鮮味肽與增鮮肽及其加工特性研究進(jìn)展

張佳男， 王華陽(yáng)， SUN-WATERHOUSE Dongxiao， 蘇國(guó)萬(wàn)，2， 趙謀明*

（1. 華南理工大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510641； 2. 廣東天企生物科技有限公司，廣東 佛山 528000）

鮮味是區(qū)別于酸、甜、苦、咸味之外的第5種基本滋味，也是我國(guó)許多傳統(tǒng)食品的特色滋味，具有協(xié)調(diào)其他滋味、使人產(chǎn)生愉悅感等特點(diǎn)，深受消費(fèi)者的喜愛(ài)[1]。 鮮味劑作為食品鮮味最重要的調(diào)配者，其應(yīng)用領(lǐng)域中涉及相關(guān)食品產(chǎn)值超千億元，對(duì)食品品質(zhì)的影響較大、范圍較廣。 為了滿足消費(fèi)者對(duì)鮮味調(diào)味品在來(lái)源、安全、方便、營(yíng)養(yǎng)等方面的需求，以來(lái)源天然的動(dòng)植物水解蛋白和酵母抽提物等為主要成分的新型復(fù)合鮮味劑成為大家推崇的產(chǎn)品，其不僅可以提升食品鮮味強(qiáng)度， 減少食鹽使用量，還能賦予食品濃郁飽滿的口感，改進(jìn)食品可口性[2]。

鮮味肽和增鮮肽是新型鮮味劑的關(guān)鍵滋味物質(zhì)，在增強(qiáng)食品風(fēng)味的同時(shí)也具有良好的吸收性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，具有初代鮮味劑（味精）不可比擬的風(fēng)味和健康優(yōu)勢(shì)[3]。 工業(yè)生產(chǎn)鮮味肽和增鮮肽主要由動(dòng)植物蛋白經(jīng)酶解制備得來(lái)，但由于蛋白質(zhì)原料結(jié)構(gòu)復(fù)雜及酶制劑酶切位點(diǎn)廣泛等因素的影響，依舊面臨著酶解過(guò)程調(diào)控精準(zhǔn)度低、產(chǎn)物成分復(fù)雜、有效鮮味肽或增鮮肽類物質(zhì)含量少、整體鮮味強(qiáng)度不足以及加工穩(wěn)定性差等問(wèn)題[1，4]；除此之外，目前有關(guān)鮮味的基礎(chǔ)研究仍不夠深入，難以建立完善的鮮味物質(zhì)構(gòu)效關(guān)系模型。 因此，實(shí)現(xiàn)鮮味肽和增鮮肽的定向高效制備，深度開(kāi)發(fā)天然鮮味肽和增鮮肽是調(diào)味品行業(yè)亟待解決的重要問(wèn)題。

作者系統(tǒng)總結(jié)了已報(bào)道鮮味肽和增鮮肽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，探討了其構(gòu)效關(guān)系及與鮮味受體的作用機(jī)制；并基于不同加工方式闡述了鮮味肽和增鮮肽在食品加工過(guò)程中的正向變化及其對(duì)食品呈味特性的影響；簡(jiǎn)要討論了有關(guān)鮮味肽與增鮮肽在研究過(guò)程中存在的問(wèn)題和解決方案，并對(duì)其未來(lái)的研究和行業(yè)發(fā)展進(jìn)行了展望。

