《LWT》：Fermented orange peel mitigates biogenic amines in Huangjiu: Insights into flavonoid-histidine/tyrosine decarboxylase interactions
编辑推荐：
为解决黄酒酿造中生物胺（BAs）积累引发的食品安全问题，研究人员开展了利用黑根霉发酵柑橘皮（FOP）抑制BAs形成的研究。研究表明，4 g/L FOP能显著抑制组胺和酪胺等关键BAs，并揭示其通过黄酮类物质与组氨酸/酪氨酸脱羧酶（HDC/TDC）相互作用抑制BAs合成的分子机制。该研究为低胺高品质黄酒的生产提供了兼具安全与风味的创新技术方案，对推动黄酒产业升级具有重要意义。
黄酒，作为中华数千年酿酒文化的瑰宝，以其醇厚的风味和独特工艺享誉世界。然而，在传统开放式酿造过程中，由发酵微生物产生的生物胺（Biogenic Amines， BAs）——特别是组胺和酪胺——的积累，一直是威胁黄酒食品安全、制约产业发展的关键瓶颈。过量的生物胺摄入可能引发过敏反应、恶心、震颤等一系列不良反应。传统的控胺策略，如筛选低产胺菌种或使用吸附材料，往往面临效果不稳定或牺牲酒体原有风味的困境。因此，寻找一种既能有效抑制生物胺、又能保持乃至提升黄酒传统感官品质的绿色、安全的解决方案，成为该领域亟待突破的难题。
有趣的是，在中国部分地区的传统黄酒酿造实践中，早有添加陈皮（干燥的柑橘皮）以增香的做法，暗示着柑橘皮中可能蕴含着调控发酵过程的活性物质。那么，能否通过现代生物技术对柑橘皮进行“升级改造”，使其从一个简单的风味配料，转变为一个能够精准“狙击”有害生物胺、同时“呵护”黄酒风味的“智能调节剂”呢？本研究正是基于这一构想，为我们带来了创新的答案。
研究人员开展了一项系统的研究，旨在评估未经处理的柑橘皮及其经特定真菌发酵后的产物对黄酒中生物胺积累的抑制效果，并深入揭示其背后的分子机理。他们得出以下核心结论：通过Rhizopus stolonifer JP1118发酵得到的柑橘皮（Fermented Orange Peel, FOP）比未发酵的原料展现出更强的生物胺抑制能力，特别是在4 g/L的添加量下效果最为显著；这种抑制作用主要归因于发酵过程大幅提升了FOP中多种黄酮类化合物的含量（含量翻倍以上）；这些黄酮类物质能够通过分子间作用力稳定地结合到组胺和酪胺合成的关键酶——组氨酸脱羧酶和酪氨酸脱羧酶的活性位点上，从而竞争性抑制底物结合，从源头阻断有害生物胺的生成。更令人惊喜的是，FOP的添加不仅没有破坏黄酒的风味，反而显著提升了苯乙醇、丁酸乙酯等关键呈香物质的含量，使黄酒的感官品质达到了更优等级。这项研究成果已发表在食品科学领域的权威期刊《LWT - Food Science and Technology》上。
为开展上述研究，作者团队运用了多项关键技术方法。首先，他们利用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱对未发酵与发酵柑橘皮进行了非靶向代谢组学分析，系统比较了二者的代谢物差异。其次，研究在工业合作方的中试规模下，模拟传统“淋饭”工艺进行黄酒酿造实验，设置了不同浓度的柑橘皮与发酵柑橘皮添加组，并系统采集了发酵期和长达一年的陈储期的样品。再次，采用高效液相色谱结合柱前衍生化技术，精准定量了黄酒样品中八种生物胺的动态变化。最后，通过分子对接模拟技术，验证了从FOP中筛选出的关键黄酮类成分与组氨酸脱羧酶、酪氨酸脱羧酶的相互作用模式，从计算层面阐明抑制机理。所有分析均基于至少三次生物学重复，确保了数据的可靠性。
研究结果部分通过多个层面层层递进地展示了研究发现：
在“UHPLC-Q-TOF-MS/MS结果”部分，研究发现FOP与OP的代谢物组成存在显著差异。通过正交偏最小二乘判别分析筛选出152种差异代谢物，其中黄酮类化合物占比最高。特别地，有13种黄酮类化合物在FOP中的响应值达到了OP的两倍以上，被确定为后续功能验证的核心候选成分。
在“黄酒中生物胺的控制与分析”部分，通过中试酿造实验发现，在长达360天的储存后，添加4 g/L FOP的处理组总生物胺、组胺和酪胺含量均显著低于对照组和仅添加OP的组。相关性分析进一步显示，这13种FOP富集的黄酮类化合物与总生物胺及多种单体胺含量呈显著负相关，为黄酮类物质参与生物胺抑制提供了数据支持。
在“活性成分与氨基酸脱羧酶核心靶点的分子对接验证”部分，分子对接模拟结果表明，筛选出的13种黄酮类化合物中，分别有11种和10种能够与组氨酸脱羧酶和酪氨酸脱羧酶稳定结合。它们通过氢键和疏水作用占据酶的活性口袋，其结合能均低于-8 kcal/mol，表明结合稳定。例如，迪地明、橙皮苷等化合物与酶活性中心的关键氨基酸残基形成了多个氢键，从而可能阻碍底物L-组氨酸或L-酪氨酸的结合，抑制其脱羧反应。
在“黄酒中挥发性风味化合物分析”与“专业感官评价与质量分级”部分，研究证实FOP的添加实现了安全与风味的“双赢”。气相色谱-质谱联用分析显示，4 g/L FOP组中苯乙醇、丁酸乙酯等关键呈香物质的含量显著提升。随后的专业品评结果（依据国标GB/T 13662）表明，该组黄酒获得了最高评分，达到了清爽型干黄酒的“优级”标准，其外观、香气、口感和风格均获好评。
归纳研究的结论与讨论部分，本研究首次系统阐明并验证了发酵柑橘皮作为多靶点、多功能添加剂在黄酒酿造中的应用潜力。其重要意义体现在：第一，在理论上，揭示了发酵生物转化如何通过富集特定黄酮类化合物，实现对组氨酸脱羧酶和酪氨酸脱羧酶活性的分子水平竞争性抑制，为理解天然植物组分调控发酵食品安全的机制提供了新视角。第二，在技术上，成功开发了一种“抑胺”与“增香”耦合控制的策略，解决了以往控胺技术往往以牺牲风味为代价的行业痛点。第三，在应用上，基于中试规模和初步的工厂预试验结果，该方案展现了良好的工业化应用前景，为生产低生物胺、高品质的黄酒产品提供了切实可行的技术路径，对于提升中国传统发酵食品的国际竞争力、保障消费者健康具有重要的产业价值。当然，研究也存在一定局限性，例如黄酮类成分为相对定量，其确切的剂量效应关系以及多种黄酮之间的协同或加和作用机制有待未来通过纯品实验进一步解析。
