《Food Chemistry》:Identification of key taste active compounds and potential umami peptides in soft-boiled chicken based on taste recombination and virtual screening
编辑推荐:
本研究通过重组味觉方法和质谱分析,鉴定了软鸡汤中6种关键风味化合物(钠离子、氯离子、IMP等)及14种潜在鲜味肽(13种首次报道),并利用分子对接揭示了T1R1/T1R3受体关键结合残基,为工业化生产和风味优化提供理论支持。
作者:水江|李向远|赵乐欣|白双|张丹妮|孟恒利|崔志勇|王晓明|于波|刘园
上海交通大学农业与生物学院食品科学与技术系,中国上海200240
摘要
软煮鸡肉是一种中国传统美食,以其独特的鲜味和整体风味而闻名。本研究旨在识别其中的关键风味活性化合物和潜在的鲜味肽。通过风味重组结合缺失/添加实验,确定了六种关键风味活性化合物:钠离子、氯离子、肌苷-5′-单磷酸(IMP)、乳酸、琥珀酸和谷氨酸。通过质谱分析和虚拟筛选,发现了14种潜在的鲜味肽,其中13种为首次报道。分子对接分析表明,T1R1/T1R3受体上的氨基酸残基277_ARG、151_ARG、220_TYR、276_SER和107_SER对鲜味感知至关重要。感官评估和电子舌测试结果证实,重组风味溶液能够有效模拟Tuer软煮鸡肉的风味特征。本研究有助于深入理解软煮鸡肉的风味机制,并为优化工业生产和风味开发提供有价值的技术支持。
引言
软煮鸡肉是中国流行的传统低温腌制鸡肉,以其独特的风味尤其是鲜味而著称(Chen, Gao等人,2021)。软煮鸡肉的核心生产技术在于腌制过程,即将原材料浸泡在含有香料的特殊盐水中以发展鲜味和独特的风味特征(Xu等人,2020)。近年来,消费者越来越倾向于选择符合安全、口感、健康和便利性等新兴趋势的现代食品。由于易于食用且能保留最大程度的鲜味和原始风味,软煮鸡肉成为消费者的首选(Liang等人,2022)。目前,关于软煮鸡肉的科学研究主要集中在加工技术、挥发性化合物和食用品质方面。然而,关于软煮鸡肉中的鲜味及其贡献肽的研究仍然有限。因此,迫切需要更多的研究数据来支持其工业生产和加工。
风味显著影响消费者的感官体验,在选择软煮鸡肉时起着关键作用。水溶性风味化合物,如核苷酸、无机盐离子和游离氨基酸,已被广泛报道对各种食品的风味特征有重要贡献(Meng等人,2024;Zhang, Sun-Waterhouse等人,2019)。针对河豚在不同烹饪方法下的风味化合物的研究表明,肌苷-5′-单磷酸(IMP)、琥珀酸、钠离子和钾离子对其风味特征有显著影响,并提高了消费者的整体偏好(Yu等人,2025;Zhang, Wang等人,2019)。在这些研究中,通常使用风味活性值(TAV)和等效鲜味浓度(EUC)等评估方法来衡量个别风味化合物对整体风味强度的贡献(Li等人,2023)。然而,这些方法无法揭示复杂食品系统中其他风味化合物之间的相互作用。
为了进一步探索关键的风味活性化合物,研究人员开发了一种基于分子感官技术的风味重组方法(Zhao等人,2021)。该方法包括缺失实验和添加实验。首先根据所有风味化合物的原始浓度制备完整的风味重组溶液,然后去除或添加某些风味化合物以制备缺失风味重组溶液。通过比较完整重组溶液和修改后的重组溶液之间的风味差异,可以识别出对风味有重要贡献的关键化合物。该方法克服了传统单一化合物定量方法的局限性,考虑了不同化合物之间的相互作用,有助于确定关键的风味活性化合物(Wang等人,2022)。据我们所知,尚未有研究使用风味重组方法识别出软煮鸡肉的关键风味化合物。