1 鮮味及增鮮物質(zhì)概述

鮮味具備所有基本滋味的基礎(chǔ)共性，即非其他滋味的組合、獨(dú)特唯一且普遍存在，以及有基于神經(jīng)生理學(xué)研究的特異性與獨(dú)立性（鮮味受體）[5-6]。 當(dāng)鮮味物質(zhì)與鮮味受體結(jié)合釋放出的信息經(jīng)味覺(jué)神經(jīng)傳入系統(tǒng)傳遞至大腦，大腦皮層特定區(qū)域參與對(duì)信號(hào)的處理形成鮮味味覺(jué)[7]。 目前發(fā)現(xiàn)約有8種不同類型受體與鮮味感知相關(guān)，均隸屬于G 蛋白偶聯(lián)受體（GPCRs）家族[2]。其中異源型二聚體T1R1/T1R3是最主要的鮮味受體，對(duì)多種鮮味物質(zhì)都有較高親和力，同時(shí)還能體現(xiàn)鮮味的協(xié)同增效作用[8]。 鮮味物質(zhì)與受體結(jié)合后其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變從而轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S構(gòu)象是產(chǎn)生鮮味的主要原因，協(xié)同增效作用的產(chǎn)生則主要是因?yàn)檫@種活躍構(gòu)象受增鮮物質(zhì)的影響被進(jìn)一步強(qiáng)化或穩(wěn)定[9]。 其他鮮味受體不受T1R1/T1R3 影響，可以獨(dú)立感知鮮味物質(zhì)（但是物質(zhì)種類和協(xié)同增效作用均有差別）， 并且連接大腦中樞的味覺(jué)神經(jīng)傳入系統(tǒng)也并不完全相同， 因此為T1R1/T1R3 的補(bǔ)充[2]。 整體而言，鮮味的感知由多種受體共同介導(dǎo)，這同時(shí)也體現(xiàn)了鮮味物質(zhì)的豐富性。

鮮味物質(zhì)是指本身具有鮮味的化合物。 目前常見(jiàn)的鮮味物質(zhì)包括谷氨酸及其鈉鹽（味精/MSG）、天門冬氨酸及其鈉鹽、肌苷酸二鈉、鳥(niǎo)苷酸二鈉、琥珀酸及其鈉鹽和鮮味肽等[2]。 味精是第一代鮮味劑的主要成分，其鮮味強(qiáng)度高、刺激性強(qiáng)，但味感較為單??；呈味核苷酸和琥珀酸分別是肉類、香菇類和水產(chǎn)制品的主要鮮味物質(zhì)，具有代表性食物特有的呈味特點(diǎn)，如賦予鮮味更加寬廣、豐潤(rùn)的感覺(jué)，呈現(xiàn)貝類鮮腥一體的風(fēng)味[10-12]。 鮮味肽為具有鮮味的肽類物質(zhì)（由氨基酸通過(guò)肽鏈組合而成的化合物），是許多高端食材和調(diào)味基料鮮美味的主要來(lái)源之一，能給予食物醇厚、鮮美、協(xié)調(diào)的味感[13]。 與其他鮮味物質(zhì)不同，鮮味肽往往還具有其他基本滋味，呈現(xiàn)多維的滋味特性，增加食物味感的豐富度[14]。 1978 年日本科學(xué)家首次報(bào)道了從牛肉湯中分離出的八肽Lys-Gly-Asp-Glu-Glu-Ser-Leu-Ala 可能對(duì)肉湯鮮味有貢獻(xiàn)作用，盡管后期通過(guò)合成手段發(fā)現(xiàn)牛肉八肽并不具有鮮味，但開(kāi)啟了人們對(duì)肽類物質(zhì)呈鮮特性的研究熱潮[15-16]。 隨后各研究人員分別從火腿、臘肉、醬油、大豆蛋白和花生蛋白等多種動(dòng)植物水解液中分離得到了多種鮮味肽，并被證實(shí)是食品風(fēng)味的主要貢獻(xiàn)者之一[2]。

1.1 鮮味肽

如圖1 所示， 目前已報(bào)道鮮味肽數(shù)量約為208條（截止到2021 年），其中短肽（二肽和三肽）占比38%，中長(zhǎng)肽占比62%；四肽~七肽（相對(duì)分子質(zhì)量主要為400~1 000）與八肽~十六肽（相對(duì)分子質(zhì)量主要為1 000~1 600）占比分別約為32%和30%。 統(tǒng)計(jì)結(jié)果還發(fā)現(xiàn)， 僅2019—2021 年鮮味肽報(bào)道數(shù)量已增長(zhǎng)一倍，說(shuō)明鮮味肽是目前食品風(fēng)味領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一[2]。 同時(shí)，隨著研究的不斷深入，具有鮮味特性的中長(zhǎng)鏈多肽數(shù)量超過(guò)短肽數(shù)量 （據(jù)2019年之前文獻(xiàn)數(shù)據(jù)短肽占比超60%），但鮮味氨基酸（谷氨酸和天冬氨酸）依舊是組成鮮味肽的代表性氨基酸，據(jù)統(tǒng)計(jì)含有鮮味氨基酸的鮮味肽數(shù)量占比約為79%（見(jiàn)圖2），與前期統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基本一致[2]。

