《Food Research International》：Synergistic inhibition of advanced glycation end products and enhancement of flavor by the combination of oligomeric proanthocyanidins and glycated yeast proteins
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应用酵母蛋白（YP）通过美拉德反应（MR）改善风味的同时抑制晚期糖基化终产物（AGEs）形成，揭示了OPC通过捕获α-酮基化合物、螯合金属离子、清除自由基及竞争糖基化位点实现双重调控机制。结构分析表明OPC改变YP二级及三级结构，抑制糖基化并促进甜味氨基酸积累及芳香挥发性物质生成，为功能性蛋白食品开发提供新策略。
Jing-jing Fu|Bo-wen Ru|Qi-cheng Zhang|Yu-jun Wu|Hai-yang Feng|Lian-ping Zheng|Yue-wen Chen
浙江工商大学食品科学与生物技术学院，中国浙江省杭州市310035
摘要
酵母蛋白（YP）在食品工业中的应用常常受到其不良风味的影响。虽然美拉德反应（MR）能够有效提升蛋白质的风味，但过度的糖基化也会促进晚期糖基化终产物（AGEs）的生成。本研究阐明了低聚原花青素（OPCs）如何抑制糖基化酵母蛋白（GYP）中AGEs的形成，并协同增强风味。结果表明，OPCs与美拉德反应的协同作用减少了YP中的苦味成分，改变了挥发性化合物的分布，并降低了苦味氨基酸的含量。此外，OPCs的结合剂量依赖性地减少了GYP中早期、中间阶段及AGEs的生成。结构分析显示，OPCs的结合改变了YP的二级和三级结构，有效降低了蛋白质的羰基化程度，保护了巯基团，并抑制了蛋白质聚集，从而改善了风味。OPCs的抗糖基化作用是通过清除活性自由基（O?ˉ· 和 OH·）、螯合金属离子（Fe2+）以及捕获α-二羰基化合物实现的。此外，OPCs对酵母蛋白的亲和力高于葡萄糖（Glu），通过与Glu竞争糖基化位点来抑制糖基化过程。这些发现为开发OPCs作为天然抗糖基化剂以改善基于蛋白质的食品的风味和安全性提供了重要见解。
引言
近年来，酵母蛋白（YP）作为一种备受期待的新食品资源，已成为最理想的替代蛋白质之一（Ma等人，2023年）。与动物蛋白和植物蛋白相比，YP具有高消化率、低致敏性和高必需氨基酸含量等优点（Ma等人，2023年）。此外，YP在维持肠道上皮屏障、促进营养吸收、增强肠道免疫以及促进体内脂质代谢方面也起着重要作用（Liao等人，2022年）。然而，由于酵母的异味，YP作为乳制品功能性成分的利用受到显著限制（Luo等人，2025年）。因此，改善YP的风味对于扩大其在食品工业中的应用潜力至关重要。
美拉德反应（MR）作为一种非酶促褐变反应，在提升蛋白质风味方面引起了广泛关注（Chen等人，2022年）。MR的主要机制是还原糖与蛋白质之间的羰基缩合形成希夫碱和阿马多里重排产物，这些产物随后降解为关键的芳香化合物，如斯特雷克醛和氨基酮（Chen等人，2022年）。Sun等人（2022年）证明，MR肽的形成可以掩盖苦味等不良风味，使整体风味更加协调统一。Zheng等人（2023年）指出，MR产生的吡嗪、呋喃、醛和酮类挥发性化合物可以为食品赋予或增强特定香气。Zha等人（2019年）认为，MR可以减轻豆类的强烈异味，从而促进植物蛋白在食品工业中的功能性应用。然而，过度的MR会导致有害的晚期糖基化终产物（AGEs）的形成和积累，以及烷基吡嗪、噻唑和糖脱水产物的产生，导致不愉快的苦味（Liang, Du等人，2024年；Liang, Gao等人，2024年）。因此，在蛋白质加工过程中获得所需风味的同时避免AGEs的产生至关重要。
