2023年8月,古越龙山-江南大学协同创新中心江南大学毛健团队在食品科学技术领域期刊Foods(中科院二区,IF=4.7)发表了题为“Sensory-Guided Isolation, Identification, and Active Site Calculation of Novel Umami Peptides from Ethanol Precipitation Fractions of Fermented Grain Wine (Huangjiu)(黄酒乙醇沉淀级分中鲜味肽的感官导向分离、鉴定和活性位点计算)”的研究论文,论文获得国家重点研发计划(2022YFD2101204)和国家自然科学基金(22138004、32001828)的资助。研究过程得到了浙江古越龙山绍兴酒股份有限公司大力支持。
文章背景
鲜味肽是一类可以引起鲜味的低分子量多肽,主要来自发酵豆类、鱼类、肉类等。作为重要的发酵食品,黄酒滋味鲜爽,低分子量多肽含量可达4.2 g/L,但对其风味肽,尤其是鲜味肽的了解还不多。这主要归因于黄酒基质成分复杂,传统的分离纯化手段存在耗时费力的不足,对大量已鉴定序列中非目标鲜味肽的合成和滋味验证是不必要的。目前,在黄酒中仅发现数条苦味肽和1条潜在鲜味肽。对于鲜味肽的构效关系,主要涉及氨基酸组成和肽-受体残基互作,但黄酒鲜味肽的构效关系还不清楚,尤其是多肽序列N端和C端氨基酸对整体滋味的影响值得进一步补充。
针对以上问题,本研究以半干型绍兴黄酒为原料,基于感官导向的策略制备黄酒鲜味肽,借助分子对接法筛选鲜味肽用于感官评价,通过理论计算讨论了黄酒鲜味肽的活性位点分布。结果表明,黄酒鲜味肽组分集中在超滤后小于3000Da组分,进一步通过乙醇分级沉淀发现鲜味肽集中在75%乙醇沉淀级分中,随后对其进行非极性大孔树脂纯化,得到鲜味强度最强的水洗脱目标组分。通过纳升液相色谱串联质谱、鲜味肽预测工具和分子对接虚拟筛选,得到6条具有较强鲜味的未报道鲜味肽,鲜味阈值范围为1.63~2.86 mmol/L,其中5条肽还具有鲜味增强效果,对0.35%味精溶液的增鲜阈值范围为0.44~0.65mmol/L。对接分析表明,鲜味肽主要与T1R1通过氢键和和疏水力结合,涉及关键残基HIS71、ARG151、SER276和ALA302。分子前线轨道计算表明,鲜味肽活性位点受N端和C端残基性质影响很大,主要涉及到残基D、E、R及H。本研究为黄酒及其他发酵食品中呈味肽筛选和构效关系研究提供了参考。
文章作者
该论文第一作者是江南大学博士研究生常瑞,通讯作者是毛健教授。
研究亮点
(1)乙醇沉淀结合大孔树脂分离获得了黄酒鲜味肽级分。
(2)肽组学结合虚拟筛选鉴定到6条未报道的鲜味5-6肽。
(3)FRDEH具有明显鲜味增强效果,阈值为0.44mM。
(4)鲜味肽主要通过氢键和疏水作用与T1R1受体关键残基结合。
(5)鲜味肽N端和C端的氨基酸残基对活性分布与呈鲜有很大影响。
图文赏析
图1. 黄酒鲜味肽乙醇沉淀法分离和鉴定流程
图2. 黄酒乙醇沉淀级分感官特征(a, 肽含量及回收率; b, 滋味强度)
图3. 黄酒乙醇沉淀经树脂纯化后级分的感官特征(a, 洗脱级分肽含量;b, 肽回收率; c, d, 洗脱曲线;e, f, 各洗脱级分滋味强度)
图4. 黄酒鲜味肽活性位点计算结果(活性位点在多肽序列中以红色标出,绿色和蓝色分别代表分子轨道正负相位)
原文连接:https://doi.org/10.3390/foods12183398