從結(jié)構(gòu)上來(lái)講，鮮味肽的呈味特性與其組成氨基酸的性質(zhì)、順序、序列以及肽的空間結(jié)構(gòu)等都密切相關(guān)。 Arai 等合成了12種含有谷氨酸殘基的二肽，發(fā)現(xiàn)當(dāng)谷氨酸C 端連接的氨基酸疏水性較小時(shí)才具有肉湯鮮味[17]。 鮮味肽組成氨基酸的側(cè)鏈基團(tuán)（如羥基和巰基等）變化可直接影響其對(duì)口腔味覺(jué)感受器上的作用而引起對(duì)無(wú)味、鮮味、甜味、濃厚味或苦味等滋味的感知[18]。 在基于八肽Lys-Gly-Asp-Glu-Glu-Ser-Leu-Ala 的鮮味肽構(gòu)效關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn)，八肽分子必須同時(shí)含有帶正電荷和負(fù)電荷的親水性基團(tuán)以及疏水性基團(tuán)才具有鮮味，但是這一結(jié)論并不適用于其他長(zhǎng)度的鮮味肽[19]。 同時(shí)上述八肽存在多種穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu) （一種為環(huán)狀結(jié)構(gòu)， 其余3種為S型結(jié)構(gòu)）， 在與受體的結(jié)合過(guò)程中雙方存在一個(gè)動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)的變化過(guò)程[20]，因此對(duì)于具有一定空間結(jié)構(gòu)的鮮味肽來(lái)說(shuō)表面電荷特性決定了與鮮味受體的結(jié)合情況。 Yu 等構(gòu)建了鮮味六肽的3DQSAR 模型， 并研究了鮮味六肽與鮮味受體的相互作用，結(jié)果顯示在特定區(qū)域引入適當(dāng)?shù)碾姾珊秃线m大小的基團(tuán)可能會(huì)改善六肽的鮮味強(qiáng)度[21]。 但很難從簡(jiǎn)單的一級(jí)結(jié)構(gòu)或特定鮮味肽空間結(jié)構(gòu)清楚解釋、預(yù)測(cè)鮮味肽結(jié)構(gòu)和呈味特性的關(guān)系。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知（見(jiàn)圖1 和圖2），短鏈鮮味肽（二肽和三肽）氨基酸組成可能主要決定了其鮮味特性，其中鮮味氨基酸為必需氨基酸；隨著肽鏈的延長(zhǎng)，空間結(jié)構(gòu)對(duì)鮮味特性的影響逐漸加深[2]， 組成氨基酸種類、數(shù)量、序列以及分布等均為決定性因素[14，22-24]。 由圖3可知，鮮味氨基酸、親水性氨基酸、脯氨酸以及丙氨酸是中長(zhǎng)鏈鮮味肽的主要組成氨基酸，而疏水性氨基酸殘基比例較低且大多位于肽鏈中部，堿性氨基酸殘基主要分布在肽鏈兩端（主要是C 端），因此鮮甜味氨基酸比例、疏水性氨基酸和堿性氨基酸序列及位置可能是影響中長(zhǎng)鏈鮮味肽鮮味特性的重要因素。

圖2 組成氨基酸含有鮮味氨基酸的鮮味肽占比Fig. 2 Proportion of umami peptides with the amino acids composition containing umami amino acids

數(shù)字代表鮮味肽的數(shù)量。

圖3 已報(bào)道鮮味肽的組成氨基酸指紋圖譜[2，23-43]Fig. 3 Amino acid fingerprints of identified umami peptides

