牛骨咸味肽氨基酸分析及在模拟加工条件下功能稳定性分析

李迎楠，刘文营，张顺亮，乔晓玲，陈文华，曲 超，成晓瑜

（中国肉类食品综合研究中心，国家肉类加工工程技术研究中心，北京 100068）



牛骨咸味肽氨基酸分析及在模拟加工条件下功能稳定性分析

李迎楠，刘文营，张顺亮，乔晓玲，陈文华，曲 超，成晓瑜*

（中国肉类食品综合研究中心，国家肉类加工工程技术研究中心，北京 100068）

摘 要：以牛骨为原料酶解制备咸味肽，牛骨咸味肽中重金属含量均处于国家标准的安全范围之内，其氨基酸含量为56.25 mg/100 mg， 其中甘氨酸含量最高。以咸味质量浓度值为指标，考察 不同处理条件对咸味肽稳定性的影响，结果表明： 咸味肽加热温度在50 ℃以下、加热时间在20 min以内稳定性较好，添加可食用糖对咸味肽稳定性影响不明显，添加有机酸则会降低咸味肽的稳定性。

关键词：牛骨；咸味肽；重金属；氨基酸；稳定性

李迎楠, 刘文营, 张顺亮, 等. 牛骨咸味肽氨基酸分析及在模拟加工条件下功能稳定性分析[J]. 肉类研究, 2016, 30(1): 11-14. DOI:10.15922/j.cnki.rlyj.2016.01.003. http://rlyj.cbpt.cnki.net

LI Yingnan, LIU Wenying, ZHANG Shunliang, et al. Amino acid composition and stability analysis of salty peptides derived from bovine bone under simulated processing conditions[J]. Meat Research, 2016, 30(1): 11-14. (in Chinese with English abstract) DOI:10.15922/j.cnki.rlyj.2016.01.003. http://rlyj.cbpt.cnki.net

随着生活水平的提高，人们对低盐饮食愈加重视，高血压、心脏病等诸多疾病均与过多摄入食盐有关[1-2]。这使得能够降低钠离子摄入量同时保证食物咸度的食盐替代物的开发具有一定的必要性[3]，咸味肽作为呈咸味的多肽，能够在一定程度上替代食盐用于食物烹调中，且可以较好地被人体吸收利用，其开发与应用前景广阔。

咸味肽最早是Tada等[4]偶然发现的，研究表明 Orn-β- Ala HCl和Orn- Tau HCl具有与NaCl相同的咸味强度；Seki等[5]在此基础上研究发现多肽呈咸味的特性与其溶液pH值有很大关系；Zhu Xiaolin等[6]在对无盐酱油研究过程中发现3 种具有咸味的二肽；彭增起等[7]从大豆蛋白中分离纯化得到咸味肽，经分析得到咸味多肽的氨基酸序列为 Gly-Lys；张顺亮等[8]对分离制备的咸味肽分析显示，该咸味肽分子质量为849.38 D。目前，针对咸味肽的研究多集中于咸味肽的合成、提取及结构分析等，对咸味肽在应用方面的研究，尤其是针对咸味肽在加工应用过程中稳定性的研究具有重要意义。

本研究利用食品级生物酶试剂对牛骨进行酶解制备咸味肽，对牛骨咸味肽中重金属含量及氨基酸成分进行了测定分析，考察加热温度、加热时间及添加不同种类的可食性糖、酸对牛骨咸味肽稳定性的影响，为咸味肽开发利用提供技术支持。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

牛骨购于北京市丰台区牛街清真市场。

复合动物蛋白酶（食品级，酶活力8.9×104U/g）、风味蛋白酶（食品级，酶活力4.2×104U/g） 诺维信（中国）投资有限公司；柠檬酸、醋酸、苹果酸、乳酸、琥珀酸、乳糖、麦芽糖、果糖等均为食品级。

1.2仪器与设备

数显恒温水浴锅 北京中兴伟业有限公司；CL-25型蠕动泵中空纤维超滤膜组件 北京旭邦膜设备有限责任公司；L-8900氨基酸自动分析仪 日本日立集团。

1.3方法

1.3.1 牛骨咸味肽制备

参考文献[8]方法，取新鲜牛骨，去肉破碎后加热至110 ℃，并保温15 min；除去油脂后取下层骨渣进行酶解，酶解温度为60 ℃，料液比为1∶1（m/V），添加复合动物蛋白酶15 mg/g，酶解2 h；添加风味蛋白酶10 mg/g，酶解4 h后终止反应；将酶解液真空抽滤，用截留分子质量为10 kD的超滤膜过滤，冻干后即为牛骨咸味肽。

