浙江省农业科学院肖朝耿研究员团队Food Chemistry重要成果：牛骨源咸味肽的咸味感知及其机制研究

学术 2024-10-12 07:41 湖北

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牛骨源咸味肽的咸味感知及其机制研究

导读

2024年10月，浙江省农业科学院肖朝耿研究员团队在国际食品Top期刊《Food Chemistry》（Q1， IF: 8.5）发表题为“Insight into the enhancement and mechanism of saltiness perception by salty peptides from bovine bone”的研究性论文。浙江省农业科学院与浙江农林大学联合培养硕士生汪海燕为该论文的第一作者，浙江省农业科学院肖朝耿研究员和张岑副研究员为该论文的共同通讯作者。

食源性咸味肽被认为是一种极具应用前景的钠盐替代品。通常通过使用不同类型的蛋白酶从动物、植物和微生物蛋白中水解获得。当多肽被添加到食品中时，它们可以帮助掩盖钠盐的减少所带来的咸味缺失，并提供鲜味、厚味等风味。此外，一些多肽还具有抗氧化、抗菌和免疫调节等生物活性。随着对咸味肽制备和筛选研究的不断深入，进一步研究咸味受体-肽识别的互作机制具有重要意义，分子对接已广泛应用于呈味肽的筛选和与受体结合机制的分析。然而，在分子对接过程中，无法观察到蛋白质和配体的构象变化。因此，有必要通过分子动力学模拟获得原子在空间和时间上的运动轨迹，为受体蛋白的构象变化和波动提供详细的信息。

本研究通过实验与模拟相结合的方法，探讨咸味肽的提取及其味觉识别的分子机制。从牛骨酶解得到粗肽提取物，并通过超滤(UF)和凝胶渗透色谱(GPC)进一步纯化。采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF MS)鉴定了GPC中多肽的氨基酸序列。通过感官评价和电子舌法对不同组分和多肽的口感特征进行了分析。在分子水平上，通过分子对接和动力学模拟进行肽筛选和互作机制分析。

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研究亮点

从牛骨中提取的三种新型咸味二肽具有较强的咸味强度。
量化了盐浓度与咸味强度之间的关系。
静电势能和范德华势能有助于稳定的配合物。
Glu319、Ala579和Thr581在多肽与TMC4的结合中发挥重要作用。

研究结论

本研究从牛骨水解物中鉴定出3种新型咸味二肽Asp-Pro (DP)、Asp-Arg (DR)和Arg-Glu (RE)。在NaCl浓度为0.203 g/100 mL的条件下，3种肽(2 mg/mL)的减盐率分别为76.85%、77.28%和73.72%。根据Stevens定律，盐浓度与咸味强度之间呈非线性关系，与物理浓度的变化相比，感官强度感知的增加速度较慢(β < 1)。在分子层面上，静电势能和范德华势能是形成稳定复合物的主要能量贡献者。咸味肽与TMC4的结合主要由氢键和盐桥驱动，主要结合位点为Glu319、Ala579和Thr581。这些结果为研究新型钠盐替代品咸味肽的增咸特性和互作机制提供了新的思路。

图文赏析

图形摘要

图1 超滤组分的凝胶渗透色谱纯化。(A)凝胶渗透色谱图。(B)电子舌味觉特征分析。(C)电子舌数据的主成分分析。

图2 合成肽味觉特征的电子舌分析：(A)合成肽的滋味雷达图。(B)合成肽电子舌数据的主成分分析。

图3 (A) DP、(B) DR、(C) RE的咸味强度响应曲线。(D)减盐率热图。

图4 TMC4与 (A) DP、(B) DR、(C) RE在100ns模拟过程中的结构快照。

图5 分子动力学模拟稳定性分析：(A) RMSD。(B) RMSF。(C) Rg。(D) SASA。(E) TMC4的二级结构变化

图6 TMC4与(A) DP、(B) DR、 (C) RE的结合位点及相互作用。

肖朝耿

肖朝耿，浙江省农业科学院研究员，国家农产品加工产业科技创新联盟-预制菜专业委员会执行专家、浙江省食品学会理事、浙江省食品添加剂与配料行业协会专家委员，浙江农林大学、宁波大学等高校硕士生导师。主要研究方向为功能性食品配料开发与应用，近年来主持或参加国家自然科学基金、国家重点研发项目子课题、国家现代农业产业技术体系岗位科学家项目、国家国际科技合作专项、浙江省重点研发项目等各级课题60余项；参与获中华农业科技奖二等奖、全国商业科技进步奖二等奖、浙江省科学技术奖一等奖、二等奖各1项、三等奖3项；发表论文60余篇，其中IF ˃ 5论文12篇；授权国家发明专利27件，国际发明专利2件；参编出版著作2册；参与制订行业和地方标准各1件、团体标准3件。在功能因子高效制备与稳态保持、食品风味增强与定向调控、预制菜工业化开发与风味保真等方面具有良好的技术积累，与李子园、知味观、百珍堂、严州府等30余家产业化龙头企业建立长期良好的合作关系，取得了良好的经济和社会效益；同时以科技特派员工作为抓手，牵头建成了乐清市清江果蔬浙江温州国家农业科技园区示范区，推动获批浙江省未来乡村试点建设、省级共同富裕实践观察点、国家美丽宜居村庄各1家，助力浙江乡村产业振兴。获浙江省科技特派员工作成绩突出个人、浙江省科技特派员工作20周年“优秀科技特派员”、院优秀研究室主任等荣誉称号。

张岑

张岑，浙江省农业科学院副研究员、省部共建农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室双聘人员、宁波大学硕士生导师。主要从事食品功能因子功效评价、稳态化机理和控释技术研究。近5年，主持浙江省自然科学基金重点项目、浙江省重点研发计划对口帮扶项目、院高层次人才项目等，以第一/通讯作者在《Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety》，《Trends in Food Science & Technology》，《Food Hydrocolloids》等食品科学权威杂志上发表学术论文14篇（其中IF ˃ 10论文4篇，IF ˃ 5论文10篇，热点论文1篇，封面论文1篇），授权国家发明专利3件。为聚慧餐调、顶味食品、李子园等多家企业提供技术支持。

汪海燕

汪海燕，浙江农林大学食品与健康学院（现代粮食产业学院）2021级硕士研究生，为浙江省农业科学院联合培养研究生，研究方向为功能性食品配料。在Food Chemistry等国际期刊发表SCI论文4篇，参加浙江省重点研发计划项目、浙江省自然科学基金重点项目等。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.141552

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