值得注意的是鮮味肽是否具有鮮味一直存在爭(zhēng)議[16]，因?yàn)椴糠趾铣呻臒o(wú)法完全重現(xiàn)分離肽的呈味特性，這也可能與肽的立體結(jié)構(gòu)變化有關(guān)。 此外，鮮味肽往往具有多種味道，其鮮味味感與谷氨酸鈉并不完全一致，因此對(duì)于感官人員的要求較高。 而如何準(zhǔn)確測(cè)定鮮味肽的鮮味強(qiáng)度也是評(píng)判鮮味肽鮮味特性的關(guān)鍵問(wèn)題之一。 目前有關(guān)鮮味肽滋味的評(píng)價(jià)方法主要包括感官評(píng)價(jià)法[44]、電子舌[14]和細(xì)胞受體實(shí)驗(yàn)[45]等。 感官評(píng)價(jià)需要專業(yè)、穩(wěn)定的品評(píng)人員， 不同區(qū)域和評(píng)價(jià)團(tuán)隊(duì)的評(píng)價(jià)結(jié)果有一定差異，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；電子舌雖能準(zhǔn)確反映部分鮮味物質(zhì)的鮮味強(qiáng)度，但對(duì)于新型鮮味劑和復(fù)雜物質(zhì)之間的協(xié)同增效作用適用性還有待提升；細(xì)胞受體實(shí)驗(yàn)最接近人體感官機(jī)制，但與人類復(fù)雜的感知系統(tǒng)仍有較大差距。 可見(jiàn)，缺乏客觀、統(tǒng)一、能真實(shí)反映鮮味肽呈味特性的評(píng)價(jià)手段限制了鮮味肽在構(gòu)效關(guān)系方面的研究進(jìn)展。

1.2 增鮮肽

谷氨酸鈉與呈味核苷酸之間的鮮味協(xié)同增效作用是鮮味科學(xué)領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)，即當(dāng)呈味核苷酸與谷氨酸鈉按同等質(zhì)量比（1∶1）混合后，混合體系的鮮味強(qiáng)度可提升近7 倍，提升強(qiáng)度遠(yuǎn)高于呈味核苷酸與谷氨酸鈉鮮味強(qiáng)度的簡(jiǎn)單加和[9]。 基于這一發(fā)現(xiàn)，復(fù)合鮮味劑逐漸成為食品工業(yè)領(lǐng)域最重要的鮮味調(diào)味料。 此外，鮮味存在多種協(xié)同增效模式，這可能與增鮮類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和鮮味底物有關(guān)。 研究表明多肽是一類重要的增鮮化合物，作為高端調(diào)味基料的特色滋味成分， 對(duì)食品的鮮味強(qiáng)度有重要貢獻(xiàn)，而那些具有增鮮作用的肽又被稱為增鮮肽，其本身不一定具有鮮味，但與其他鮮味化合物（如谷氨酸鈉、鮮味肽等）混合時(shí)能與之發(fā)生協(xié)同增效作用，從而提升混合體系的鮮味強(qiáng)度[14]。

表1中總結(jié)了文獻(xiàn)中已報(bào)道增鮮肽的基本信息，其數(shù)量?jī)H為60 條，遠(yuǎn)低于鮮味肽和其他生物活性肽的鑒定數(shù)量。 由表1 可知，大部分鮮味肽同時(shí)具有增鮮作用，能在低于鮮味閾值下發(fā)揮增鮮作用[14]；少部分增鮮肽本身無(wú)味或者帶有酸味、澀味，但能在極低濃度下顯著提高谷氨酸鈉或肌苷酸的鮮味強(qiáng)度[14]。 此外，在相同濃度下，多種增鮮肽的混合物比一種增鮮肽可能具有更強(qiáng)的增鮮特性[46]。 而肽的增鮮能力還與濃度有關(guān)，濃度過(guò)高不僅不會(huì)進(jìn)一步提升鮮味物質(zhì)的鮮味強(qiáng)度，反而還會(huì)抑制其鮮味強(qiáng)度[14]。因此，鮮味增強(qiáng)肽的增鮮模式具體跟增鮮肽種類、組合方式、濃度以及鮮味底物等相關(guān)。 從微觀層面來(lái)講，鮮味受體（一種G 蛋白偶聯(lián)受體）具有更豐富的別構(gòu)調(diào)節(jié)位點(diǎn)，增加了增鮮肽構(gòu)效關(guān)系的復(fù)雜性[2]。