鲜味作为第五种被认可的基本味道,是软煮鸡肉的重要特征。除了传统的鲜味化合物(如鲜味氨基酸和核苷酸)外,鲜味肽因其独特的风味特性、多功能性和营养价值而成为研究热点(Qi等人,2022)。传统上,鲜味肽的鉴定依赖于耗时的过程,包括预处理、分离、纯化和感官评估(Cui等人,2023)。例如,通过液相色谱-质谱(LC-MS)结合超滤和凝胶色谱分离,从食品中分离并鉴定了12种鲜味肽(Kong等人,2017)。计算机性能和分子模拟技术的进步促进了鲜味肽的虚拟筛选,大大提高了发现效率。此外,分子对接可以提供关于鲜味肽与T1R1/T1R3受体之间相互作用的详细见解。在蛤蜊的风味研究中,分子对接用于研究新型鲜味肽和增强鲜味的肽的风味机制,发现某些氨基酸残基(如196_ASP和128_GLU)对鲜味感知有显著贡献(Li等人,2020)。然而,关于软煮鸡肉中鲜味肽的研究文献较少。因此,需要进一步的研究来探索新型鲜味肽并阐明其鲜味特性和风味呈现机制。
本研究识别了软煮鸡肉的关键风味化合物,并通过风味重组缺失和添加实验阐明了其鲜味特征。此外,还通过凝胶色谱分离、虚拟筛选和分子对接分离和鉴定了软煮鸡肉中的潜在鲜味肽。本研究为软煮鸡肉的工业加工和风味升级提供了数据和理论支持,也为鲜味调味料的开发和肽风味呈现机制的研究提供了依据。
化学试剂
从Sigma-Aldrich公司购买了以下试剂:氯化钾(KCl,分析纯度≥99%)、核苷酸(包括AMP(腺苷5′-单磷酸)、GMP(鸟苷5′-单磷酸)和IMP)、有机酸(乳酸和琥珀酸,纯度≥99.0%)、还原糖葡萄糖(AR,分析纯度)、游离氨基酸(鲜味氨基酸、甜味和苦味氨基酸,纯度≥99.0%)、卵白蛋白(纯度≥98.0%)、Gly-Gly-Gly(纯度≥99.0%)和氧化谷胱甘肽(纯度≥99.0%)等分析标准品。
风味化合物分析
为阐明软煮鸡肉中的风味活性化合物,表1展示了Tuer软煮鸡肉水提取物中的风味化合物含量。风味化合物分为七组:第1组为可溶性还原糖,第2组为无机离子,第3组为风味核苷酸,第4组为有机酸,第5组为鲜味氨基酸,第6组为甜味氨基酸,第7组为苦味氨基酸。可溶性还原糖为食品提供了甜味。
结论
本研究系统地识别了软煮鸡肉特征风味中的关键风味活性化合物和潜在鲜味肽,并阐明了鲜味感知的分子机制。通过风味重组结合缺失/添加实验,确定了六种风味活性化合物(钠离子、氯离子、IMP、乳酸、琥珀酸和谷氨酸),它们对Tuer软煮鸡肉的鲜味和咸味特征有贡献。
作者贡献声明
水江:撰写——审稿与编辑、初稿撰写、监督、方法论设计、概念构思。
李向远:初稿撰写、正式分析、数据管理。
赵乐欣:数据可视化、软件操作、数据管理。
白双:撰写——审稿与编辑。
张丹妮:撰写——审稿与编辑、数据管理。
孟恒利:软件操作、数据管理。
崔志勇:软件操作、数据管理。
王晓明:资源协调。
于波:撰写——审稿与编辑。
刘园:资源协调、项目支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究工作。
致谢
本研究得到了中国国家重点研发计划(2021YFD2100300)、江苏省市场监督管理局科技计划项目以及江苏省餐饮食品安全与系统监测重点实验室开放项目的支持。此外,作者感谢广东文家味食品有限公司提供软煮鸡肉样品,并感谢所有参与研究的专家。