FC | 福州大学汪少芸教授、蔡茜茜副教授团队在Top期刊发表论文:坛紫菜咸味肽的味觉特性及与CaCl2的协同增咸作用

健康   2024-09-03 16:20   北京  

Introduction


咸味是人类感知的基本味觉之一,其识别涉及多种受体,包括表皮钠离子通道和跨膜通道样。坛紫菜是中国独特的海藻物种,具有食用和药用潜力。本实验旨在利用碱性蛋白酶对坛紫菜进行酶解,然后通过超滤获得具有优异咸味和鲜味的坛紫菜咸味肽(PHSP)。此外,还进行了感官评价和电子舌分析来考察PHSP的味觉特征,研究了PHSP的氨基酸组成以及加工条件的影响。这项研究探讨了钙和肽在增强咸味方面的协同作用,为钙和肽的配合如何带来风味变化提供了创新性见解。研究结果有助于有效且科学合理地实施减盐策略,同时扩大风味肽在食品工业中的应用。

Results


01

PHSP的准备

PHSP的制备涉及先进行酶解,然后进行超滤。通过单因素实验和响应面优化相结合确定了酶解过程参数。单因素实验结果表明,碱性蛋白酶是最佳的酶。当使用118S/L比、5%E/S比和4小时的酶解时间时,获得了突出的咸味和高的酶解程度(图1)。随后进行响应面优化,进一步细化工艺参数。优化条件为S/L比为117.5E/S比为5.6%,酶解时间为4.4 h

1.以盐强度和DH为指标进行单因素优化。(a)酶的影响;b)固液比的影响;c)酶与底质比的影响;d)酶的影响

02

PHSP的味道概况
2.1. 坛紫菜酶解物(PHH)PHSP的总体风味分析

PHHPHSP都表现出独特的咸味和鲜味,并具有突出的紫菜风味。此外,观察到两种溶液的物理性质存在显著差异。PHH显示出高粘性,倒置时对玻璃瓶壁有明显的粘附作用。相反,相同浓度的PHSP溶液中不存在这种现象。图2a表明PHHPHSP在咸味和鲜味方面获得了显著高的感官评分。电子舌头分析的结果显示在PCA图中(图2b)。PC1PC2的累积方差贡献率为96.5%,代表了样本的整体口味特征。

2.PHHPHSP的味道。(a)具有感官评价的定量描述性分析;b)使用电子舌的主成分分析;c)咸味强度的确定;d)电子舌传感器的信号雷达图

2.2. PHHPHSP的咸味分析

使用氯化钠溶液的相对强度来定量评估样本的咸味。当PHHPHSP的浓度超过50毫克/毫升时,趋势显示出咸味增加的饱和效应。为了验证感官评估的结果,进一步进行了电子舌分析(图2d)。结果表明PHSP的总体风味强度介于30-40 mM NaCL诱导的风味之间,高于相同浓度下的PHH(介于20-30 mM NaCL之间)。

2.3 表面亲水性
表面疏水性的值(由图3a中曲线斜率表示)反映了表面疏水性的强度。更大的斜率表明表面疏水性更强。值得注意的是,PHSP斜率测量为196.91 ± 11.59,显著低于PHH斜率313.52 ± 10.91)。这表明PHSPPHH相比具有更强的亲水性,并且更容易溶解在水中。

3. PHSP的特点。(a)PHSPPHH的亲水性;bPHSP中的氨基酸含



03

影响PHSP风味的因素

3.1.加热持续时间的因素
加热持续时间对PHSP风味的影响如图4a所示。在60 °C下加热不同时间后,观察到咸味和鲜味的部分变化。如图4a所示,累积方差贡献率为95%,有效反映了测试样本的整体风味特征。结果表明,加热时间低于60分钟对PHSP风味的影响可忽略不计,其咸味与10 mM NaCL相似。然而,加热60分钟会导致PHSP的咸味增加,相当于30 mM NaCL诱导的咸味。

4.影响PHSP咸味的因素。(a)加热时间;b)加热温度;c-d)甜味剂添加;e-f)盐调味料添加


3.2.加热温度的因素

加热温度对PHSP风味的影响如图4 b所示。结果表明,当在60 ° C下加热时,PHSP的咸味没有显着变化,因为它与10 mM NaCL诱导的咸味非常相似(图4 b)。然而,当加热温度调节至70 °C-90 °C时,PHSP溶液的咸味增加,相当于约20 mM NaCL。此外,在100 °C的加热温度下,PHSP的咸味与30 mM NaCL诱导的咸味相当。

3.3.甜味剂的因素

甜味剂对PHSP风味的影响如图4c/d所示。研究结果表明,添加葡萄糖将PHSP的咸味增加到与20 mM NaCL相当的水平(图4c)。相反,相同浓度的葡萄糖的风味特征相当于去离子水(图4d),表明PHSP的咸味增强了50%

3.4.盐调味品的因素

盐调味品对PHSP风味的影响如图4 e-f所示。结果表明,CaCl2的添加增强了PHSP的咸味,使其与60 mM NaCL的咸味相当(图4 e),而相同浓度下CaCl2的咸味仅相当于30 mM NaCL的咸味(图4f)。这一发现意味着,根据单个溶液的累积相对咸味,添加CaCl2可以将PHSP溶液(其最初的咸味相当于10 mM NaCL)的咸味增加50%