表1 文獻(xiàn)報(bào)道具有增鮮作用的多肽[2，25，29，41，43]Table 1 Peptides showing umami-enhancing property

續(xù)表1

1.3 鮮味肽與鮮味受體的相互作用

目前有關(guān)鮮味肽或增鮮肽與鮮味受體的相互作用機(jī)制研究主要基于分子對(duì)接技術(shù)，并發(fā)現(xiàn)鮮味肽主要通過(guò)與T1R1/T1R3 在細(xì)胞外的捕蠅結(jié)構(gòu)域結(jié)合產(chǎn)生鮮味，這一過(guò)程涉及的作用力主要包括氫鍵、范德華力、疏水作用力和靜電作用，但未發(fā)現(xiàn)明顯的作用規(guī)律[47-48]。 顯然，肽的相對(duì)分子質(zhì)量以及氨基酸組成等因素增加了相關(guān)規(guī)律探討的復(fù)雜性，而根據(jù)這些參數(shù)分類討論鮮味肽的呈鮮機(jī)制可能有助于逐步發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在規(guī)律。 其他受體雖然也能被蛋白水解物激活（如受體GPR92），但并未明確與鮮味肽之間的詳細(xì)作用情況[49]。

與常見(jiàn)增鮮物質(zhì)呈味核苷酸類似，增鮮肽主要通過(guò)與鮮味受體活性結(jié)合位點(diǎn)附近的別構(gòu)調(diào)節(jié)位點(diǎn)結(jié)合以穩(wěn)定受體的激活構(gòu)象，從而表現(xiàn)出增鮮特性[47-48]。 但每種增鮮肽的結(jié)合位點(diǎn)和結(jié)合強(qiáng)度并不相同， 且與核苷酸不同的是， 多數(shù)增鮮肽主要與T1R3 的別構(gòu)調(diào)節(jié)位點(diǎn)結(jié)合（核苷酸主要與T1R1 的別構(gòu)調(diào)節(jié)位點(diǎn)結(jié)合），進(jìn)一步穩(wěn)定了T1R3 捕蠅結(jié)構(gòu)域的開(kāi)口構(gòu)象[9，47-48，50]。綜上所述，鮮味肽與增鮮肽基于分子層面的呈味機(jī)制還有待進(jìn)一步加強(qiáng)和驗(yàn)證。然而，不管是從增鮮肽的定義還是從鮮味受體上可供增鮮物質(zhì)結(jié)合的位點(diǎn)數(shù)量來(lái)看，可以推測(cè)增鮮肽種類應(yīng)大于鮮味肽。

2 不同加工方法對(duì)鮮味肽和增鮮肽的影響

鮮味肽和增鮮肽是許多加工食品 （肉制品、發(fā)酵產(chǎn)品等）和調(diào)味品（酵母抽提物和醬油等）的重要組成成分， 在加工過(guò)程中可作為活潑底物參與反應(yīng)，直接影響食品的風(fēng)味特性。 但加工處理不當(dāng)也可能會(huì)降低鮮味物質(zhì)的鮮味強(qiáng)度或產(chǎn)生焦苦味，從而影響食品的風(fēng)味品質(zhì)。 因此，明晰鮮味肽和增鮮肽在加工過(guò)程中呈味特性的變化規(guī)律對(duì)提升產(chǎn)品品質(zhì)有重要指導(dǎo)作用。

2.1 酶解

鮮味肽和增鮮肽的制備方法主要包括酸解法、生物酶解法以及化學(xué)合成法等[4]。 生物酶解法生產(chǎn)過(guò)程可控、反應(yīng)條件溫和、酶解產(chǎn)物安全、生產(chǎn)效率高，是制備富含鮮味肽與增鮮肽呈味基料的主要生產(chǎn)方法。 根據(jù)底物蛋白結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，調(diào)控酶切位點(diǎn)，提高蛋白酶活性可有效提升酶解產(chǎn)物中鮮味肽與增鮮肽的含量。