1.3.2 牛骨咸味肽重金属含量分析

参考国家标准方法测定产物中铅[9]、汞[10]、镉[11]、铬[12]和总砷含量[13]。

1.3.3 牛骨咸味肽氨基酸成分分析

准确称取咸味肽100 mg，依次加入15 mL盐酸（6.0 mol/L）、1 mL巯基乙酸（体积分数1%），真空条件下置于110 ℃反应22 h，将水解液过滤并定容至50 mL。准确吸取滤液1 mL，置于烧杯中真空蒸干，用1 mL盐酸（0.02 mol/L）溶解残留物，过滤后上机分析[14]。

氨基酸自动分析仪测试条件为：磺酸型阳离子树脂离子交换柱（4.6 mm×60 mm，3 μm）；反应温度：135 ℃；柱温：57 ℃；茚三酮反应液流速：0.35 mL/min；分离缓冲液流速：0.40 mL/min；进样量：20 μL；波长：570、440 nm；分析时间：30 min。

1.3.4 感官评价

由15 人组成感官评定小组，训练时以质量浓度为0、1、2、3、4、5 mg/mL的NaCl溶液为参照物，训练完毕后评定咸味肽溶液，并作出咸度判断[15]，以咸味肽溶液所对应的NaCl溶液质量浓度作为咸味质量浓度值。为减小心理因素对测试结果的影响，实验中采用盲评方式。

1.4不同处理条件对牛骨咸味肽稳定性的影响

1.4.1 加热温度对牛骨咸味肽稳定性的影响

分别取20 mL咸味肽溶液（10 mg/mL）于烧杯中，分别于40、50、60、70、80 ℃条件下水浴加热15 min，然后冰水浴迅速冷却，室温下对溶液进行感官评价。

1.4.2 加热时间对咸味肽稳定性的影响

分别取20 mL咸味肽溶液（10 mg/mL）于烧杯中，于40 ℃水浴分别加热10、15、20、25、30 min，然后冰水浴迅速冷却，室温下对溶液进行感官评价。

1.4.3 添加可食性糖对咸味肽稳定性的影响

分别取20 mL咸味肽溶液（10 mg/mL）于烧杯中，分别添加质量浓度为2 mg/mL的乳糖、麦芽糖、果糖、葡萄糖和蔗糖，充分振荡混匀后，室温下对溶液进行感官评价。

1.4.4 添加有机酸对咸味肽稳定性的影响

分别取20 mL咸味肽溶液（10 mg/mL）于烧杯中，分别添加质量浓度为2 mg/mL的苹果酸、乳酸、琥珀酸、醋酸和柠檬酸，充分振荡混匀后，室温下对溶液进行感官评价。

2　结果与分析

2.1牛骨咸味肽成分分析

2.1.1 咸味肽重金属含量分析

表1　咸味肽中重金属含量Table 1 Heavy metal contents of salty peptides　mg/kg

由表1可知，咸味肽中所检测的重金属含量均低于 国家标准中污染物含量的限量[16]，其含量依次为：铅＞镉＞总砷＞汞＞铬。咸味肽中的重金属可能来自于牛饲料中的残留，也可能是骨本身对重金属的蓄积作用[17-18]。

2.1.2 咸味肽氨基酸成分含量测定结果

氨基酸与生物的生命活动关系非常密切，氨基酸在合成大脑蛋白及神经递质方面起着重要作用，衡量多肽风味的一个重要指标是产品中氨基酸的含量[19]。

多肽的呈味特性与其氨基酸组成有很大关系，对食品的风味有一定的影响。由表2可知，咸味肽含有较丰富的氨基酸种类，其氨基酸总量为56.25 mg/100 mg，其中甘氨酸含量最高，其次是谷氨酸、脯氨酸、丙氨酸；未检出胱氨酸和色氨酸。从现代医学角度来看，部分氨基酸在抑菌消炎、促进脂肪代谢、增强人体免疫功能、延缓机体疲劳、促进人体发育和提高中枢神经组织功能等方面具有一定作用[20-23]。

表2　咸味肽中氨基酸含量测定结果Table 2 Amino acid contents of salty peptidesmg/100 mg

2.2不同处理条件对牛骨咸味肽稳定性的影响

2.2.1 加热温度对牛骨咸味肽稳定性的影响

图1　加热温度对牛骨咸味肽稳定性的影响Fig.1 Effect of temperature on t he stability of salty peptides

