呈味肽的风味及调控*

王丽华，王金鹏，金征宇，徐学明，谢正军

(江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江南大学食品学院，江南大学食品安全与营养协同创新中心，江苏无锡，214122)

肽因具有抗氧化、降血压、降胆固醇、抗菌、免疫调节等重要生物功能而受到广泛的关注［1］，但大多数关于肽的研究均集中在其生物学功能上。在食品加工过程中，部分肽除了赋予食品生物学功能特性之外，还为食品提供了基本呈味成分。Solms和 Kirimura于1969年分别综述了呈味肽对食品风味的贡献［2-3］，阿斯巴甜的发现［4］引起了人们对呈味肽研究的兴趣，国内张梅秀等也对呈味肽的呈味机理进行了报道［5］。关于呈味肽的研究，国外起步较早且研究较为深入，研究集中在呈味肽的制备、呈味肽的呈味功能评价、呈味机理、及呈味控制等方面，而国内关于呈味肽的研究集中在呈味肽的制备及风味评估等方面。总的来看，肽的味道涵盖了所有5种基本口味:甜、苦、鲜、酸、咸，对于发酵产品、腌制和烟熏产品的特征滋味产生具有重要作用，赋予食品特殊风味。然而肽的味道与肽的结构、肽的来源、食物成分等多种因素有关，风味肽用于食品加工过程中时，关键在于屏蔽人们难以接受的味感，如苦味，呈现令人愉悦的味感，如鲜味、甜味等。本文在国内外关于风味肽风味研究基础上，对风味肽的风味及调控进行了总结。

1 肽的基本味感

关于酸味肽和咸味肽的研究报道较少，目前发现的酸味肽主要有 γ-谷氨酰肽类如 Glu-γ-Gly、Glu-γ-A1a、G1u-γ-G1u 和 γ-Glu-Tyr［6］等，咸味肽主要有Ala-Phe、Phe-Ile，Ile-Phe［10］。肽的酸味往往被认为与鲜味有关，如Gly-Asp、Ala-Glu和Glu-Leu等肽同时具有酸味和鲜味的味感，因此有学者会把酸味肽看作为鲜味肽的一部分。

1.1 肽的甜味

严格来说，没有一种已知的天然的肽具有甜味，而本质上是肽的甜味并不是来自于肽骨架也不是来自于其侧链基团，而取决于其形状和表面带电组分。目前对甜味肽的研究主要集中在肽的衍生物上，如二肽衍生物阿斯巴甜(L-天门冬氨酰-L-苯丙氨酰甲酯，Aspartame)和阿力甜(L-天门冬氨酰-D-丙氨酰胺，Alitame)等。经研究发现，阿斯巴甜中的天冬氨酸不可被其他氨基酸替代，苯丙氨酸可被其他一些疏水性氨基酸替代仍保持甜味［4］。普遍认为甜味的受体有一个或更多的对应苦味接受体，如阿斯巴甜的手性异构体呈现不同的味道。只有L，L型的手性体为甜味，L，D、D，L、D，D 型的手性异构体都为苦味［4］。

甜味肽甜味产生原理可以用Shallenberg的AH/B生甜学说解释。肽分子结构中存在能形成氢键的基团-NH2，同时还存在电负性的基团—COOH，这2个基团之间的距离大约在0．3 nm，且化合物中有相邻的电负性原子并满足立体化学的要求，才能与甜味受体的相应部位匹配产生甜味。在人的甜味受体GPCRs内，也存在相似AH/B的结构单元，当甜味肽的AH/B结构单元与甜味受体的AH/B的结构单元氢键结合时，便对味觉神经产生刺激，产生甜味［7-8］。研究表明，甜味肽产生甜味与其所带电荷的正负及基团的亲疏水性相关。当肽残基带正电荷时可能与甜味受体专一性结合而产生甜味，且甜味随正电荷残基数减少、负电荷残基数增加而降低。同时，甜味蛋白表面的疏水基团可能会掩盖甜味肽与受体的结合位点，从而使其甜味减弱［9-10］。

1.2 肽的苦味

苦味肽种类和来源广泛，植物来源的肽往往会呈现苦味如大豆、小麦等酶解产物，尤其是在发酵过程中会产生大量苦味肽［11-12］。

表1 一些苦味肽的感官性质［12］Table 1 The taste feeling of some bitter peptides［12］

贝格尔等人认为，苦味主要来自于呈味分子的疏水基，天然蛋白质由于几何体积大，不能接近味觉感受器，且水溶液中疏水性侧链大多在分子内部，因此不呈苦味。当蛋白质分子水解成小分子时，疏水性侧链暴露，分子体积变小因而可能呈现苦味［13］，这种说法现已被广泛接受。蛋白质水解苦味主要由蛋白质种类和所使用的酶的种类决定［14-15］，如链霉蛋白酶没有菠萝蛋白酶或无花果蛋白酶水解鱼类所得的产物苦［16］。一种解释为蛋白酶水解专一性不同，影响水解产物的疏水性。有些蛋白质可以水解由疏水性氨基酸构成的肽键如枯草杆菌中性蛋白酶，而有的则水解极性氨基酸残基构成的肽键如菠萝蛋白酶，前者的水解产物较后者苦。

