酵母发酵对金华火腿风味物质演化的作用机制：基于肽组学与代谢组学的深度解析

本研究针对传统干腌火腿风味形成机制不明确的问题，通过接种四种酵母菌株（Rhodotorula mucilaginosa B2/S13/S38和Candida parapsilosis B10）开展发酵调控研究。研究发现S13菌株能显著提升蛋白酶（13.77 U/g）和γ-谷氨酰转肽酶活性（0.28 U/g），促进肌球蛋白降解并生成25种具有增味潜力的寡肽。通过LC-MS/MS和1H NMR技术鉴定出γ-谷氨酰肽等关键风味物质，PLSR分析证实这些物质与鲜味、丰富度和回味强度呈正相关。该研究为风味导向的发酵肉制品精准调控提供了理论依据。

　　

在传统肉制品加工领域，干腌火腿因其独特的风味特征而备受青睐。其标志性的浓厚口感（kokumi）不仅能增强基本味觉的强度，还能赋予食物绵密厚重的质感。这种特殊风味的形成主要依赖于发酵过程中蛋白质降解产生的游离氨基酸、小分子肽等物质。然而，传统加工依赖的内源酶易受温度、pH等环境因素制约，导致风味物质形成不充分。虽然细菌发酵对风味增强的作用已有较多研究，但真菌微生物——特别是酵母菌——在干腌肉制品风味形成中的作用机制仍待深入探索。

针对这一科学问题，宁波大学王欣格等研究人员在《Food Chemistry: X》发表了创新性研究，通过多组学技术解析酵母发酵对金华火腿风味物质演化的作用机制。研究团队从食用部位分离出四株酵母菌株（Rhodotorula mucilaginosa B2/S13/S38和Candida parapsilosis B10），采用喷雾接种方式处理火腿样本，在严格控制温湿度的发酵车间进行80天标准化发酵。研究通过电子舌分析、酶活性检测、蛋白质组学分析和核磁共振技术，系统揭示了酵母发酵对蛋白质降解和风味物质形成的调控作用。

关键技术方法包括：1）采用电子舌系统（TS-5000Z）定量评价风味特征；2）通过蛋白酶和γ-谷氨酰转肽酶活性检测分析酶学机制；3）运用SDS-PAGE和蛋白酶解指数（PI）评估蛋白质降解程度；4）结合凝胶过滤色谱和LC-MS/MS进行肽段分离鉴定；5）采用¹H NMR技术定量分析代谢物组成；6）通过深度学习算法预测肽段风味特性；7）利用偏最小二乘回归（PLSR）和相关性网络分析揭示物质与风味的关联性。

3.1. 电子舌分析水溶性物质风味特征

通过电子舌系统检测发现，接种S13菌株的火腿样品在回味-A、回味-B和丰富度指标上表现最优，分别达到对照组的1.72倍、2.38倍和1.15倍，而苦味强度降至0.88倍。这表明S13发酵能显著改善火腿的整体风味轮廓。

3.2. 蛋白酶与γ-谷氨酰转肽酶活性

酶活性检测显示，S13组的总蛋白酶活性（13.77 U/g）和γ-谷氨酰转肽酶活性（0.28 U/g）均显著高于其他组别。这两种酶的共同作用为氨基酸释放和γ-谷氨酰肽合成提供了酶学基础。

3.3. 蛋白质降解程度评估

SDS-PAGE和蛋白酶解指数（PI）分析表明，S13接种组的PI值达到28.69%，显著高于对照组（18.25%）。肌球蛋白重链（220 kDa）、肌动蛋白（43 kDa）等结构蛋白发生明显降解，证明S13具有最强的蛋白水解能力。

3.4. 肽段分离与鉴定

凝胶色谱分离出三个组分峰（F1-F3），其中S13组的F3组分（小分子肽）比例达47.04%，显著高于其他组。LC-MS/MS鉴定出527条肽段，其中源自MYH7B和MYH1的肽段占总数的58.06%，三肽数量达42种。

3.5. 酶切位点分析

在MYH7B和MYH1蛋白中鉴定出5个和9个独特酶切位点，包括D-30、R-440等位点。这些位点在谷氨酰内切酶、Arg-C蛋白酶等作用下释放出大量谷氨酸（Glu）和谷氨酰胺（Gln），为γ-谷氨酰肽合成提供前体。

3.6. 增味肽潜力评估

通过深度学习平台预测出62种kokumi评分＞0.9的肽段，最终筛选出25种具有增味潜力的寡肽。其中RRVK、GRIDFD等7种肽段kokumi评分为1，苦味评分≤0.033，具有优异的风味特性。

3.7. 代谢物组成分析

¹H NMR鉴定出48种代谢物，S13组的游离氨基酸和γ-谷氨酰肽总量最高。其中γ-Glu-Gln（12.23 mg/g）、γ-Glu-Glu（8.04 mg/g）等五种γ-谷氨酰肽含量显著高于其他组别。

3.8. 多变量统计分析

PLSR模型（R2X=0.995，Q2=0.917）显示AH、γ-Glu-Gln等18种代谢物是风味差异的关键贡献者（VIP＞1）。相关性网络分析进一步证实这些物质与回味、丰富度呈正相关，与苦味负相关。

该研究通过多学科技术手段系统解析了酵母发酵对金华火腿风味形成的调控机制。研究发现S13菌株通过提升蛋白酶和γ-谷氨酰转肽酶活性，促进肌球蛋白重链（MYH7B和MYH1）的降解，产生大量风味前体物质。这些前体在酶作用下转化为具有增味特性的γ-谷氨酰肽和游离氨基酸，最终显著改善火腿的风味品质。研究不仅揭示了酵母发酵的风味增强机制，还为发酵肉制品的风味导向调控提供了新技术路径。特别值得注意的是，研究建立的深度学习辅助风味预测模型，为食品风味研究提供了新方法学思路。该成果对提升传统肉制品品质、开发新型发酵剂具有重要实践价值。