咸味肽中主要的呈味物质为氨基酸，其咸味与其氨基酸的解离程度以及是否有对应阴阳离子有关[24]。由图1可知，高温加热可能会改变氨基酸的解离程度，使咸味肽的咸味质量浓度降低，咸味质量浓度在加热温度大于50 ℃条件下降较为明显。当加热温度小于50 ℃时，咸味肽的咸味质量浓度略高于未处理时对照组，因此，咸味肽加热温度在50 ℃以下较为适宜，此时咸味肽的稳定性较好。

2.2.2 加热时间对牛骨咸味肽稳定性的影响

图2　加热时间对牛骨咸味肽稳定性的影响Fig.2 Effect of heating time on the stability of salty peptides

由图2可知，经一定时间的加热，咸味肽的咸味质量浓度略高于对照组。多肽的活性与其氨基酸组成及空间构型有关[25]，随着反应时间的延长，多肽的空间构型可能受到一定程度的破坏，咸味肽的咸味质量浓度会受到不同程度的影响。因此，咸味肽加热时间应控制在20 min左右，此时咸味肽的稳定性较好。

2.2.3 添加可食性糖对牛骨咸味肽稳定性的影响

图3　添加可食性糖对牛骨咸味肽稳定性的影响Fig.3 Effect of sugar addition on the stability of salty peptides

由图3可知，加入可食性糖后，咸味肽的咸味质量浓度变化不明显，可能是由于可食性糖的加入，在一定程度上提升了咸味肽的咸味口感，其中乳糖、果糖咸味质量浓度值相对较高。因此，添加可食用糖对咸味肽的咸度质量浓度影响较弱，可以根据需要选择添加合适的可食用糖。

2.2.4 添加有机酸对牛骨咸味肽稳定性的影响

图4　添加有机酸对牛骨咸味肽稳定性的影响Fig.4 Effect of organic acid addition on the stability of salty peptides

由图4可知，加入可食性有机酸后，咸味肽的咸味质量浓度较对照组有大幅度的下降（P＜0.05）。有机酸的刺激性酸味在某种程度上会掩盖咸味，使得到的咸味肽咸味质量浓度下降。在所有的有机酸中，乳酸和醋酸的影响程度相对较小，苹果酸影响最为明显。因此，可以根据有机酸对咸味肽稳定性的影响选择合适的有机酸种类。

3　结 论

3

牛骨咸味肽的氨基酸种类比较齐全，总量高达56.25 mg/100 mg，其中甘氨酸的含量最高。通过考察不同处理条件对咸味肽稳定性的影响，发现各处理条件对咸味肽的咸味质量浓度值均有不同程度的影响。

咸味肽加热温度不高于50 ℃、加热时间不长于20 min较为适宜，添加可食用糖对咸味肽稳定性影响不明显，可以根据需要适量添加，但添加有机酸则会使得咸味肽的稳定性降低。在咸味肽加工过程中，控制加工条件是维持咸味肽稳定的重要措施，有关多因素对咸味肽的影响及其机理仍需要更深入地研究。

[1] KIRS TEN B, GLENN M C, PAMELA G C, et al. Projected effect of dietary salt reductions on future cardiovascular disease[J]. The New England Journal of Medicine, 2010, 362(7): 590-599. DOI:10.1056/ NEJMoa0907355.

[2] 张燕, 张新军, 张俊琦, 等. 老年高血压病糖代谢异常及合并心血管病危险分析[J]. 四川大学学报(医学版), 2010, 41(2): 307-311.

[3] 张雅玮, 郭秀云, 彭增起. 食盐替代物研究进展[J]. 肉类研究, 2011, 25(2): 36-38.

[4] TADA M, SHINODA I, OKAI H, et al. L-ornithyltaurine, a new salty peptide[J]. Journal Agricultural Food Chemistry, 1984, 32(5): 992-996. DOI:10.1021/jf00125a009.

[5] SEKI T, KAWASAKI Y, TAMURAM, et al. Furher study on the salty peptide ornithyl-β-alanine. Some effect on saltiness in a food material[J]. Journal Agricultural Food Chemistry, 1996, 44(9): 2481-2485.

[6] ZHU Xiaolin, WATANABE K, SHIRAISHI K, et al. Identifi cation of ACE-inhibitory peptides in salt-free soy sauce that are transportable across caco-2 cell monolayers[J]. Peptides, 2008, 29(3): 338-344.

[7] 南京农业大学. 一种多肽食盐替代物及其制备方法: 中国, 201110131195.1[P]. 2011-05-11.

[8] 张顺亮, 成晓瑜, 乔晓玲, 等. 牛骨酶解产物中咸味肽组分的分离纯化及成分研究[J]. 食品科学, 2012, 33(6): 29-32.

