风味增强肽及其应用研究

刘桃妹

（通标标准技术服务有限公司广州分公司 化学部，广东 广州 510663）

风味增强肽及其应用研究

刘桃妹

（通标标准技术服务有限公司广州分公司 化学部，广东 广州 510663）

风味增强肽是增强食品原有风味的肽类物质，由于具有安全及易吸收的特性而在食品工业得到广泛应用。基因重组技术和酶解法被越来越多地应用于风味肽的制备，所得的风味肽能增强食品风味，提升食品营养价值，在一定程度上能预防慢性疾病。随着基因组学、分子生物学和生物信息学的发展，风味肽将在食品风味及品质调节方面发挥越来越重要的作用。对风味肽的分类、制备及其应用进行研究，有助于为风味肽的广泛应用奠定理论基础。

风味增强肽；基因重组；酶解法；牛肉风味肽

随着生活水平的提高，人们对于食品风味及食品安全的要求也越来越高。风味增强肽由于其安全、无毒且能被人体吸收的优势逐渐成为研究的热点。随着分子生物学技术和工业酶制剂技术的发展，风味肽将在食品领域有着越来越广泛的应用。

1 风味增强肽简介

1.1 风味增强肽类别

食品的风味是先通过舌头上的味蕾感知，再通过自由神经末梢、水溶性物质刺激味觉受体传入大脑味觉中枢，大脑通过分析后产生的化学感应。风味增强肽是能增强食物本身的酸、甜、苦、辣等风味特征的肽类物质。根据风味不同，可将肽分为甜味肽、苦味肽、鲜味肽、酸味肽和咸味肽。目前对甜味肽研究较多，如二肽衍生物阿力甜和阿斯巴甜等。这两种肽由于甜度较高、热量较低，因此被作为甜味添加剂加到各种食品中，适合肥胖症患者食用。苦味肽广泛存在于许多天然食品和酱油、乳酪等发酵产品中。在发酵过程中蛋白质降解会产生大量苦味肽，是啤酒和干酪等食品中非常重要的呈味物质，一些苦味肽还能预防慢性疾病。

国内外对于鲜味肽的研究也较为成熟。有研究表明，小肽对食物的风味影响取决于其组成氨基酸的原有味感。例如，Gln、Asn、Glu和Asp相互结合或与Ala、Cys、Met、Gly、Thr、Ser相互结合形成的多元酸钠盐能增强食物鲜味。另有一些研究发现，从大豆水解蛋白中分离得到短肽，然后与木糖高温反应3.5 h可得到本身无强烈味觉的Maillard肽，将此肽加到鲜味溶液中能明显增强口感和味觉持续性。还有一类研究是关于增强食物鲜味的风味肽——牛肉风味强化肽（BMP），最初由Yamasakiy等从牛肉的木瓜蛋白酶水解物中分离而得，是由八个氨基酸（Lys-Gly-Asp-Glu-Ser-Leu-Leu-Ala）组成的短肽，其分子量为847 Da，等电点为4.1。BMP是牛肉风味的主要成分，能产生类似于美味肽的阈值和风味。其他风味的增强肽有待进一步开发和研究。

目前，关于酸味肽的报道还比较少见。酸味肽主要为γ-谷胺酰肽类，肽的酸味通常与其鲜味相关，因此常把酸味肽看作鲜味肽的一部分。已知的咸味肽数量较少，常见的为二肽，如Orn-Gly.HCl和Lys-Gly.HCl等。咸味肽对于糖尿病患者及高血压患者等特殊人群有十分重要的利用价值。

1.2 风味增强肽呈味作用

蛋白质因其分子量较大（大于6 kD），很难刺激味蕾细胞而呈味，但当其酶解成为低分子肽和氨基酸后可直接刺激味蕾而呈现风味，这种味感特质即氨基酸或肽的醇厚感。低分子肽中的疏水氨基酸（如Leu、Gly、Phe和Pro等）是苦味受体的结合位点，因此会呈现苦味，疏水氨基酸侧链暴露越多，苦味强度越大，如肽链中有一定量Pro或其羧基末端

