合成牡蛎肽的锌结合机制及其味觉感官特征:鲜味与咸味感知的新见解

【字体: 时间:2025年06月09日 来源:Food Chemistry 8.5

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  为解决锌补充剂的金属异味及吸收效率问题,研究人员通过分子对接和NMR技术解析了合成牡蛎肽(ILAPPER与DGKGKIPEE)与锌离子的结合机制,发现其通过羧基氧和酰胺键氧螯合锌,形成稳定复合物(IZn/DZn)。该复合物显著提升体外消化稳定性(DZn吸收率21%)并改善味觉特性,消除苦味(OPH评分3.11降至-0.8),增强咸味(I:6.77)和鲜味(I:2.11)。研究为开发高吸收、低异味的锌肽功能食品提供了理论依据。

  

锌是人体必需的微量元素,但传统无机锌补充剂常伴随金属异味和吸收率低的问题。同时,随着健康饮食理念的普及,开发兼具营养与良好感官体验的功能性食品成为研究热点。牡蛎作为富锌食材,其蛋白水解肽段被证实具有金属离子载体潜力,但具体结合机制及味觉调控作用尚不明确。

为回答这些问题,中国某研究团队在《Food Chemistry》发表研究,首次系统探究了两种合成牡蛎肽(I: ILAPPER,D: DGKGKIPEE)的锌结合特性与味觉改良功能。通过紫外光谱、圆二色谱、分子对接及2D-NMR等技术,发现肽段通过C端精氨酸(Arg-7)和谷氨酸(Glu-9)的羧基氧,以及脯氨酸(Pro-5)和异亮氨酸(Ile-6)的酰胺键氧螯合锌离子,结合率高达98.9%。复合物DZn因含更多酸性氨基酸,表现出更优的消化稳定性(21%吸收率)和肠道转运蛋白(ZIP4表达53.8%)激活能力。

关键实验技术
研究采用电子舌评价味觉特征,结合分子对接分析肽段与味觉受体(T1R1/T1R3、TMC4、TRPV1)的相互作用,并通过大鼠肠囊模型和免疫组化评估吸收效率。

研究结果

  1. 锌结合机制:分子轨道能隙分析显示,锌配位导致肽段构象从无序转向β-折叠。NMR证实锌结合位点位于肽链特定氧原子,DZn因空间位阻更小形成更稳定结构。
  2. 消化与吸收:DZn在模拟胃肠环境中保持更高溶解度(P<0.05),其锌离子释放量比IZn高15%。免疫印迹显示IZn和DZn分别上调ZnT1(35.3%)和ZIP4(53.8%)表达。
  3. 味觉调控:电子舌检测表明,复合物使苦味值从3.11(OPH)降至-0.8,同时咸味强度提升至6.77(I)和6.25(D)。分子对接揭示鲜味肽主要与T1R3的谷氨酰胺(Gln)残基氢键结合,而咸味感知依赖TRPV1通道的疏水相互作用。

结论与意义
该研究阐明了合成牡蛎肽的锌螯合位点与构效关系,首次将金属离子载体功能与味觉改良特性关联。DZn因其高稳定性和低苦味特性,可作为理想锌补充剂候选。研究为海洋肽在功能性食品中的应用提供了双重靶点设计策略——既优化矿物质吸收,又改善感官体验。未来可基于此开发针对锌缺乏人群(如免疫力低下者)的特医食品,同时为减钠盐替代品研发提供新思路。

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