呈味肽的分類及呈味效果定量評價方法綜述

劉 希，侯 莎

（1.佛山市海天（高明）調(diào)味食品有限公司，廣東佛山 528500；2.廣東海天創(chuàng)新技術(shù)有限公司，廣東佛山 528000）

食品中味覺是指其可溶性呈味物質(zhì)溶解在口腔內(nèi)，對味覺器官化學(xué)感受系統(tǒng)的刺激并產(chǎn)生的一種感覺，包括酸、甜、苦、咸、鮮、辣、澀以及濃厚等，提供這些基本味覺的物質(zhì)則包括有機(jī)酸、糖類、核苷酸、氨基酸和肽等。其中，肽作為一種生物活性物質(zhì)，具備有抗癌、抗氧化、降血壓、抗菌以及呈味等功能特性[1]。此外，可以增進(jìn)、改善或掩蓋食品感官特性的小分子肽即為呈味肽[2]。呈味肽的分子質(zhì)量一般低于5 000 Da，涵蓋了5種基本味覺并可能形成復(fù)合味感，對于發(fā)酵產(chǎn)品等的特征滋味產(chǎn)生具有重要作用，可賦予食品特殊風(fēng)味[3]。本文主要總結(jié)現(xiàn)有的不同味感的呈味肽及特點(diǎn)和定量評價其呈味效果的分析方法。

1 呈味肽的分類

呈味肽的呈味作用主要取決于氨基酸序列、肽鏈長度以及排列結(jié)構(gòu)[4]。根據(jù)其作用的不同可分為風(fēng)味前體肽和特征滋味肽，風(fēng)味前體肽是指本身具有微弱或不具備呈味效果，卻可以作為前體物質(zhì)與食物中其他組分（如蛋白質(zhì)、多糖等）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（如美拉德、糖基化反應(yīng)等），從而形成具有特殊味道的物質(zhì)，本文對此不進(jìn)行過多敘述；特征滋味肽即根據(jù)其呈味效果的不同分為酸味肽、甜味肽、苦味肽、咸味肽、鮮味肽和濃厚肽[5]。

1.1 酸味肽

目前關(guān)于酸味肽的報道主要為二至四肽，如Ile-Asp、Asp-Ala、Gly-Asp-Ser-Gly、Pro-Gly-Gly-Glu等[6]；而γ-谷氨酰肽類也有呈現(xiàn)酸味的報道，如 Glu-γ-Gly、Glu-γ-Ala 和 G1u-γ-G1u 等[7]；另外還有Gly-Asp、Ala-Glu和Glu-Leu等肽段會同時具備酸味與鮮味的感受體驗(yàn)，說明酸味肽與鮮味肽兩者間具有一定的呈味關(guān)聯(lián)性，因此有部分研究者認(rèn)為酸味肽可以歸作鮮味肽的一部分[5]。

1.2 甜味肽

目前甜味肽研究主要集中在它的二肽衍生物，如阿斯巴甜（L-天門冬氨酰-L-苯丙氨酰甲酯，Aspartame）和阿力甜（L-天門冬氨酰-D-丙氨酰胺）等，其中阿斯巴甜中的天冬氨酸不可被替代，苯丙氨酸可被疏水性氨基酸替代仍保持甜味。此外，也有很多新型的甜味肽從天然食品中被開發(fā)出來，如甜味賴氨酸二肽（N-Ac-Gly-Lys、N-Ac-Phe-Lys）、莫內(nèi)林（MoneLLin）、索馬甜（Thaumatin）、潘塔亭（Pentadin）、Brazzein、Curculin、Miraculin、Mabinlin 和仙毛甜蛋白（Neoculin）等[8]。

1.3 苦味肽

苦味肽的氨基酸組成數(shù)量跨度較大，氨基酸數(shù)量少的有二肽與三肽，也有由幾十個氨基酸組成的苦味肽。其主要來源于發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)的過度水解。研究表明，肽的疏水性氨基酸如Arg、Ile/Leu、Gly、Phe和Pro等是苦味的重要來源，其疏水殘基是苦味受體的重要結(jié)合位點(diǎn)[9]；肽鏈上的疏水殘基暴露越多，對應(yīng)的苦味程度越強(qiáng)。同時，氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)對苦味強(qiáng)度也具有重要的影響作用，疏水性氨基酸殘基必須在肽鏈的C-末端才會產(chǎn)生苦味，且C-末端芳香族及支鏈氨基酸越多，苦味越顯著[10]。目前開展研究的苦味肽較多，包括Gly-Phe、Gly-Leu、Iso-Phe、Phe-Leu、Gly-Leu-Leu、Leu-Arg-Pro、Iso-Glu-Trp、Phe-Phe-Phe、Arg-Pro、Gly-Arg-Pro、Arg-Pro-Gly及 Arg-Arg- Pro-Pro-Pro-Phe- Phe-Phe等，不同肽的苦味感官性質(zhì)相差較大[11-12]。