含有芳香族及其支链氨基酸时，其苦味会明显增强。但苦味肽整体呈中性，多数是分子量为5000～1500 Da的低聚肽，其中主要为酸性氨基酸，有很强的遮蔽苦味的能力，因此可掩盖食品的苦味。咸味肽和酸味肽的呈味特性主要是因为其阳离子易被细胞膜上的味觉受体的磷酸基吸附而呈现相应的风味特征。鲜味肽的定味基是其分子两端带负电的羧基，而助味基则为具一定亲水性的氨基或羟基等。鲜味肽必须具有带正电分子基团、带负电分子基团和含亲水性残基的分子团，接到相应的感受器位置才能令人感到鲜味。如牛肉风味肽中的Lys-Gly可视为带正电分子团，Asp-Glu-Ser为带负电分子团，Ser-Leu-Ala则为含亲水性残基的分子团，它们分别与鲜味受体结合，使牛肉风味肽具有鲜味。

肽类因其具有氨基和羧基，因此能赋予食品细腻微妙的风味，而且还可以与其他风味物质相互作用，增强食品原有风味。氨基酸和肽是芳香化合物前体物质，因此加热后能增加食品的香气。所以食品风味肽在食品风味调节中发挥越来越重要的作用。如：Glu-Pro或Val-Glu等二肽通过其缓冲作用而增强食品原有风味；将谷氨酸寡聚肽添加到蔬菜汁和果汁中能掩蔽苦味；面包、花生和可可发酵时释放出的短肽能在焙烤时形成多种芳香族化合物，增加食物的香气；γ-谷胺酰多肽作为葱类风味前体，能增强食品的葱味；等等。

2 风味增强肽的来源

运用化学合成法、酶法水解蛋白和基因重组表达方法可制备风味增强肽。化学合成法具有快速、方便等特点，但不适用于较长肽链的合成，且成本较高并存在一定的残留毒性。酶法水解蛋白具有原料来源广泛、制备方便的优点，而基因重组表达法则具有产量高、针对性较强的优点。下面主要介绍利用酶法水解和基因重组表达法制备风味肽。

2.1 酶法水解制备风味增强肽

以蛋白为原料制备风味肽时，由于蛋白水解物自然的特征味感和容易与其他呈味成分配伍的特点，可赋予食品多层次风味，因此蛋白水解物成为制备高档复合调料的重要原料。植物蛋白能消除动物蛋白成本高、资源利用率较低及产品质量很难标准化的弊端；因此植物蛋白有非常广阔的应用前景。大豆蛋白富含人体必需氨基酸，且其组分接近动物蛋白，因此是生产食品风味肽的重要原料。随着酶技术的发展，采用复合蛋白酶酶解豆粕来制备调料能提高产品质量，得到人们所需要的各种风味肽，因此能增强产品的竞争力。

在蛋白酶解过程中，由于一般采用碱性蛋白酶进行酶解，而碱性蛋白酶对疏水性氨基酸结合特异性较差，易形成相对分子量较低的苦味肽，应用对疏水性氨基酸具有一定结合特异性蛋白酶（弹性蛋白酶、糜蛋白酶和Flavorzyme风味蛋白酶等）进行酶解物二次酶解，则能明显降低苦味。当切除苦味肽的疏水氨基酸后，苦肽的苦味明显降低，而游离出的疏水氨基酸苦味也明显降低。现阶段Flavorzyme风味蛋白酶已经被广泛应用于去除食品苦味，但由于其为一种外切酶，因此必须结合内切酶使用，才能更好地发挥其去除苦味的功能。张建林等用中性蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶和碱性蛋白酶对鸭蛋蛋清进行酶解，并对酶解产物进行脱盐处理并冷冻干燥得到蛋清肽，其中分子量低于3000 Da的肽含量达到47％左右，得到的蛋清肽有一定的ACE抑制活性，并表现出一定的抗氧化活性。蛋清肽可加到食品中，也可制成蛋清肽果冻和蛋清肽饮料等，使产品具有良好的口感和风味，提高食品营养价值，并在一定程度上起到预防高血压和延缓衰老的作用。