目前，商業(yè)上常見(jiàn)的蛋白酶主要包括微生物發(fā)酵蛋白酶（酸性、堿性、中性蛋白酶等）、動(dòng)植物提取蛋白酶（木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、胰蛋白酶等）、復(fù)合蛋白酶（風(fēng)味蛋白酶）等。 蛋白酶具有不同的酶切位點(diǎn)和酶解特性，大量研究發(fā)現(xiàn)多酶聯(lián)合酶解或分段酶解等方法結(jié)合一定的原料前處理往往可獲得更好的效果， 包括更高的原料回收率和鮮味強(qiáng)度等。 Gao 等通過(guò)7種不同蛋白酶組合方式酶解羊肚菌發(fā)現(xiàn)，中性蛋白酶與風(fēng)味蛋白酶復(fù)合酶解所得產(chǎn)物鮮味最強(qiáng)且苦味最弱，普遍優(yōu)于單酶酶解效果[22]。作者所在研究團(tuán)隊(duì)利用多種蛋白酶結(jié)合原料預(yù)處理（超聲波與TG 酶處理）開(kāi)發(fā)出一種低值高鮮調(diào)味料[51]；還利用中性蛋白酶和氨基肽酶建立了一種兩段控制酶解法，可顯著提高酶解產(chǎn)物中目標(biāo)鮮味肽和增鮮肽的含量[52]。除了商業(yè)蛋白酶，利用生物發(fā)酵工程技術(shù)產(chǎn)生蛋白酶進(jìn)行酶解也是一種有效的鮮味肽和增鮮肽制備方式[4]。 研究顯示，通過(guò)米曲霉發(fā)酵產(chǎn)生的蛋白酶具有更好的酶解效率，且產(chǎn)物鮮味強(qiáng)度更高，主要是因?yàn)槲⑸镌诎l(fā)酵過(guò)程中會(huì)根據(jù)原料蛋白質(zhì)特點(diǎn)分泌特異性酶，這些誘導(dǎo)酶往往具有更高的酶解效率和良好的風(fēng)味效果。

2.2 生物發(fā)酵

我國(guó)許多傳統(tǒng)鮮美食品可通過(guò)發(fā)酵制備獲得，如醬油、魚露以及腐乳等[53]。 在發(fā)酵過(guò)程中，大分子的蛋白質(zhì)會(huì)被降解為小分子的肽類和氨基酸，而這些氨基酸和肽類物質(zhì)又會(huì)作為底物參與各種酶促反應(yīng)， 產(chǎn)生可呈現(xiàn)強(qiáng)烈鮮味和飽滿感的風(fēng)味產(chǎn)物，有利于風(fēng)味的提升。 從發(fā)酵食品中發(fā)現(xiàn)的乳?；暮顽牾；目梢詾榘l(fā)酵產(chǎn)品帶來(lái)飽滿感和突出的鮮味， 其主要是由參與發(fā)酵的微生物分泌的酶（如乳糖酶、轉(zhuǎn)琥珀酸酶）或其他內(nèi)源性酶催化產(chǎn)生[54-55]。 一些微生物產(chǎn)生的焦谷氨酸環(huán)化酶可以促進(jìn)焦谷氨?；牡纳?，這種衍生物在低閾值下可增強(qiáng)食品其他成分的滋味強(qiáng)度（如可提升谷氨酸鈉的鮮味強(qiáng)度）， 從而對(duì)食品的整體風(fēng)味有貢獻(xiàn)作用[56]。 利用細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生的γ-谷氨?；D(zhuǎn)肽酶以谷氨酰胺為供體合成γ-谷酰胺基化合物， 如γ-谷氨?；谋奖彼?、纈氨酸、亮氨酸和組氨酸不僅苦味減弱，同時(shí)還可增強(qiáng)食物的風(fēng)味特性和鮮味強(qiáng)度[57]。 Kuroda 等發(fā)現(xiàn)了一種新型γ-谷氨酰基三肽，即γ-Glu-Val-Gly，與谷胱甘肽結(jié)構(gòu)相似，只有一種氨基酸不同， 但其鮮味和厚味強(qiáng)度是谷胱甘肽的12.8 倍[58]。圖4 列出了鮮味氨基酸（谷氨酸和天門氨酸）、鮮味肽Glu-Glu 和Glu-Pro 及其相關(guān)衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，這些衍生物均可經(jīng)由發(fā)酵產(chǎn)生，并已證實(shí)具有良好的增味作用， 有利于發(fā)酵產(chǎn)品鮮味、飽滿感和持久感的提升[2]。

