技术资料

苦味评鉴及产品脱苦技术方法介绍
       苦味是食品的基本属性之一,是影响其受欢迎和流行程度的重要因素,并逐渐成为影响食品工业可持续发展的关键因素。在乳制品特别是奶酪等食品行业,苦味通常被认为是一种令人不快和不受欢迎的味道,但苦瓜和咖啡等特殊食品除外,因为一些对苦味接受程度较高的特殊人群对它们有特别偏好。
       当苦味肽的浓度达到或超过阈值时,受试者就会感觉到苦味的存在。研究者发现了一些可用于肽的脱苦方法,如通过添加磷酸盐和α/β-环糊精来掩蔽苦味,添加苦味抑制肽阻止苦味肽与苦味受体(tastereceptorfamily2member,T2R)结合,此外酶水解、Plastein反应和美拉德反应亦可通过改变苦味肽的构象或释放氨基酸来减少苦味,而活性炭、树脂和色谱技术则可通过对苦味肽的分离而去除苦味。其中,非酶法分离苦味肽往往会损失一部分氨基酸残基,同时使用添加剂掩蔽苦味可能会引入其它味道。酶法脱苦因具有更温和反应条件、更低杂质分离难度、良好生物安全性及可将蛋白水解与脱苦结合到同一步骤中而倍受关注。
苦味肽/酶解物的苦味评鉴方法
       苦味程度的评鉴主要是对目标物质的苦味程度进行相对度量,方法一般可分为传统感官评定和非传统感官评定,它们的区别主要在于前者的受试者是专业感官评定人员,而后者则是借助模拟生物体味觉功能的设备来完成感官评定。
       用于确定某些蛋白水解物或肽中是否存在苦味及苦味水平的传统感官评定方法,是基于受过训练的感官小组成员通过比较样品和参考溶液而得出的判断。Yan等招募了10名感官评定小组成员,以奎宁作为参考来评估由新型双酶系统产生的大米蛋白水解物中的苦味水平。此外,罗非鱼副产品的6种不同酶解物的苦味程度评判、合成血红蛋白肽VVYPWTQRF和奶酪苦味肽的苦味验证都是采用传统感官评价方法。传统的感官评定方法经典而科学,但感官评定结果依赖于感官评定小组人员的专业水平,有时会因个体感官差异及味觉疲劳而影响结果。
       相比之下,非传统感官评定倾向于使用与人类味觉器官功能相等或相似的传感器进行苦味评价,如电子舌(Electronictongue)。Qin等使用市售的味觉系统对大米小肽进行苦味分析,以确定一种细菌衍生酶的去苦味功能。
苦味酶解物/肽的脱苦方法——非酶法
       ① 添加剂的掩蔽和抑制作用
       最近,味精溶液对苦味肽的掩蔽作用受到关注,这可能是因为鲜味物质对苦味肽的非竞争性抑制引起的。Tamura等报道添加脱脂牛奶、大豆酪蛋白、酸性氨基酸和糊化淀粉皆可有效掩盖苦味,他们还发现对苦味氨基酸进行乙酰化或将酸性氨基酸连接到疏水性氨基酸上也具有脱苦效应。Lemieux等总结了一些可以掩盖低水平苦味的物质,包括谷氨酸、天冬氨酸(酸味将被引入)、聚磷酸盐、明胶、环糊精和淀粉。
苦味评鉴及产品脱苦技术方法介绍
       ② 阻止苦味肽与苦味受体结合
       苦味是由各种T2Rs介导的,人类可通过25种已知的T2Rs感知不同类型肽的苦味。Xu等从母鸡蛋白水解物馏分F5%-1中发现的具有最强的苦味抑制活性的16种肽被认为是苦味受体T2R4/7/14拮抗剂候选物,可用于抑制药物和食品工业中的苦味。
       封装是非酶法改善肽感官质量的新方向。Krunić等建立了由浓缩乳清蛋白和胰蛋白酶水解物组成的封装系统,通过将有苦味的肽封装在基质内,使其不能对产品味道产生影响,达到了中和苦味的目的。
       ③ 美拉德反应的修饰作用
       美拉德反应是指羰基和氨基化合物通过加成、缩合、重排和聚合生成一系列类黑素和挥发性物质的复杂化学反应,在水解物去苦味应用中也有相关报道。Zhou等发现,与酶法水解物相比,所有来自不同还原糖特别是葡萄糖与果糖和豌豆蛋白水解物的美拉德反应中间体都显示出了较低的苦味(P<0.05)。
       ④ 分离
       Tamura等报道了通过分离使肽苦味消除的研究,包括酒精提取以及树脂吸附,这些都依赖于对“不需要的”分子的清除,Saha等报道了活性炭的脱苦效果。