美拉德肽是还原糖与肽的美拉德反应产物，能增强食品鲜味、持续感和醇厚感，因此对于风味增强肽相关调料的开发十分重要。刘平等以水解度和肽氮率为指标，结合大豆肽美拉德反应的感官评定确立了Alcalase酶与Flavourzyme酶双酶分步酶解的工艺条件：底物浓度为6％的大豆分离蛋白，经热处理后于60℃下加入2000 U/g底物Alcalase酶水解时间3 h，再于50℃加入Flavourzyme酶继续作用4 h。在此条件下所制得的大豆肽的美拉德反应产物具有较好的风味增强特性，此时水解度和肽氮率分别达到12.43％、55.58％。

2.2 基因重组法表达风味增强肽

基因重组法表达风味增强肽由于其产量较高、特异性较强，受到人们越来越多的关注。随着DNA重组技术的发展，已经有许多研究者对BMP进行重组表达。杨永清等将表达BMP的基因克隆至酵母表达载体pPICZ alpha中，然后在毕赤酵母工程菌株pichia pastoris中进行摇瓶发酵，用甲醇进行诱导，对分泌表达产物进行浓缩后，用葡聚糖凝胶柱进行纯化，最后用C18反相HPLC对BMP进行定量分析，得知其表达量为40 mg/L。白小佳等将不同拷贝数的BMP串联基因整合到毕赤酵母基因组中，重组菌

在BMMY培养基中用甲醇诱导表达，结果表明不同拷贝数的BMP串联基因均可高效表达，且诱导表达的目的产物产量随着BMP拷贝数的增加而增加，从而为BMP的研究和大规模应用奠定了基础。有专利报道通过人工合成BMP基因，然后将基因克隆至表达载体pMal-C2和具有信号肽识别序列的表达载体pNS2，最后分别在大肠杆菌、酿酒酵母中分泌表达，从而实现BMP的重组表达。曾松荣等在毕赤酵母中分泌表达了16拷贝牛肉风味肽，并进行了500 L发酵罐中试工艺，确定培养条件为30℃、pH 5.0，诱导条件为28℃、pH 3.0，诱导88 h后，目的产物16拷贝BMP的表达量达到172 mg/L，从而为BMP在食品风味调节方面的应用奠定了基础。

3 风味增强肽的应用

风味增强肽由于其安全、无毒及可被生物体快速吸收并维持生物体氮平衡的优势，被作为食品添加剂广泛应用。下面主要介绍美拉德肽和牛肉风味肽的应用情况。

3.1 美拉德肽的应用

风味增强肽以美拉德肽为主，它能较大程度地增强食品风味，如增强食品的醇厚味、鲜味和持续感，同时也是酱类制品的核心呈味物质。葡萄糖和不同氨基酸的美拉德反应能产生不同的食品香味，如Gly、Asp、Tyr和Ala等氨基酸与葡萄糖反应可产生焦糖香味，His、Pro和Lys能产生烤面包的香味，Val能产生巧克力香味，Phe则能产生紫罗兰香气。因此通过控制美拉德反应条件，能赋予食品不同的香味。烤面包过程中主要是氨基酸与糖类的美拉德反应赋予面包风味和香味，因此通过调节还原糖和氨基酸的用量可控制面包的风味及色泽。Kochhar等从可可豆中获得能够与还原糖发生美拉德反应，从而生成具有独特风味的特殊肽，这些肽对于可可香精、肉味香精和面包香精等的制备十分重要。夏学进等研究发现，鸡肉蛋白酶解后生成分子量为2000～5000 Da的鸡肉肽，与还原糖在适当条件下加热可获得较强的鸡肉味，且其肉味强度是采用传统方法获得肉香味的100倍左右。他们还发现在鸡肉酶解产物中分子量为2800～3500 Da的肽段在美拉德反应后急剧减少，可能此肽段已参与美拉德反应。风味前体物中肽的氨基酸组成及其肽链长度等因素将显著影响食品风味特征。