目前，虽然合成抑制剂如氨基胍在有效减少AGEs生成方面显示出明显效果，但它们并未改善蛋白质的风味。近年来，天然抗氧化剂如多酚在抑制AGEs和提升风味方面受到了广泛关注（Wu等人，2023年）。Liu等人（2025年）指出，多酚可以通过改变蛋白质的构象来增强其与不良风味物质的结合能力，从而减少加工过程中的气味释放。Justino等人（2022年）报告称，多酚可以通过其相邻的羟基抑制早期MR产物的形成并阻断AGEs受体。低聚原花青素（OPCs）作为一种天然多酚化合物，具有多种生物活性，如抗氧化和抗炎作用。Wu等人（2023年）表明，在饼干等食品中添加莲子OPCs不仅可以有效抑制AGEs的生成，还能提升产品风味。目前大多数研究主要描述了多酚对抑制MR有害产物及其捕获α-二羰基或其他中间体的作用机制。然而，多酚对食品MR化学变化产生的香气和味道的影响及其相关机制尚未得到充分关注。
因此，本研究的目的是构建一个YP-OPC（YPO）-葡萄糖（GYPO）美拉德反应模型系统，系统探索OPCs在抑制AGEs和改善YP风味方面的协同机制。通过电子鼻、电子舌、气相色谱-质谱（GC-IMS）和氨基酸组成分析，全面评估了OPCs在YP糖基化过程中对风味特征的调节作用。通过评估其对AGEs生成、蛋白质结构完整性、α-二羰基捕获能力、自由基清除效率以及GYP系统中金属离子络合行为的影响，进一步揭示了OPCs抑制蛋白质糖基化的多种机制。此外，结合分子动力学模拟，在分子水平上阐明了OPCs在协同改善风味和抑制糖基化反应方面的结构-活性关系。本研究为利用YP-OPC复合物提升食品质量提供了重要的科学基础和应用参考。
材料与试剂
酵母蛋白（纯度≥85%）由Angel Yeast Co., Ltd.（中国湖北）提供。葡萄籽来源的二聚体OPCs（纯度≥98%），分子式C??H??O??，分子量578.53?g/mol，CAS注册号4852-22-6；硝酸四唑鎓（NBT）、1,1-二苯-2-三硝基苯肼（DPPH）、甲基乙二醛（MGO）、乙二醛（GO）和二硫苏糖醇（DTT）由上海Maclin Biochemical Technology Co., Ltd.（中国上海）提供。其他所有化学品均来自商业渠道。
电子鼻分析
电子鼻技术采用了对挥发性化合物具有高灵敏度的传感器，能够检测到风味特征的微妙变化（Hui等人，2023年）。传感器阵列包含八个传感器（S1–S8），每个传感器具有特定的检测灵敏度：S1用于检测醇、酮、醛和芳香化合物；S2用于检测硫化物；S3用于检测甲烷和天然气；S4用于检测氢；S5用于检测醇和有机溶剂；S6用于检测烷烃、醇、天然气和烟雾；S7用于检测易燃气体；
结论
本研究系统揭示了OPCs在美拉德反应系统中对YP风味和糖基化过程的双重调节作用。结果表明，OPCs通过增加甜味氨基酸、减少苦味物质以及促进挥发性芳香醛的生成来改善YP风味。此外，OPCs通过竞争性结合有效抑制了多种糖基化产物的形成（如果糖胺、α-二羰基化合物和AGEs）。
CRediT作者贡献声明
Jing-jing Fu：撰写 – 审稿与编辑，实验研究。Bo-wen Ru：撰写 – 审稿与编辑，实验研究。Qi-cheng Zhang：验证，方法学，数据管理。Yu-jun Wu：实验研究，数据管理。Hai-yang Feng：验证，方法学。Lian-ping Zheng：监督，资源协调。Yue-wen Chen：撰写 – 审稿与编辑，概念构思。
未引用参考文献
Li等人，2024年
Liu, Kong, Han, Sun和Li，2014年
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结果。
致谢
本研究得到了中国浙江省自然科学基金的支持，项目编号为LQN25C200011。