圖4 鮮味氨基酸和鮮味二肽（EP 和EE）及其部分酶促衍生物結(jié)構(gòu)Fig. 4 Molecular structures of umami amino acids, umami dipeptides (EP and EE) and their enzymatic derivatives

2.3 加熱處理

在加熱過(guò)程中，鮮味肽和增鮮肽會(huì)發(fā)生分子內(nèi)衍生化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)[59]。 分子內(nèi)衍生化反應(yīng)又可分為肽的水解、 肽鏈環(huán)化以及氨基酸殘基修飾等，例如谷氨酸和谷氨酰胺是焦谷氨酸的直接前體化合物，在室溫下可通過(guò)脫水制得（高溫會(huì)加速這一過(guò)程）， 因此焦谷氨?；囊部梢酝ㄟ^(guò)含有谷氨酸或谷氨酰胺的肽類物質(zhì)經(jīng)分子內(nèi)脫水縮合產(chǎn)生，從而對(duì)食品體系鮮味提升產(chǎn)生積極影響[2，44，60]。 但過(guò)度熱反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致鮮味肽和增鮮肽的裂解，產(chǎn)生不良風(fēng)味，破壞原有鮮味物質(zhì)結(jié)構(gòu)。

2.4 美拉德反應(yīng)

美拉德反應(yīng)是食品加工和儲(chǔ)藏過(guò)程中最常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)，會(huì)直接影響食物的顏色、氣味、滋味和營(yíng)養(yǎng)特性等，同時(shí)美拉德反應(yīng)技術(shù)在香精香料和呈味基料加工領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用[61-62]。 鮮味肽和增鮮肽主要作為氨基反應(yīng)物與碳水化合物（羰基化合物）發(fā)生美拉德反應(yīng)。 多項(xiàng)研究表明（見(jiàn)圖5），氨基酸和肽類物質(zhì)的部分美拉德反應(yīng)產(chǎn)物是一類新型鮮味化合物，具有改善食品鮮味強(qiáng)度、強(qiáng)化原有風(fēng)味物質(zhì)風(fēng)味特性以及增強(qiáng)食品飽滿感等作用[2]。 與鮮味肽類似，這些氨基酸或肽的衍生物兼具多種滋味特性， 與鮮味肽同為高端調(diào)味品的重要組成成分，彌補(bǔ)了鮮味肽鮮味強(qiáng)度弱和谷氨酸鈉呈味單薄等缺點(diǎn)[53]。 適度的美拉德反應(yīng)是一種能有效提升多肽類呈味基料鮮味特性的重要方法，Ogasawara 等在研究中發(fā)現(xiàn)美拉德反應(yīng)可以增強(qiáng)大豆蛋白水解產(chǎn)物中相對(duì)分子質(zhì)量為1 000~5 000 肽段的風(fēng)味特性[63]。

圖5 美拉德反應(yīng)途徑示意圖及對(duì)鮮味有貢獻(xiàn)的代表反應(yīng)產(chǎn)物Fig. 5 Schematic diagram of Maillard reaction pathways and representative compounds contributing to umami

美拉德反應(yīng)可在一定條件下生成具有強(qiáng)鮮味和增鮮特性的產(chǎn)物來(lái)提高肽和氨基酸的呈味特性。作者所在研究團(tuán)隊(duì)在探究美拉德反應(yīng)提升花生蛋白酶解產(chǎn)物鮮味特性機(jī)制過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，花生肽Glu-Pro 在美拉德反應(yīng)過(guò)程中主要形成了兩種化合物，即焦谷氨?；彼岷虶lu-Pro 與葡萄糖的Amadori 重排產(chǎn)物， 前者是發(fā)酵食品中常見(jiàn)的增鮮類化合物， 后者比肽本身具有更強(qiáng)的增鮮作用，且兩類化合物均能為食物帶來(lái)強(qiáng)烈的飽滿感[44]。Beksan 等則利用化學(xué)合成法結(jié)合感官分析直接證明了谷氨酸的美拉德反應(yīng)中間產(chǎn)物具有強(qiáng)烈的與谷氨酸鈉相似的鮮味[64]。 肌肽與葡萄糖的美拉德反應(yīng)中間產(chǎn)物是一種滋味增強(qiáng)劑，可以顯著提升肉類湯汁濃稠鮮美的味感[65]。 有研究者還從熱牛肉湯中分離出了一種美拉德反應(yīng)產(chǎn)物alapyridaine，能同時(shí)增強(qiáng)食品的甜味、鮮味和咸味[66-67]。