3.2 牛肉风味肽的应用

牛肉鲜味肽最初可从牛肉的酶解液中分离得到，也存在于天然的牛肉中。BMP中的酸性和碱性氨基酸能增强食物的鲜味，使食物具有牛肉的风味，因此在肉、禽、乳类和休闲食品增味方面均有良好效果。高应瑞等对不同拷贝数BMP制备的牛肉香精风味特性进行了感官评价，结果表明不含BMP的牛肉香精的牛肉风味特征不明显，而加入BMP能显著增强其风味特征，BMP拷贝数的增加并不能显著增强牛肉风味特征。郑荣华等学者的研究表明，添加牛肉风味肽可显著提高咸肉的食用品质，添加0.6％的牛肉风味肽能获得风味及口感均较佳的咸肉食品。Wang等合成了牛肉风味肽并测定其在不同pH值条件下的鲜味阈值，结果表明pH为6.5时其鲜味最强。BMP与食盐、MSG、IMP和GMP有较好的协同作用，BMP能增强其他味觉（酸、甜、苦、辣）的风味特征，因此BMP在肉类、蔬菜、乳类、酒类及水产类食品的生产中都有较广泛的应用。

4 结论

由于风味肽能增强食品风味，提高食品品质，促进食欲，还能预防疾病，且对人体相对安全，易于被人体吸收，因此正受到越来越多研究者的关注。基因重组法和酶解法被更多地用于制备风味肽，得到的风味肽被应用于食品风味的调节及其品质的改善。随着基因组学、分子生物学和生物信息学的发展，风味肽将在食品风味及品质调节方面发挥越来越重要的作用。

5 展望

风味肽能赋予食品多种滋味，增强食品的风味特征，将食品风味肽制成调味品可改善食品品质，还可促进消费者的食欲。呈味肽易于被人体吸收，能在一定程度上预防慢性疾病，如糖尿病、高血压和肥胖症等。

目前国内关于酸味肽和咸味肽的研究较少，因此，需要深入挖掘更多的风味肽，可从以下几方面着手：开发天然资源中具有特殊功能的咸味肽和甜味肽等；借助计算机模拟短肽和味觉受体的作用，筛选出具有多种风味的短肽，用化学合成法或酶法制备相应短肽并加以验证；工业发酵技术、酶生物技术和微胶囊技术的发展。这些方面的研究进展有助于提高风味肽的制备效率及其品质。

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［责任编辑：王东霞］

Flavor Enhancing Peptide and Its Application

LIU Tao-mei
（Chemistry Department，Standards Technical Services Company Limited Guangzhou Branch，Guangzhou 510663，Guangdong，China）

Flavor enhancing peptide is a kind of peptide which can enhance the original flavor of the food.Flavor enhancing peptides have been broadly applied in food industry because of their character of safety and high absorption.Gene recombination technology and protease digestion are increasing being used in the preparation of flavor enhancing peptide，which can enhance flavor and nutrition value of food and prevent chronic disease to some extent.With the development of genomics，molecular biology and bioinformatics，flavor enhancing peptides would play more and more important role in the adjustment of food flavor and quality.This paper reviewed the classification，preparation and application of flavor enhancing peptide，thus laying theoretical foundation for the wider application of flavor enhancing peptide.

flavor enhancing peptide；genetic recombination；protease digestion；beefmeaty peptide

TS202.3

A

1006－8481（2014）03－0005－04

2014－01－10

刘桃妹（1984—），女，通标标准技术服务有限公司广州分公司化学部。