1.3 肽的鲜味

肽的鲜味人们比较关注，一些人认为八肽的鲜味肽可能具有比其他鲜味肽的鲜味更强烈的趋势［17］。肽的鲜味有时会品为肉味、肉汤味、滋味或具有味精味等。Mee-Ra Rhyu［18］等人认为小分子的具有酸性残基(Glu，Asp)的肽可能对风味起到了很大作用。

然而人们认为具有鲜味的一些肽，被实验证实可能不具备鲜味。如多肽Lys-Gly-Asp-Glu-Glu-Ser-Leu-Ala是被认为存在鲜味，而van den Oord等［19］实验证明其并不存在鲜味。van den Oord测试了12种L-谷酰基二肽，其中4种被认为具有肉汤味，其他的被认为具有苦味或没什么特别的味道，一些三肽在结果实验条件与方法与报道相同情况下，并没有报道中的鲜味出现(见表2)。HANIFAH［20］等同样证实在大豆调味酱中具有谷酰基残基的肽对大豆调味酱的鲜味并无贡献。然而，在钠盐存在的条件下的谷氨酸单体，天冬氨酸和一些甜味的氨基酸单体是大豆调味酱的鲜味主要来源。

2 风味调控

呈味肽的生产需要调控其风味，使其更益被人们接受和喜爱。呈味肽的风味控制包括基本味道的调控和肽做为风味前体物与其他物质协同作用或反应的风味调控。其中呈味肽本身味道的调控主要关注在苦味和鲜味的调控，苦味为人们不愿接受的味感，而鲜味是人们乐于接受的味感，这2种味道很大程度上决定了产品的最终口感和受欢迎度。甜味、咸味和酸味在呈味肽的味觉感受中并不十分突出甚至感受微弱，且在调控苦味和鲜味过程中这3种味觉也会受到影响，难以实现单一调控，因此在此不做赘述。

2.1 苦味调控

蛋白水解物是否呈现苦味可由计算Q值估计预测。Q值取决于氨基酸组成，体现肽的疏水性。Q=(ΔGi为氨基酸侧链从乙醇溶液转移至水中的自由能的变化，n为肽链的氨基酸残基数)，ΔGi可用来表示氨基酸的疏水性。Q＞5 855 J/mol时，肽很有可能出现苦味。Q＜19．029×103J/mol时，不呈现苦味，19．029×103＜Q ＜20．493×103J/mol时肽的味道不能确定［25］。为了避免苦味，要在溶解度允许的条件下尽可能延长肽链。相对分子质量M＞6 000 Da可避免苦味。苦味的浓度在低水解度(DH)下与水解度关联，中等DH下为一种混合的感觉。控制DH是控制苦味的一条有效途径［26］。β-酪蛋白的C端被研究证实来自β-酪蛋白的GPFPIIV肽(苦味感觉阈值为0．23 mmol/L)是一种很苦的肽，在该肽的N端加上一个精氨酸构成RGPFPIIV肽，其苦味感觉阈值达到0．004 mmol/L，而 PFPIIV肽的苦味比 RGPFPIIV肽苦味低30倍。PFPIIV肽的比GPFPIIV肽苦2倍，可解释为甘氨酸的缺失，导致疏水性增加［27-28］。

表2 鲜味肽味觉感受［19］Table 2 The taste feeling of umami peptides［19］

肽的苦味与其结构关系很大。对于较长肽链来说，疏水性或者分子大小都不是单独决定苦味，而是空间结构起了重要的作用［29］，而且只是肽链的一部分决定了肽的苦味而不是全部肽链。

表3 β-酪蛋白中分离的肽序列味感［29］Table 3 The taste feeling of peptide sequences separated from β-casein ［25］

食品中，苦味是人们不喜欢的味道，因此尽量降低呈味肽的苦味，可扩大其在食品中应用，提高可接受度。呈味肽的脱苦有以下方法:

酶的选择。由于蛋白质水解过程中酶种类会对水解后肽的风味造成很大影响，因此选用合适的酶对蛋白质进行水解会得到很好的效果。风味蛋白酶是蛋白酶和肽酶的复合体，即内切酶与外切酶的混合物，可用于降低水解产物的苦味，改善风味。

水解度的控制。相对分子质量M＞6 000 Da可避免苦味。苦味的浓度在低水解度(DH)下与水解度关联，中等DH下为一种混合的感觉。控制DH是控制苦味的一条有效途径［26］。