1.4 咸味肽

目前研究報道的咸味肽主要是小分子二肽，如 Ala-Phe、Phe-Ile、Ile-Phe、Orn-Tau·HCl、Lys-Gly·HCl和 Orn-β-Ala 等[13]。此外，還有一些二肽如γ-Glu-Tyr 和γ-Glu-Phe不但具有咸味，還有一定的酸味、鮮味等多種味感[13]。

1.5 鮮味肽

鮮味肽的呈味強(qiáng)度與其相對分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)相關(guān)，一般鮮味肽中都包含有谷氨酸/谷氨酰胺、天冬氨酸/天冬酰胺等親水性氨基酸，包括Glu-Asp、Glu-Ser和 Glu-Glu等 二 肽，Asp-Cys-Gly和Glu-Gln-Glu等 三 肽，Asp-Asp-Asp-Asp和Leu-Tyr-Glu-Arg等四肽，LPEEV和EQQQQ 等五肽，Arg-Pro-Leu-Gly-Asn-Cys和Glu-His-Ala-Met-Leu-Asn等六肽，Ala-His-Ser-Val-Arg-Phe-Tyr和Pro-Val-Ala-Arg-Met-Cys-Arg等七肽，以及KGDEESLA和AQALQAQA等八肽，還有其他一些九肽、十一肽乃至十五肽[14]。

1.6 濃厚肽

濃厚感本身不是一種基本味覺，而是增強(qiáng)口感的飽滿度、多樣性和持續(xù)性。目前研究發(fā)現(xiàn)的濃厚感肽主要包括γ-谷氨酰肽，如γ-Glu-Glu、γ-Glu-Gly、γ-Glu-Gln、γ-Glu-Met和 γ-Glu-Val-Gly 等，還有其他一些美拉德反應(yīng)肽，能促進(jìn)發(fā)酵食品的濃厚感[15]。此外，從萊豆中提取的多肽γ-L-Glu-L-Leu、γ-L-Glu-L-Val和 γ-L-Glu-L-Cys-β-Ala等具有味覺增效作用，延長味感在舌面上的風(fēng)味[16]?？偨Y(jié)來說，濃厚感肽一般具有Glu、Asp或Cys等氨基酸，與其他呈味組分有協(xié)同或增效作用。

2 呈味效果定量評價方法

食品中的呈味肽能夠改善或者掩蓋食物的感官特性，使其變得更加豐富可口、醇厚濃郁，對食品的風(fēng)味來說非常重要。但呈味肽種類繁多，呈味效果也各有差異，如何較為合理、準(zhǔn)確地定性定量分析其在食品體系中的呈味效果十分必要。目前的分析方法既可以對單一物質(zhì)的呈味強(qiáng)度進(jìn)行評價，也可以對混合物質(zhì)的味覺作用效果進(jìn)行分析，主要包括感官分析法和儀器分析法。

2.1 感官分析法

感官分析是指利用人的味覺器官來分析呈味物質(zhì)的感官特性，由味蕾感覺不同化學(xué)物質(zhì)的刺激信號，從而表達(dá)出不同物質(zhì)的味覺強(qiáng)度，其可分為定量描述法和模糊數(shù)學(xué)法。

2.1.1 定量描述法

定量描述法是評價呈味效果最傳統(tǒng)的方法，指設(shè)計(jì)樣品的感官評價指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，由選定的評價人員對樣品的某個感官指標(biāo)特性進(jìn)行評分操作，然后由鑒評組織者統(tǒng)計(jì)評分?jǐn)?shù)據(jù),通過對評分結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析產(chǎn)品的感官品質(zhì)[17]。該方法的操作流程具體如下。①組建感官評價小組。選定感官評價員，通過特定的培訓(xùn)與考核者方可采用線性標(biāo)度對樣品的感官特性強(qiáng)度進(jìn)行評價。②感官描述詞的確定。根據(jù)樣品屬性，定義感官語言和參比樣（如谷氨酸鈉、蔗糖及檸檬酸等）。③感官評分標(biāo)度的設(shè)定。標(biāo)度是指用來判斷樣品某項(xiàng)特性的量化指標(biāo)，一般會選取待評估特性的兩個極端，以間隔分?jǐn)?shù)的形式表示其強(qiáng)度順序[18]。鄧?yán)虻萚19]通過8名訓(xùn)練有素的感官人員評價不同雞肉多肽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的鮮味、醇厚感、持續(xù)性等指標(biāo)的強(qiáng)度，由弱到強(qiáng)在0～9分評分。定量描述法操作簡單，是目前感官評價中使用最為普遍的方法，但該方法存在一些不足，如容易受到感官評價員自身的主觀因素的干擾，進(jìn)而出現(xiàn)結(jié)果離散度較大、重復(fù)性欠佳的情況。當(dāng)待評估樣品量多時，此問題體現(xiàn)得更為突出。

