西华大学“发酵调味品科学与工程”团队在农林科学领域国际顶尖期刊发表封面文章
近日,西华大学食品与生物工程学院“发酵调味品科学与工程”团队在美国化学学会(ACS)旗下的农林科学领域国际顶尖期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》(Q1, IF:5.895)发表题为“Revealing the Secret of Umami Taste of Peptides Derived fromFermented Broad Bean Paste”的研究性论文,且被选为正封面(Front Cover)论文。西华大学2020级硕士研究生赵建华为论文第一作者,林洪斌副教授为论文通讯作者。该研究工作得到了四川省科学技术厅重大专项项目(2020YFN0151)和重庆市科学技术委员会(cstc2021jscx-cylhX0014)的资助。
郫县豆瓣是我国著名的传统调味品,其发酵过程可分为前发酵和后发酵,前发酵又称甜瓣子发酵。甜瓣子(蚕豆瓣)发酵是郫县豆瓣发酵过程中重要的过程之一,它决定了郫县豆瓣的风味和产品质量。之前的研究表明,游离氨基酸、有机酸和还原糖等物质在发酵蚕豆瓣的风味系统中起重要作用,而最近的研究结果表明,鲜味肽也有助于发酵蚕豆瓣的风味,然而发酵蚕豆瓣中鲜味肽的呈味机制尚不清楚。
因此,本研究通过分级超滤、RP-HPLC和UPLC-QTOFMS/MS从发酵的蚕豆瓣中分离和鉴定并固相合成了鲜味肽,然后对这些鲜味肽进行感官评估、鲜味增强、咸味增强和缺失实验。利用同源建模和计算机分子模拟来探究这些鲜味肽的呈味机制,并研究了鲜味肽与鲜味受体T1R1/T1R3的相互作用,通过缺失实验确定发酵蚕豆瓣中关键的味觉活性化合物。本研究为鲜味肽的有效筛选奠定了基础,并为探索鲜味调味品和改善发酵蚕豆瓣的风味提供了理论依据。
结果表明,基于数据库辅助和从头鉴定,从发酵的蚕豆瓣中鉴定并合成了10条新的呈味肽。随后的感官实验确定了八条为鲜味/鲜味增强和咸味增强肽(PK-8、NK-7、SR-7、SK-8、EK-12、DK-6、LR-5和GR-6)以及两条苦味肽(VR-10和AR-8)。其中,EK-12在水溶液中的阈值超过了近5年报道的大多数鲜味肽。同时,定量分析和缺失实验证实,游离氨基酸是发酵蚕豆瓣中关键的味觉活性化合物,鲜味肽也有助于发酵蚕豆瓣的鲜味提升。构建鲜味受体T1R1/T1R3同源模型用于分子对接,以探究鲜味肽的呈鲜机制。结果表明,8条鲜味肽可以很容易地进入T1R3中活性结构域(VFTD)口袋。受体T1R3中的Asp、Glu、Ser和His残基,特别是Glu301,可能在鲜味的产生中发挥关键作用,其主要通过氢键和静电相互作用与鲜味肽结合。此外,受体与鲜味肽相互作用表面力以芳香相互作用、氢键、亲水作用和SAS为主。本研究利用分子对接,基于能量相互作用和表面力分析,全面了解了鲜味肽的味觉机制。研究结果为发酵酱类制品中小分子肽的分离、功能评价及机制研究提供了借鉴思路,有助于对天然发酵酱类食品风味系统的理解。(通讯员:西华大学 林洪斌)
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