苦味的掩盖。用环糊精对水解产物进行包埋。环糊精可通过将客体分子包埋于其疏水性空腔中形成包合物而对蛋白质水解产物进行脱苦。交联淀粉与苦味物交联，淀粉凝胶网络也可对苦味物质进行截留，使之不与味蕾进行解除，掩盖苦味［33］。有些有机酸如苹果酸、柠檬酸、谷氨酸、天门冬氨酸和牛磺酸等也可对苦味进行掩盖［34］。

酶法和微生物脱苦。Lzawa等［35］用某氨肽酶切除大豆蛋白、酪蛋白水解物N端疏水性氨基酸，游离出的氨基酸中多为疏水性氨基酸。对大豆蛋白水解物的脱苦效果好于酪蛋白水解物，因为该氨肽酶不能释放酸性氨基酸或与脯氨酸相邻的氨基酸，酪蛋白水解物中许多苦味肽含有较多的脯氨酸。Parra［36］等在含有干酪乳杆菌Lactobacillus casei subsp．casei IFPL 731细胞溶解物的标准奶酪体系中发现，其疏水性多肽与亲水性多肽的比例在保温过程中不断下降，表明该细胞有潜在的去苦效果。Bozhidar Tchorbanov［37］等利用乳酸菌Lactobacillus LBL-4用于大豆水解物的脱苦，具有明显效果。

分离法脱苦。Helbig等［38］发现奶皮水解物中疏水性的苦味肽能通过环氧己烷琼脂糖凝胶疏水色谱柱分离除去。调节pH使苦味肽等电点沉淀等方法也可以使蛋白质水解液脱苦。可利用极性接近的溶剂萃取苦味肽从而脱苦，利用超滤法也可对蛋白质水解物进行脱苦。

2.2 鲜味的调控

鲜味是食品中最重要的味觉之一，是人们饮食中乐于接受的味感，用酶水解植物蛋白得到的酶解液往往鲜味不足。目前在酶解过程中增强鲜味的方法主要有:(1)酶的选择。利用复合酶酶解蛋白质混合液，如控制苦味时所采用的风味蛋白酶就可较好的提高肽的鲜味［39］。(2)很多企业采用的定向可控酶解技术、低温热反应技术、微胶囊包埋技术，稳定增效技术等生产呈味肽可使产品富含呈味氨基酸、鲜味提升肽、美味肽、核苷酸等物质，因鲜味协同和相乘作用使鲜味提升显著。(3)采用不同分子质量截留的超滤膜富集酶解后的鲜味肽，该方法效果明显且可有效除去酶解后的不良风味，但是该方法工艺较为复杂，生产加工能耗加大，处理量不大。(4)任娇艳等［40］在花生蛋白浆液中加入适量的蛋白酶和单体氨基酸进行水解，即用单体氨基酸反向调控植物蛋白酶解液中的鲜味氨基酸组成，得到富含鲜味肽的呈味基料。

2.3 风味前体肽

肽作为香味形成的重要前体物，在食品中可以与还原糖、氨基酸、脂肪酸等物质发生系列反应，如与还原糖的美拉德反应可以产生特殊香味，且比起其他前体物参与的美拉德反应所产生的挥发性芳香物质更为丰富［41］。美拉德反应极其复杂，它不仅产生许多初始产物，而且初始产物之间还能相互作用生成二级产物。有些风味物的产生只有肽类参与美拉德反应时才会产生，称为肽特异性美拉德反应［42-44］。

肽作为美拉德反应前体物参与美拉德反应其相对分子质量在1 000～5 000 Da。很多学者期望提高水解产物中1 000～5 000 Da的肽的含量来使产品加工过程中风味更佳。Guerard等［45］报道，通过控制水解度使蛋白质水解产物中1 000～5 000 Da的肽含量增加11．1%。Song［46］等人通过利用 MTGase的交叉连接反应水解大豆，产物中该段肽产量增加21．19%，美拉德肽增加8．17%，且抗氧化活性不变。Lan［47］等证实美拉德反应中既有肽的降解，也存在交叉连接反应。Masashi［48］将木糖加入到1 000～5 000 Da的多肽中，其风味更佳，起到风味增强的作用，增加了鲜味、后味。

3 展望

肽具有加工性能好、易吸收、易于与其他调料协调搭配、无抗原性且有一定的生理活性等特点可广泛应用于食品中。我国自然资源丰富，因加工技术有限等原因导致现有大量蛋白质资源如鱼类、贝类，肉类、豆类等加工不完全造成浪费且污染环境，利用这些天然蛋白质资源开发呈味肽，不仅可以替代某些不符合营养学要求或存在安全隐患的调味料，而且能丰富调味料的品种，促进各种调味品以及其他食品的开发，满足各类人群的需要。

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