       色谱分离法也是一种可行的脱苦方法。Roland等将疏水色谱法应用在酪蛋白和大豆蛋白水解物的脱苦中,因为酚醛树脂与含有芳香/杂环侧链的肽氨基酸残基形成的疏水相互作用延迟了苦味成分的出峰,因而可选择性地制备无苦味肽水解物。
       由于苦味成分被去除,经过分离操作后理论上可获得没有任何苦味的产品,但不可忽视的是分离过程中会损失一定比例的氨基酸,这将导致蛋白水解物营养价值的降低
苦味酶解物/肽的脱苦方法——酶法
       ① Plastein反应
       肽或酶解物的苦味可通过酶催化的plastein反应的修饰作用来减少。在Plastein反应中,弹性的、胶状的和不溶于水的产物会在酶的催化下形成,反应过程可能涉及肽的缩合、转肽或肽聚集,该反应的降苦效应可能是源于反应后酶水解物的疏水氨基酸残基被包藏而导致不能与味觉感受器接触。如由碱性酶诱导的牛红细胞水解物和谷氨酸制备的plastein产物,与相应的水解物相比仅有50%的苦味。
       ② 脱酰胺处理
       游离氨基酸、肽和蛋白质的氨基可通过酶的脱酰胺作用去除,通过将肽序中谷氨酰胺残基转换为谷氨酸可抑制苦味物质与苦味受体的结合。谷氨酰胺酶、肽谷氨酰胺酶、转谷氨酰胺酶和糜蛋白酶已被用于基于脱酰胺反应的肽类脱苦效应研究。与单一水解或脱酰胺的小麦面筋相比,谷氨酰胺酶脱酰胺后的酸性水解物具有较弱的苦味和鲜味。
       ③ 动物酶的水解作用
       动物通常拥有复杂的酶系统,已报道的具有脱苦能力的动物酶对于一些苦味或疏水氨基酸具有特异性。来自乌贼(Illexillecebrosus)肝胰腺的羧基肽酶对C端与Ala相邻的Phe或Leu的底物具有偏好,可减少蛋白水解物的苦味。上述报道中的酶对苦味或疏水氨基酸有偏好,因此,对苦味或疏水氨基酸具有特异性的动物酶可考虑作为脱苦候选酶。
       ④ 植物酶的水解作用
       目前,一些商业化的蛋白水解物和纯化的生物活性肽大多来自植物来源的蛋白质,从植物中寻找酶来减少或缓解苦味成为热点研究方向。Zhang等报道,大豆幼苗部分纯化的蛋白酶(Partiallypurifiedsoybeanprotease,PSP),可在3小时内将碱性酶制备的大豆蛋白分离水解(soybeanproteinisolatehydrolysate,SPIH)的苦味评分从3.45±0.51降至0(P<0.05),说明PSP可完全去除碱性蛋白酶制备的SPIH的苦味,这可能预示着来源于小麦、水稻、玉米和花生等植物种子的蛋白水解物的苦味可被其发芽种子中的蛋白酶有效去除。
苦味评鉴及产品脱苦技术方法介绍
       ⑤ 真菌酶的水解作用
       一些具有悠久安全使用历史的丝状真菌被广泛用于制备食品级工业酶。如来自米曲霉(Aspergillusoryzae)的同时具有外切蛋白酶活性和内切肽酶活性的商业风味蛋白酶被认为可用于脱苦。
       ⑥ 细菌的水解作用
       自然界中不同属、种,甚至同一物种的细菌皆含有特殊的酶系统,且由于细菌生命周期较短、繁殖速度较快,其进化的可能性也较高。来自Pseudozymahubeiensis31-B的亮氨酸氨肽酶AP31-B能从吞噬细胞增强激素(T-K-P-R)中释放苏氨酸、从三肽L-A-P中释放亮氨酸和从L-L-A中释放亮氨酸与丙氨酸,这使得酪蛋白水解物的苦味在AP31-B处理3小时后即可降至相当于0.2%咖啡因苦味的水平,表明该氨基肽酶可作为食用酶制剂用于乳制品加工。
       来源于动物或植物的酶在应用时具有相对更高的安全性,但提取不易、产量不可控,而直接从微生物中提取酶也受限于靶向分离技术,且难以获得高纯度目标酶。
 
参考文献:蒲明慧 吴昊 文李 陈茂龙 程云辉. 苦味肽的苦味机制及脱苦策略研究进展[J]. 食品科学.

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