2.1.2 模糊數(shù)學(xué)法

模糊數(shù)學(xué)法是指用于感官評價的數(shù)學(xué)方法，這種方法的優(yōu)勢在于能夠?qū)?fù)雜的感官因素抽象化為具體數(shù)字，從而有利于食品感官質(zhì)量的評價。模糊數(shù)學(xué)法的評價過程包括：①依據(jù)不同的食品特點(diǎn)確定評價的論域，包括樣品質(zhì)量特性的評定論域X（如色澤、香氣、滋味和體態(tài)）和等級評定的評語論域Y（如非常好、較好、一般和較差），其中評語論域Y可以用文字或是分?jǐn)?shù)表示；②確定各項(xiàng)特性的權(quán)重，根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)對樣品質(zhì)量影響程度的不同，強(qiáng)制決定其重要性的比例，權(quán)重總和為1；③評價和結(jié)果統(tǒng)計(jì)，由評議員對樣品的質(zhì)量特性進(jìn)行單因素評價，對統(tǒng)計(jì)的評價結(jié)果進(jìn)行模糊矩陣分析，從而確定最佳的食品感官質(zhì)量[20]。劉通訊等[21]通過模糊數(shù)學(xué)法評價不同種類的酵母抽提物和大豆呈味肽添加對醬油風(fēng)味的影響，采用調(diào)查的方法確定各質(zhì)量因素的權(quán)重（色澤0.1、氣味0.2、體態(tài)0.2及滋味0.5），最終得出各添加物的最佳配比。模糊數(shù)學(xué)評價法可以構(gòu)建感官因素與評價指標(biāo)間的數(shù)學(xué)關(guān)系，評價結(jié)果更為科學(xué)和客觀，可以減少評價主體間的感官誤差。但該方法應(yīng)用時有很強(qiáng)的程序性，考驗(yàn)實(shí)施者的數(shù)學(xué)方法基礎(chǔ)，且各指標(biāo)的權(quán)重分配方案的正確與否直接關(guān)系到評價結(jié)果的正確性。

2.2 儀器分析法

儀器分析法是借助電子舌、電子鼻、液相色譜以及質(zhì)譜聯(lián)用等分析儀器對樣品的呈味效果或感官因素來進(jìn)行定性或定量測定的一種方法。但在大多數(shù)情況下，研究人員會采用儀器分析法和感官評價法進(jìn)行綜合測定，同時驗(yàn)證二者測定結(jié)果的相關(guān)性。因此，嚴(yán)格來說，與傳統(tǒng)的感官評價手段相比，此類方法應(yīng)為結(jié)合型評價方法。

2.2.1 電子舌技術(shù)

電子舌技術(shù)是一種基于多通道生物傳感器測定樣品溶液，并利用傳感和仿生技術(shù)模擬人類以最好的方式感受滋味，從而客觀評價感官特性的方法，分為進(jìn)樣操作器、傳感器陣列和信號處理系統(tǒng)3個功能組件。一般來說，這是基于生物感官的工作原理，大量味覺受體對同一物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)刺激反應(yīng)，但親和力各有不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制[22]。因該智能感官技術(shù)具有檢測速度快、樣品前處理簡單、操作方便以及重現(xiàn)性好等特點(diǎn)，在國內(nèi)外食品行業(yè)中應(yīng)用廣泛。某些情況下，研究者僅單獨(dú)使用電子舌進(jìn)行分析。例如，劉源等[23]采用電子舌技術(shù)對呈味肽的呈味特性進(jìn)行研究，從而找出暗紋東方鲀熱加工過程中可能存在的呈味肽；曾晨等[2]利用電子舌設(shè)備對以東海大黃魚干為原料提取的呈味肽凍干粉（復(fù)溶為水溶液后再進(jìn)行檢測分析）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，結(jié)合利用主成分分析方法獲得具有不同呈味特征的呈味肽樣品，再進(jìn)一步用于酶解工藝的設(shè)計(jì)優(yōu)化。