04

 PHSP-ca的氯化钠还原能力

4.1 CaCl2PHSP的协同作用

为了进一步研究PHSPCaCl2之间的协同作用,进行了感官实验,结果如图5所示。研究结果表明,随着CaCl2浓度的增加,协同效应变得不那么明显。当向PHSP中添加10 mM CaCl2时,混合溶液的咸味与50 mM NaCL的咸味相当(图5a),而相同浓度的CaCl2诱导的咸味仅接近10 mM NaCL的咸味(图5 b)。

5.PHSPCaCl2对咸味的协同作用。(a)PHSPs-Ca的咸味;bCaCl 2的咸味。

4.2 氯化钠还原能力
进行感官评价以评估氯化钠还原能力。结果如图6a所示。0.3% NaCL参比溶液咸味评分为5.08 ± 0.03,可接受评分为7.88 ± 0.08,而NaCL引起的苦味评分定义为“0”。还包括0.1%CaCl2作为参考,与0.3%NaCl相比,其表现出明显的苦味,并且咸味和接受度得分较低。然后将0.1%CaCl2和不同浓度的PHSP添加到0.15%氯化钠溶液中以研究风味变化。电子舌的实验结果在一定程度上有助于解释感官评价结果(图6 b)的准确性。实验结果表明,含有0.1%CaCl20.15%NaCl的混合溶液的咸味与40 mM NaCl产生的咸味相似。

6PHSPs-Ca50%氯化钠的替代能力。(a)含有氯化钠、CaCl2和不同浓度PHSP的样品的感官评价;b)含有氯化钠、CaCl2和不同浓度PHSP的溶液的电子舌检测


4.3 钙离子配合促进PHSP风味

X射线分析结果显示,PHSPs-CaCaCl2在多个特定角度处的晶体X射线谱峰消失,并伴有峰位和光谱强度的变化(图7a)。这表明PHSP与钙之间的相互作用导致新的化学复合物的形成,这与Wu等人(2023)报告的发现一致。通过红外光谱分析,在PHSPs-Ca中观察到吸收峰的移动和吸收强度的变化(图7 b)。图7 c显示,PHSPCaCl2复合前后的粒度分布存在显着差异,复合后粒度增加表明系统中存在聚集。荧光光谱分析(图7 d)揭示了PHSPCa2+配合后荧光强度下降,表明形成了新的复合物。

7.PHSPs-Ca馨合的特征。(a)X-射线散射;b)傅里叶变换红外光谱图;c)粒度分布图;d)荧光光谱图

Conclusion


本研究对坛紫菜进行了酶解,并通过进一步超滤成功获得了PHSP。感官评估与电子舌头检测相结合显示,PHSP具有明显的咸味和鲜味。此外,表面亲性分析结果表明PHSP表现出更强的亲性,使它们更有效地溶解在唾液中并与味觉受体相互作用。甜味和鲜味氨基酸在PHSP的风味中发挥着至关重要的作用,特别是作为咸味肽的关键成分的ALAASALu等氨基酸。
此外,PHSP的风味会受到各种典型食品加工处理的影响,包括加热和添加调味料。PHSPs-Ca的配合有效地掩盖了与CaCl2相关的负面风味并增强了咸味。在未来的工作中,需要进行PHSP的储存稳定性、特定食品模型中的口味特征以及食品安全性评价。总体而言,本研究的发现为降盐产品的开发提供了新的见解,并为咸味肽在创新食品调味料领域的应用提供了理论支持。



Taste characteristics of salty peptides from Porphyra haitanensis and the synergistic saltiness enhancement with CaCl2


Xincheng Huang a, Tingting Gao a, Xu Chen a, Xixi Cai a,b,c,*, Jianlian Huang d,e, Shaoyun Wang a,b,c,*

a College of Biological Science and Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China
b Qingyuan Innovation Laboratory, Quanzhou 362801, China
c Fuzhou Institute of Oceanography, Fuzhou 350108, China
d Fujian Provincial Key Laboratory of Frozen Processed Aquatic Products, Xiamen 361022, China
e Anjoy Food Group Co. Ltd., Xiamen 361022, China.
*Corresponding author.

Abstract

The excessive consumption of sodium-containing seasonings has led to an increased burden on individuals' cardiovascular system and adversely affected their health. Recently, an innovative salt-reducing strategy utilizing salty peptides has emerged with promising prospects. In this study, Porphyra haitanensis salty peptides (PHSPs) was obtained through hydrolysis and ultrafiltration. The salty taste of 30 mg/mL PHSPs was comparable to that of about 40 mM NaCl. The higher proportion of umami and sweet amino acids in PHSPs was found, which contributed to the salty and umami taste. Factors affecting the flavor of PHSPs were also investigated. CaCl2exhibited the excellent synergistic enhancement with PHSPs on the salty taste, while the bitter taste of CaCl2 was masked in the presence of PHSPs, which was attributed to the chelation between calcium and peptides. Above all, it is expected that PHSPs can be further developed and support the emerging salt-reducing strategy in food engineering.


Reference:

HUANG X C, GAO T T, CHEN X, et al. Taste characteristics of salty peptides from Porphyra haitanensis and the synergistic saltiness enhancement with CaCl2 [J]. Food Chemistry, 2024, 140901. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.140901


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翻译:管勤昊(实习);编辑:李雄;责任编辑:张睿梅
封面图片来源:图虫创意



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