草菇美拉德肽的味觉特性与加工热稳定性研究及其在低钠食品开发中的应用

【字体: 时间:2025年06月09日 来源:International Journal of Biological Macromolecules 7.7

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  本研究针对天然食品风味组分开发需求,以草菇(Volvariella volvacea)为原料,系统探究了美拉德反应(Maillard reaction)参数对酶解肽味觉特性及热稳定性的影响。研究人员通过电子舌技术结合荧光光谱分析,发现120°C反应条件下产物鲜味响应值达15.51±0.11,盐味增强率40%,且高温(130°C)可提升鲜味至18.85±0.03。采用偏最小二乘回归(PLSR)证实温度与味觉指标呈负相关,而pH与时间呈正相关,为功能性低钠食品开发提供理论支撑。

  

随着健康饮食理念的普及,如何在不牺牲口感的前提下实现减盐成为食品科学领域的重大挑战。传统钠盐替代方案往往存在风味失衡或成本过高的问题,而食用菌来源的生物活性肽因其独特的味觉调节功能崭露头角。草菇作为我国特色食用菌,其短周期栽培特性和高蛋白含量(21%)使其成为理想肽源,但加工过程中的热稳定性差和风味损失制约了产业化应用。

针对这一瓶颈,来自上海的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表论文,创新性地将电子舌(E-tongue)技术与荧光光谱联用,系统考察了温度(100-130°C)、pH(5-8)和时间(30-90 min)三维度参数对草菇美拉德肽味觉特性的影响。研究采用碱性蛋白酶(alcalase)水解制备基础肽,通过分子量分布分析和游离氨基酸测定揭示结构-味效关系,并运用偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression, PLSR)建立工艺参数与感官指标的量化模型。

材料与试剂
实验选用浙江庆元产草菇,经四种蛋白酶(碱性蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶)水解制备肽样品。关键检测设备包括电子舌系统(型号未注明)和荧光分光光度计。

美拉德反应对草菇肽味觉特性的影响
温度梯度实验显示,120°C时美拉德产物HAJ的鲜味响应值(15.51±0.11)虽略低于原料肽AJ(15.94),但盐味增强指数(Saltiness Index, SI)稳定在1.40,130°C时鲜味显著提升至18.85±0.03。荧光光谱证实120°C为反应转折点,超过该温度会导致褐色产物积累和风味劣变。

讨论与结论
研究首次阐明草菇美拉德肽的"温度-时间-pH"协同效应:高温(>120°C)虽促进大分子肽降解产生小分子呈味肽,但过度反应会引发风味物质热分解;延长反应时间可小幅提升盐味响应值(4.64±0.27→5.12±0.15),而碱性条件(pH 8)使鲜味提升23%。PLSR模型量化显示温度对味觉指标解释度达67.3%,显著高于时间(21.5%)和pH(11.2%)。该成果为开发热稳定型草菇调味料提供了精准工艺窗口,尤其对需要高温灭菌的预制菜产品具有重要应用价值。

技术层面,研究团队建立的"荧光强度-电子舌响应"实时监控体系,突破了传统美拉德反应终点依赖经验判定的局限。在理论层面,发现小分子肽(<1 kDa)在美拉德反应中优先与还原糖结合形成风味前体,这一现象为定向设计功能肽提供了新思路。未来研究可进一步解析关键呈味肽(如推测的NQITKPNDVY类似物)的构效关系,推动食用菌资源在特医食品领域的应用。

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