《Food Chemistry》：Novel umami peptides from Cherry Valley duck meat extract: Identification, sensory characterization, and taste perception mechanism
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鸭肉成熟过程中内源性酶解产生的鲜味肽通过机器学习预测和分子对接筛选，确定其与T1R1受体的静电和氢键网络结合机制，六个新肽的阈值范围0.09-0.30 mmol/L，关键残基为Arg277、Ser306、Arg307。
余华|曹雅琪|黄天然|李光辉|黄明
南京农业大学食品科学与技术学院，中国南京210095
摘要
本研究旨在鉴定鸭肉中的鲜味肽，并研究其与T1R1/T1R3受体的相互作用。通过计算机器学习预测和分子对接筛选，发现了六种新的鲜味肽，其感官阈值范围为0.09至0.30 mmol/L。分子动力学模拟和结合能计算表明，它们与T1R1受体的稳定相互作用主要由静电和氢键网络介导。T1R1受体的关键残基是Arg277、Ser306和Arg307。这些结果为鲜味肽的筛选提供了一种有效方法，有助于风味科学的应用，并促进了对鲜味感知机制的理解。
引言
鲜味是五种基本味觉之一，对食物的感官辨别至关重要。鲜味化合物通过与T1R1/T1R3受体结合并触发愉悦神经通路来提高口感（Wang等人，2020年）。1908年，池上喜美雄发现味精（MSG）是一种鲜味物质后，它被广泛用作调味剂（Chen等人，2023年）。然而，由于人们对味精可能产生的副作用（如口渴）越来越关注，寻找天然鲜味替代品的需求日益增加。在这些替代品中，鲜味肽因其独特的风味、安全性和天然来源而受到关注（Yang等人，2025年）。研究表明，牛肉（Lee等人，2025年）、鸡肉（Jia等人，2023年；Yu等人，2024年）、可食用真菌（Shen等人，2023年）、罗非鱼（Ruan等人，2021年）和酵母（Alim等人，2019年）都含有这些分子量通常小于3000 Da的鲜味肽（Qi等人，2022年）。然而，关于鸭肉中鲜味肽的研究仍然不足。
南京盐水煮鸭是一种受保护的地理标志产品，其制作过程包括干盐腌制、浸泡、陈化及烹饪。其独特的鲜味源于内源性酶在陈化过程中将蛋白质分解为肽和游离氨基酸（Wang等人，2022年）。尽管已有大量关于从家禽中提取鲜味肽的外源性酶水解研究，但关于内源性酶消化过程如何产生这些肽的了解仍较少（Gao等人，2024年；Liu等人，2017年）。传统的鉴定方法往往效果不佳、成本高昂且容易因多步骤纯化过程导致肽活性丧失（Li等人，2020年）。近年来，结合分子对接、机器学习和分子动力学模拟的计算机集成方法已成为理解分子机制的标准手段，应用于纳米材料的抗菌效果研究（Sami等人，2025年）、酶功能预测（AbdulWahed等人，2025年）以及天然产物的生物活性评估（Cao等人，2025年）等多个领域。这一跨学科验证为新型鲜味肽的靶向鉴定及其与T1R1/T1R3受体结合行为的系统研究提供了坚实的基础，体现了该计算方法在分析分子相互作用方面的可靠性（Fu等人，2025年）。
本研究旨在鉴定鸭肉在陈化过程中通过内源性蛋白水解产生的鲜味肽，并阐明其分子机制。采用超滤、感官评估和电子舌技术筛选鲜味成分，通过LC-MS/MS鉴定肽序列，并利用机器学习和分子对接进行预测筛选，随后合成候选肽。通过电子舌和感官评估验证了这些肽的风味特性。最后，通过分子对接和分子动力学模拟阐明了它们的结合机制。
材料与试剂
樱桃谷鸭胸肉（带皮及去脂部分）由南京黄教授食品科技有限公司提供（中国江苏南京）。邻苯二甲醛（OPA，编号P816032-25 g）、β-巯基乙醇（编号M828395-500 mL）、甲醇（编号M916092-500 mL）、四硼酸钠（编号S818106-500 g）、十二烷基硫酸钠（SDS，编号S850167-500 g）和胰蛋白酶（编号T714251-500 g）购自Macklin生化有限公司（中国上海）。蔗糖
超滤组分的风味特性和肽浓度
六组鸭胸肉的水提取物被超滤成两个组分（U1：分子量<3 kDa；U2：分子量>3 kDa）。根据文献报道的低分子量化合物在鲜味中的主导作用（Su等人，2012年），感官评估和电子舌分析一致显示U1组的鲜味强度高于U2组（图1A和B）。在U1组的分馏液中，U1-3的分馏液具有最强的鲜味。U1组中的肽浓度从第0天到第5天逐渐增加，但第3天后增长放缓（图1C）
结论
本研究关注鸭肉成熟过程中小肽的产生及其鲜味增强现象。通过机器学习预测、分子对接和感官验证，成功筛选出了六种新的鸭肉来源鲜味肽。其中TLGEKMTEEEVDE的鲜味强度最高，阈值为0.09 mmol/L。通过分子动力学模拟结合MM/PBSA结合能计算进一步证实了这一结果
作者贡献声明
余华：撰写初稿、监督、方法设计、实验设计、数据管理。曹雅琪：数据验证、正式分析、数据管理。黄天然：数据验证、软件操作、实验设计、数据管理。李光辉：数据验证、软件操作、实验设计、数据管理。黄明：撰写修订稿、数据验证、项目统筹、资金申请、概念构思。
伦理声明
本研究中的所有感官评估实验均获得了南京农业大学科学技术伦理委员会的批准（批准编号2025–007）。所有参与者在实验前均已签署知情同意书。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。致谢
本研究得到了中国国家重点研发计划（2024YFD2100403）、江苏省科技项目（BE2023307）以及南京市农业核心技术研究与发展项目（2025NJCXGG(08)）的支持。
