牦牛乳清蛋白源多肽作为金属离子诱导苦味的新型阻断剂鉴定及其应用研究

为解决金属离子(如Fe2+)在食品和药物中引发的强烈苦味问题，研究人员通过酶解、色谱分离和电子舌筛选技术，从牦牛乳清蛋白水解物(YWPHs)中鉴定出12种新型苦味阻断肽。研究发现SSPP、HPR等5种肽段的铁离子螯合率(59.6±0.3%)和苦味抑制效果显著优于乳铁蛋白(LF)，感官评价证实分子量<5 kDa的胰酶水解物(TH-YWPHs)可有效降低FeSO4溶液的苦味强度，为食品和医药工业中金属异味控制提供了新策略。

　　

金属离子在食品和药品中的广泛存在带来了令人困扰的感官问题——即便是极低浓度的Fe²⁺(检测阈值仅0.17 mg/L)也会产生强烈苦味。这种"金属异味"严重影响了铁强化食品、化疗药物等产品的接受度。虽然乳铁蛋白(LF)已被证实具有金属离子结合能力，但其苦味抑制效果有限且成本高昂。与此同时，富含营养的牦牛乳清蛋白(YWP)因其独特的氨基酸组成和高海拔生物活性特征，成为挖掘新型苦味阻断剂的理想来源。

研究团队创新性地建立了"酶解-分级-鉴定-验证"的全链条研究体系。首先通过胰酶、胃蛋白酶和碱性蛋白酶对比实验，发现胰酶水解物(TH-YWPHs)具有最佳苦味抑制效果。随后采用葡聚糖凝胶柱(Sephadex G-25/G-50)和反相高效液相色谱(RP-HPLC)分级纯化，结合电子舌(E-tongue)苦味评价模型，筛选出活性最强的T1组分。该组分通过LC-MS/MS鉴定出109种肽段，其中12种经生物信息学预测显示高铁离子螯合潜力(>0.27)。

关键研究发现包括：

1. 1.

   酶解工艺优化：胰酶水解物(DH=15.2%)相比胃蛋白酶(DH=28.7%)和碱性蛋白酶(DH=19.3%)水解产物，对FeSO₄苦味的抑制效果最佳(P<0.05)。

2. 2.

   活性组分鉴定：RP-HPLC分离的T1组分含27.8%的鲜味肽基序(EE/ED/ES)，其苦味抑制强度显著超过LF(P<0.05)，FTIR证实其通过氨基(-NH₂)和羧基(-COO-)与Fe²⁺形成配位键。

3. 3.

   明星肽段发现：从109种肽段中优选出的SSPP、HPR等5种合成肽，铁离子螯合率(59.6±0.3%)较LF提高35%，SEM显示其与Fe²⁺结合后形成致密块状结构。

4. 4.

   感官验证：时间-强度曲线显示，分子量<5 kDa的TH-YWPHs可使160 mg/L FeSO₄溶液的苦味强度在0-90秒内降低42%，效果优于LF。

这项研究的突破性发现在于：首次系统证实牦牛乳清蛋白肽可通过双重机制抑制金属苦味——既通过鲜味肽基序(如EE/ED)阻断苦味受体TAS2Rs，又借助富含脯氨酸(P)的疏水结构(如SSPP、RLLPKAP)强力螯合Fe²⁺。其中短肽SSPP(分子量386.18 Da)因其独特的四肽结构和0.32的螯合能力预测值，成为最具应用潜力的天然苦味阻断剂。

该成果不仅为高附加值牦牛乳制品开发提供了新思路，更开创性地解决了铁强化食品、抗癌药物等产品长期面临的感官技术瓶颈。研究者特别指出，相比传统使用的乳铁蛋白(LF)，这些新型肽段具有分子量小、活性高、成本低的优势，通过分子修饰或组合使用，有望在功能性食品和药物递送系统发挥更大价值。未来研究将拓展至Cu²⁺、Zn²⁺等其他金属离子的苦味抑制，并深入探究肽段-受体互作机制。