《Food Bioscience》：Maillard reaction of crocodile (
Crocodylus siamensis) meat peptides with prebiotic oligosaccharides: Conferring improved flavor and antioxidant activity
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本研究通过美拉德反应将前益生寡糖（XOS、FOS等）修饰至鳄鱼肉肽，显著改善其风味缺陷（抑制鱼腥味、增强烤焦/焦糖香）及提升抗氧化活性（DPPH、铁螯合等活性提高1.69-14.25倍），分子量分布向高聚物倾斜。该技术为鳄鱼肉肽的高值化应用提供新策略。
王一凡|李秉新|周永杰|郑彦彦|洪慧|谭玉清|罗永康
中国农业大学食品科学与营养工程学院食品质量安全实验室，北京 100083
摘要
鳄鱼肉肽（CMP）的开发可以提升鳄鱼肉的附加值，但其固有的风味缺陷和不稳定的抗氧化活性限制了其工业应用。传统的改进策略，如风味掩盖、生物发酵或包封，通常分别针对风味或功能性进行改良，可能无法从根本上改变肽的结构。相比之下，美拉德反应（MR）是一种有前景的糖基化技术，能够在分子水平上同时改善风味和增强生物活性。本研究旨在通过使用不同的益生元寡糖（包括木寡糖（XOS）、果寡糖（FOS）、半乳寡糖（GOS）、菊粉（INL）和大豆寡糖（SBOS）对CMP进行糖基化处理，以改善其风味特性和抗氧化活性。感官评估和电子鼻分析表明，美拉德反应显著改善了CMP的风味特性，其中XOS修饰的产品在抑制鱼腥味和增强烤制及焦糖化香气方面效果最为显著。抗氧化活性测试显示，所有经过美拉德反应处理的CMP产物（CMP-MRPs）的抗氧化能力均显著高于未经修饰的CMP对照组（CMP-Heated，仅经过热处理，未添加寡糖）（p < 0.05）。XOS修饰的CMP-MRPs表现最为突出，其DPPH自由基清除能力、还原能力和亚铁离子螯合能力比CMP-Heated高出1.69–14.25倍。氨基酸组成分析表明，美拉德反应显著降低了多种疏水性氨基酸的相对含量，从而削弱了与苦味和鱼腥味相关的结构特征。这些发现表明，通过寡糖介导的美拉德反应，尤其是XOS，能有效提升CMP的风味和抗氧化性能，为鳄鱼肉的高值利用和功能性肽成分的开发提供了新途径。
引言
鳄鱼是一种古老的爬行动物，拥有超过2亿年的进化历史（Shaik Abdool等人，2020年）。全球鳄鱼养殖规模相当庞大，每年约有150万条鳄鱼被屠宰（Vegan FTA，2025年）。近年来，中国的鳄鱼养殖业快速发展，产量显著增加（Yang等人，2022年，Yang等人，2022a年，Yang等人，2022b年）。目前，鳄鱼养殖业的经济价值主要集中在鳄鱼皮革的开发和利用上，而鳄鱼肉的高值利用仍较为有限（Li等人，2021年）。大多数鳄鱼肉仅作为基本原料供应给食品服务行业（Xiao等人，2021年，Xiao等人，2021年）。先前的研究表明，鳄鱼肉富含高质量蛋白质（Hu等人，2025年），使其成为开发生物活性肽（BAPs）的理想来源（Yang等人，2022年，Yang等人，2022a年，Yang等人，2022b年）。因此，开发鳄鱼肉肽（CMP）不仅可以提升鳄鱼肉的价值，还能为其高效利用提供可行途径。目前，BAPs在实际应用中仍面临诸多挑战，包括明显的苦味和较低的感官接受度，这些因素严重限制了它们在食品系统中的推广和高值利用（Fu等人，2020年）。BAPs的苦味主要源于含有疏水性氨基酸的苦味肽。此外，肽的长度、氨基酸序列和空间结构等因素也会显著影响苦味的感知（Fu等人，2019年）。此外，BAPs的抗氧化活性也受到这些因素的影响，过度水解会导致功能性氨基酸的损失或结构改变，从而降低其抗氧化效果（Czelej等人，2022年）。因此，探索能够同时改善风味质量和增强抗氧化功能的修饰策略是提高BAPs附加值的关键。