[9] 国家质量监督检验检疫总局. GB 5009.12—2010 食品中铅的测定[S].北京: 中国标准出版社, 2010.

[10] 国家质量监督检验检疫总局. GB/T 5009.17—2003 食品中总汞及有机汞的测定[S]. 北京: 中国标准出版社, 2003.

[11] 国家质量监督检验检疫总局. GB/T 5009.15—2003 食品中镉的测定[S]. 北京: 中国标准出版社, 2003.

[12] 国家质量监督检验检疫总局. GB/T 5009.123—2003 食品中铬的测定[S]. 北京: 中国标准出版社, 2003.

[13] 国家质量 监督检验检疫总局. GB/T 5009.11—2003 食品中总 砷及无机砷的测定[S]. 北京: 中国标准出版社, 2003.

[14] 陈颖, 汪树理, 陈德锋. 草苁蓉中氨基酸和营养元素含量的测定[J].氨基酸和生物资源, 2008, 30(2): 74-76.

[15] 周家春. 食品感官分析[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2013.

[16] 国家质量监督检验检疫总局. GB 2762—2012 食品安全国家标准食品中污染物限量[S]. 北京: 中国标准出版社, 2012.

[17] LI Xiangdong, LEE S L, WONG S C. The study of metal contamination in urban soils of Hong Kong using a GIS-based approach[J]. Environmental Pollution, 2004, 129(1): 113-124. DOI:10.1016/j.envpol.2003.09.030.

[18] 胡文勇, 周波, 马陶武. 泥鳅中重金属含量的测定及其食用安全评价[J]. 上海环境科学, 2010, 29(3): 107-110.

[19] 马国红, 张延华, 宋理平. 鲈鱼骨营养价值的分析与评价[J]. 大连海洋大学学报, 2014, 29(6): 646-649.

[20] 周琼, 陆大祥, 付咏梅, 等. 甘氨酸对小鼠心肌缺血性损伤的防治作用研究[J]. 中国病理生理杂志, 2002, 18(4): 360-362.

[21] 李爱玲. 氨基酸对心血管功能的影响[J]. 氨基酸和生物资源, 1998, 20(2): 45-49.

[22] 汤国进. 色氨酸. 亮氨酸对小白鼠运动能力的影响[J]. 科技信息, 2008(6): 256-257.

[23] NESTER W E. The metabolic roles pharmacology and toxicology of lysine[J]. Journal American College Nutrition, 1997, 16(1): 7-21.

[24] IWATSUKI K, NOMURA M, SHIBATA A, et al. Generation and characterization of T1R2-LacZ knock-in mouse[J]. Biochemical and Biophyscal research Communications, 2010, 402(3): 495-499. DOI:10.1016/j.bbrc.2010.10.057.

[25] CHEN H M, MURAMOTO K, YAMAUCHI F. Structural analysis of antioxidative peptides from soybean β-conglycinin[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1995, 43(3): 574-578.

Amino Acid Composition and Stability Analysis of Salty Peptides Derived from Bovine Bone under Simulated Processing Conditions

LI Yingnan, LIU Wenying, ZHANG Shunliang, QIAO Xiaoling, CHEN Wenhua, QU Chao, CHENG Xiaoyu* (China Meat Processing and Engineering Center, China Meat Research Center, Beijing 100068, China)

Abstract:Salty peptides containing heavy metals within the safe range according to the Chinese National Standards and 56.25 mg/100 mg amino acids with glycine being the most abundant amino acid were prepared by the enzymatic hydrolysis of bovine bone. The effects of heating conditions and the addition of individual sugars or organic acids on the stability of salty peptides were assessed by determining changes in sensory evaluation of salty taste using NaCl as the reference. The peptides remained stable when exposed to a temperature below 50 ℃ for less than 20 min. The stability was not significantly affected by the addition of sugar but reduced by the addition of organic acid.

Key words:bovine bone; salty peptides; heavy metal; amino acid; stability

DOI:10.15922/j.cnki.rlyj.2016.01.003

中图分类号：TS251.94

文献标志码：A

文章编号：1001-8123（2016）01-0011-04

*通信作者：成晓瑜（1972—），女，教授级高级工程师，硕士，研究方向为肉品副产物综合利用。E-mail：chxyey@aliyun.com

作者简介：李迎楠（1989—），女，工程师，硕士，研究方向为肉品副产物综合利用。E-mail：liyingnan_love@126.com

基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAD28B09）

收稿日期：2015-07-11

引文格式：