N-琥珀酰-L-苯丙氨酸的制备及其通过多感官评价与分子模拟调控白酒味觉的机制研究

《Food Chemistry: X》：Preparation of N-succinyl- L-phenylalanine: exploring its taste-modulating effects and mechanisms on baijiu via multisensory evaluation and molecular simulation

本研究针对白酒甜苦味失衡影响消费者接受度的问题，通过直接加热法高效合成N-琥珀酰-L-苯丙氨酸(N-Suc-Phe)，结合TCATA、TI、电子舌等多感官评价技术及分子对接/MDS模拟，系统解析其在白酒中的味觉调控作用。结果表明4 mg/L N-Suc-Phe可显著增强甜味强度(30–71%)与持久性(20–40%)，降低苦味强度(17–57%)与持续时间(14–29%)，分子机制揭示其通过稳定结合T1R2/T1R3甜味受体及T2R10/T2R14/T2R46苦味受体实现风味平衡调控，为白酒感官品质提升提供新策略。

　　

作为中国最具代表性的蒸馏酒，白酒在全球年消费量达75亿升，其风味品质直接决定市场竞争力。传统研究多聚焦于白酒的挥发性成分，而甜味与苦味的动态平衡对饮用体验的影响尚未系统解析。过量苦味或甜味不足易导致消费者接受度下降，如何精准调控味觉平衡成为行业痛点。N-琥珀酰-L-苯丙氨酸(N-Suc-Phe)作为一种天然存在于酱油、豆酱等食品中的味觉调节剂，其在水相体系中的绿色合成路径及在复杂酒体中的调控机制仍有待探索。

针对这一挑战，华南理工大学研究人员在《Food Chemistry: X》发表论文，通过多维度技术联用揭示N-Suc-Phe对白酒味觉的精准调控作用。研究首先优化直接加热法合成工艺，在L-苯丙氨酸与琥珀酸摩尔比1:6、pH 3、120°C反应4小时条件下获得89.56%产率，并通过核磁共振验证产物结构。感官评价方面，采用时序选择所有适用项(TCATA)捕捉饮用过程中 pungency（辛辣感）、bitterness（苦味）、sourness（酸味）和sweetness（甜味）的动态变化，时间强度法(TI)定量味觉参数，电子舌辅助验证。消费者偏好测试通过时序喜好度(TL)、整体喜好度(OL)及恰好处(JAR)量表评估接受度。分子机制层面，通过同源建模构建甜味受体(T1R2/T1R3)与苦味受体(T2R10/T2R14/T2R46)结构，结合分子对接和100 ns分子动力学模拟(MDS)解析相互作用。

关键技术方法包括：1) 以水为溶剂的直接加热合成工艺；2) 招募14名经ISO 8586:2012标准培训的感官评价员进行TCATA/TI测试；3) 电子舌(Insent-TS-5000Z)客观味觉分析；4) 基于UniProt/BitterDB数据库的同源建模；5) Gromacs2024软件进行MDS模拟。

3.1. 直接加热法合成N-Suc-Phe

单因素实验发现琥珀酸过量可显著提升产率，过量水含量(40 mol)会引发水解副反应，二价金属氧化物催化剂反而抑制反应。最优条件下获得高纯度(98.6%)产物，¹³C NMR在δ 173.8、173.1、171.0处确认琥珀酰基特征峰。

3.3. TCATA分析

白酒基础味觉属性按出现频率依次为辛辣感、苦味、甜味和酸味。添加N-Suc-Phe后甜味提及率提前至0秒出现，持续时间延长至105秒；苦味提及率下降且感知延迟15-20秒，呈现浓度依赖性调控特征。

3.4. 甜味时间强度

2-6 mg/L N-Suc-Phe使甜味最大强度(I_max)从8.13提升至14.25，消退时间(T_ext)从75秒延长至105秒，曲线下面积(AUC)从829增至2055，表明甜味增强效果具持续性和强度双重优势。

3.5. 苦味时间强度

N-Suc-Phe使苦味I_max降低12.73-59.64%，T_ext缩短14.29-28.57%，苦味上升速率(R_increase)减缓而消退速率(R_decrease)加快，证实其苦味抑制效果。

3.6. 电子舌验证

传感器响应值显示N-Suc-Phe添加组甜味/酸味信号增强，苦味信号减弱，与感官评价结果高度一致，客观证实味觉调控作用。

3.7. 消费者偏好

4 mg/L浓度组在OL评分中获得最高偏好，JAR分析显示该组甜味/苦味"恰好处"比例分别达56%和38%，显著优于对照组(13%和15%)，证明该浓度可实现最佳风味平衡。

3.8. 分子对接

N-Suc-Phe与T1R2(-6.4 kcal/mol)、T1R3(-7.0 kcal/mol)结合以氢键(Ser40、Asn143等)为主，与苦味受体结合能达-6.1至-6.8 kcal/mol，涉及Ser94/Phe56等残基，氢键占比42.86-66.67%为关键作用力。

3.9. 分子动力学模拟

RMSD值在30 ns后稳定于0.2 nm范围内，氢键数维持在2-5个，结合能(-180至-60 kJ/mol)与溶剂可及表面积(SASA)参数均证实复合物稳定性，受体构象未发生显著变化。

本研究通过多学科技术融合，阐明N-Suc-Phe在分子水平通过双受体调控机制实现白酒味觉优化。其与甜味受体稳定结合增强信号传导，同时竞争性抑制苦味受体活化，在不改变受体构象前提下实现风味重组。4 mg/L的优化浓度使甜味强度提升71%、苦味强度降低57%，为白酒行业提供了一种绿色、精准的味觉调控方案。该研究不仅为食品风味化学提供新见解，其"受体-配体"动态分析范式也可拓展至其他复杂食品体系的风味优化研究。