美拉德反應(yīng)還可生成特定揮發(fā)性化合物，與其他非揮發(fā)性滋味成分或感官器官發(fā)生相互作用從而提升食品鮮味強(qiáng)度[68-69]。 一些揮發(fā)性化合物即使在亞閾值水平上也能夠使得某些非揮發(fā)性化合物的呈味閾值大幅度降低[70]。 日本科學(xué)家通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和分子對(duì)接模擬技術(shù)深入研究了風(fēng)味化合物3-甲硫基丙醛的鮮味協(xié)同增效作用機(jī)理，在谷氨酸鈉存在的基礎(chǔ)上，3-甲硫基丙醛可與鮮味受體中T1R1 跨膜結(jié)構(gòu)域的別構(gòu)位點(diǎn)結(jié)合， 從而對(duì)受體T1R1/T1R3 產(chǎn)生正向調(diào)節(jié)作用[45]。 雖然美拉德反應(yīng)有助于食品風(fēng)味的提升，但也會(huì)引入不良風(fēng)味（苦味與焦味），甚至造成食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的損失，因此如何有效調(diào)控美拉德反應(yīng)對(duì)富含鮮味肽呈味基料的工業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。

2.5 其他

其他食品加工方法主要通過(guò)影響熱反應(yīng)途徑或者酶解和提取效率從而對(duì)食品中的鮮味肽和增鮮肽產(chǎn)生不同影響[71]。 例如球磨加工可通過(guò)機(jī)械加工的方式賦予食品體系更多能量，從而快速、高效地誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)，指向性地促使鮮味肽和增鮮肽等反應(yīng)底物生成有益風(fēng)味化合物（美拉德反應(yīng)中間產(chǎn)物等）[72]；擠壓加工可影響美拉德反應(yīng)的速率[73-75]，而微波[76]和超聲輔助[77]加工會(huì)不同程度的改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程或者提升酶解效率從而促進(jìn)或消減食品中的鮮味肽和增鮮肽含量。

3 展 望

鮮味肽與增鮮肽是高品質(zhì)調(diào)味料的重要組成成分，可賦予食品獨(dú)特的味感，增強(qiáng)滋味豐富度和協(xié)調(diào)性，兼具營(yíng)養(yǎng)與風(fēng)味特性。 目前有關(guān)鮮味肽和增鮮肽的呈味機(jī)理、物質(zhì)基礎(chǔ)、構(gòu)效關(guān)系、應(yīng)用與制備調(diào)控機(jī)制等方面的研究都還有待進(jìn)一步加深，而如何基于不同感官評(píng)價(jià)手段客觀反映肽類物質(zhì)呈鮮及增鮮特性，構(gòu)建相關(guān)呈味構(gòu)效關(guān)系并明確其在不同加工過(guò)程中呈味特性的變化情況是目前調(diào)味品行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。 同時(shí)，通過(guò)改性手段提升弱呈味特性小分子肽風(fēng)味，或從天然傳統(tǒng)美食中發(fā)現(xiàn)新型肽衍生物并提升其生產(chǎn)效率是促進(jìn)食品風(fēng)味工業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ)。 而基于滋味和風(fēng)味的跨通道交互作用研究是提升富含鮮味肽呈味基料呈味效果的另一發(fā)展趨勢(shì)。 隨著分析檢測(cè)技術(shù)以及感官生理學(xué)和心理學(xué)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于鮮味感知機(jī)制認(rèn)知的加深有利于高端調(diào)味品產(chǎn)業(yè)的升級(jí)與調(diào)控。