目前電子舌越來越多的與傳統(tǒng)感官分析結(jié)合，且通過感官評價驗(yàn)證了其可行性和準(zhǔn)確性[24]。古汶玉等[25]利用感官評價和電子舌分析技術(shù)相結(jié)合的方式，對魚露分離鑒定后、再進(jìn)行固相合成的兩種肽Gly-Pro 和Val-Hyp的單體呈味和二肽與谷氨酸鈉或氯化鈉相互作用的呈味特性進(jìn)行了細(xì)致研究，得出了這兩種呈味肽在不同體系條件下的呈味效果。但值得注意的是，電子舌技術(shù)的數(shù)據(jù)分析相對復(fù)雜，需結(jié)合主成分分析、質(zhì)量控制模型和判別因子分析等。另外，傳感器老化和表面污染引起的信號漂移的補(bǔ)償、高檢測限、長再生時間和低重復(fù)性是特定傳感器組存在的問題，其校準(zhǔn)也通常費(fèi)時費(fèi)錢[22]。

2.2.2 其他儀器分析

除了以上方法，儀器分析法還包括超濾、凝膠色譜、液相色譜等分離技術(shù)，并結(jié)合質(zhì)譜分析方法或核磁共振技術(shù)，通過對復(fù)雜食品體系中的呈味肽進(jìn)行分離、鑒定，在過程中需結(jié)合感官評價鑒別各呈味肽的呈味特性。滋味稀釋分析法是典型的將儀器分析與感官分析有效結(jié)合起來的評價方法，具體來說就是對食品中的呈味物質(zhì)進(jìn)行提取、富集后獲得風(fēng)味混合物，再進(jìn)一步利用超濾、液相色譜等技術(shù)對該風(fēng)味混合物進(jìn)行再分離純化，然后將純化后的各組分樣品采用逐級稀釋的處理，接著由選定的感官評價員按照一定的標(biāo)準(zhǔn)找出稀釋倍數(shù)較高的幾個組分，最終采用核磁共振等儀器分析技術(shù)來進(jìn)行定量分析[26]。目前，這類方法主要用于分析樣品中的主要呈味肽段和最佳呈味組分等。例如，彭睆睆[27]通過超濾、凝膠和反相高效液相色譜等方法對面筋蛋白發(fā)酵液進(jìn)行分離純化得到呈味肽，經(jīng)過滋味稀釋分析法評價顯示該肽段具有鮮味作用，其呈鮮閾值為100 mg·L-1。張治文[28]采用高壓蒸煮提取，超濾、凝膠過濾色譜結(jié)合感官評價分離，以及超高效液相色譜結(jié)合飛行時間質(zhì)譜鑒定雙孢蘑菇中的濃厚肽，發(fā)現(xiàn)Gly-Leu-Pro-Asp和Gly-His-Gly- Asp濃厚感呈味特性突出，在雞湯中濃厚感的閾值為3.75 mmol·L-1和2.08 mmol·L-1。此類儀器分析方法對定量評價單一或少數(shù)呈味組分的呈味效果有效可行且更為準(zhǔn)確，但不能對呈味肽之間的協(xié)同作用進(jìn)行合理分析且耗時較長。

3 結(jié)語

我國自然資源豐富，許多富含蛋白質(zhì)的天然食物都是開發(fā)呈味肽的重要原料來源，而呈味肽本身具有多種滋味體現(xiàn)，其在食品中的呈味效果往往是多種滋味的綜合呈現(xiàn)，最終可以給食品帶來鮮美濃郁、豐富協(xié)調(diào)的風(fēng)味體驗(yàn)。目前已知呈味肽的種類繁多，如何合理有效地評價對食品風(fēng)味的判定十分重要?？傮w來說，任何一種分析方法都有其科學(xué)合理性和應(yīng)用局限性。感官評價分析時，對評價人員的味覺素質(zhì)有較高要求，如何系統(tǒng)地培訓(xùn)和考核需參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，但正因如此，研究中往往難以找到足夠多數(shù)量的評價人員，其結(jié)果不具備普遍性。儀器分析時，對呈味效果的協(xié)同作用分析相對欠缺，且對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度的評估內(nèi)容相對較少。因此，實(shí)際應(yīng)用中需結(jié)合自身需求和儀器設(shè)備情況，選擇多種分析評價方法綜合評估肽的呈味效果，在一定程度上能彌補(bǔ)單一方法的不足。