为了改善BAPs的风味，已广泛应用了多种策略，包括风味掩盖、生物发酵和包封。例如，Bertelsen等人（2018年）使用木糖醇、蔗糖、α-环糊精和麦芽糊精作为掩味剂来减少大豆蛋白水解物的苦味。Liu等人（2022年）利用Hanseniaspora pseudoguilliermondii发酵鱼蛋白水解物（FPH），显著降低了苦味和鱼腥味。同样，Kumari等人（2023年）通过微胶囊技术成功降低了粉红鲈鱼头和内脏蛋白水解物（PHVPH）的苦味。在增强抗氧化活性方面，先前的研究表明，脉冲电场处理（Liang等人，2021年）和Plastein反应（Xu等人，2024年）等处理方法可以有效提高肽的抗氧化活性。美拉德反应（MR）是一种基于还原糖与蛋白质或肽中的游离氨基共价结合的糖基化修饰技术（Ni等人，2022年），能够在分子水平上同时改善风味和功能特性（Fu等人，2020年）。例如，Dai等人（2024年）报告称，美拉德反应增强了麸质蛋白水解物的抗氧化性能。Zhang等人（2024年）通过美拉德反应将壳聚五糖（CHP）接枝到β-乳球蛋白（β-Lg）上，不仅降低了致敏性，还提高了热稳定性以及抗氧化和抗炎活性。此外，最近的一项研究表明，通过超声波辅助的美拉德反应将牡蛎蛋白水解物与木寡糖（XOS）结合，显著提高了溶解度、储存稳定性和抗氧化能力，同时通过减少不希望出现的鱼腥味改善了风味（Z. Zhao等人，2024年）。
近年来，木寡糖（XOS）、果寡糖（FOS）、半乳寡糖（GOS）、菊粉（INL）和大豆寡糖（SBOS）等益生元寡糖因其生理益处而受到广泛关注，包括调节肠道微生物群和改善肠道健康（Yan等人，2023年）。这些寡糖是美拉德反应的理想糖供体。与多糖相比，寡糖具有更高的水溶性和更低的溶液粘度（Li等人，2024年，Li等人，2024年，Li等人，2024年），使其对美拉德反应更敏感，糖基化速率明显高于多糖（Jia等人，2020年）。特别是XOS含有活性还原醛糖，能容易地与蛋白质的游离氨基反应，加速糖基化过程并生成生物活性化合物（S. Zhao等人，2022年）。由于这些结构和化学特性，XOS在美拉德反应中特别有效，有助于生成功能性肽和其他生物活性产物。
然而，目前尚无系统研究通过美拉德反应同时改善CMP的风味和抗氧化功能。为填补这一空白，本研究旨在通过美拉德反应对CMP进行修饰：一方面有效改善CMP的不良风味，提升其感官质量和接受度；另一方面增强其抗氧化活性，从而提高其作为功能性食品成分的潜力。研究结果将为鳄鱼肉资源的高值利用和功能性肽成分的开发提供可行策略。
材料与化学品
用于实验的鳄鱼（Crocodylus siamensis）肉购自中国广西的新柳永农产品批发市场。去皮后的肉在低温下运输，并在-20°C下储存，最长储存时间为3个月。碱性酶购自诺维信公司（Novozymes A/S，丹麦哥本哈根）。XOS（聚合度≤7，纯度≥95%）和SBOS购自上海源业生物科技有限公司（上海，中国）。FOS（纯度≥90%），GOS（纯度≥70%）分子量分布
如图1所示，与CMP-Heated相比，美拉德反应显著改变了所有寡糖处理组的分子量分布，使高分子量肽（>2000 Da）的比例增加，低分子量肽（<500 Da）的比例相应减少。这种变化的程度受到益生元类型和反应条件的共同影响。结论
总体而言，将益生元寡糖（尤其是XOS）应用于美拉德反应是一种有效的方法，可以改善CMP的风味并增强其抗氧化能力。XOS修饰的CMP-MRPs在抑制异味和提升整体香气方面表现最佳，显著改善了CMP的感官特性。此外，这些XOS修饰的产品还表现出更强的抗氧化能力。
作者贡献声明
周永杰：方法学、实验设计、数据分析。李秉新：方法学、实验设计。王一凡：初稿撰写、数据可视化、软件使用、数据管理。罗永康：审稿与编辑、项目监督、资金获取、概念构思。谭玉清：项目监督、概念构思。洪慧：项目监督、概念构思。郑彦彦：结果验证、方法学验证利益冲突声明
作者声明没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。致谢
本研究得到了国家重点研发计划（编号：2023YFF1103800）的支持。
