(fā)揮越來越重要的作用。

5 展望

風味肽能賦予食品多種滋味，增強食品的風味特征，將食品風味肽制成調(diào)味品可改善食品品質(zhì)，還可促進消費者的食欲。呈味肽易于被人體吸收，能在一定程度上預防慢性疾病，如糖尿病、高血壓和肥胖癥等。

目前國內(nèi)關(guān)于酸味肽和咸味肽的研究較少，因此，需要深入挖掘更多的風味肽，可從以下幾方面著手：開發(fā)天然資源中具有特殊功能的咸味肽和甜味肽等；借助計算機模擬短肽和味覺受體的作用，篩選出具有多種風味的短肽，用化學合成法或酶法制備相應短肽并加以驗證；工業(yè)發(fā)酵技術(shù)、酶生物技術(shù)和微膠囊技術(shù)的發(fā)展。這些方面的研究進展有助于提高風味肽的制備效率及其品質(zhì)。

［1］夏延斌.食品風味化學［M］.北京：化學工業(yè)出版社，

2008.

［2］劉平.美拉德肽的形成機理及功能特性研究［D］.無錫：江南大學，2012.

［3］Yamasaki Y，Maekawa K.Apeptide with Delicious Taste［J］.Agric Biol Chem，1978，（42）：1761－1765.

［4］何慧，王進，裴凡，等.蛋白質(zhì)水解物與苦味的構(gòu)效關(guān)系及脫苦研究［J］.食品科學，2006，（10）：571－574.

［5］吳建中，趙謀明，寧正祥，等.酶法水解生產(chǎn)大豆多肽研究［J］.糧油加工與食品機械，2003，（1）：45－47.

［6］夏學進，趙謀明，孔令會，等.美拉德反應在工業(yè)化生產(chǎn)肉類呈味基料中的應用［J］.現(xiàn)代食品科技，2010，（4）：358－361.

［7］劉平，張曉鳴，黃梅桂，等.大豆蛋白水解物中氨基酸和肽的Maillard反應產(chǎn)物呈味特性研究［J］.食品科學技術(shù)，2009，（11）.

［8］白小佳，高文，王艷萍.牛肉風味強化肽（BMP）在畢赤酵母中的高效分泌表達［J］.中國釀造，2008，（16）：26－28.

［9］曾松榮，王艷萍，楊明.重組畢赤酵母發(fā)酵牛肉風味肽的中試研究［J］.中國生物工程雜志，2008，（10）：43－48.

［10］高應瑞，白小佳，黃劍，等.畢赤酵母表達風味肽的呈味性研究［C］.中國食品科學技術(shù)學會第七屆年會論文摘要集.

［11］楊永清，韓英素，高輝，等.重組風味強化肽在巴氏畢赤酵母中的表達及分析［C］.第一屆全國化學工程與生物化工年會論文摘要集（下）.

［責任編輯：王東霞］

Flavor Enhancing Peptide and Its Application

LIU Tao-mei
（Chemistry Department，Standards Technical Services Company Limited Guangzhou Branch，Guangzhou 510663，Guangdong，China）

Flavor enhancing peptide is a kind of peptide which can enhance the original flavor of the food.Flavor enhancing peptides have been broadly applied in food industry because of their character of safety and high absorption.Gene recombination technology and protease digestion are increasing being used in the preparation of flavor enhancing peptide，which can enhance flavor and nutrition value of food and prevent chronic disease to some extent.With the development of genomics，molecular biology and bioinformatics，flavor enhancing peptides would play more and more important role in the adjustment of food flavor and quality.This paper reviewed the classification，preparation and application of flavor enhancing peptide，thus laying theoretical foundation for the wider application of flavor enhancing peptide.

flavor enhancing peptide；genetic recombination；protease digestion；beefmeaty peptide

TS202.3

A

1006－8481（2014）03－0005－04

2014－01－10

劉桃妹（1984—），女，通標標準技術(shù)服務(wù)有限公司廣州分公司化學部。