《TRENDS IN FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY》：Interactions of food proteins with sulfur-containing flavor compounds: Molecular mechanism, processing effect and aroma release
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摘要背景含硫风味化合物在极低浓度下就能影响食品的香气，是肉类、乳制品、发酵食品、烘焙食品以及植物基食品独特风味的来源。与许多醛类、酮类和酯类相比，含硫风味化合物具有极低的嗅觉阈值、高挥发性、较强的氧化还原敏感性，还能与蛋白质发生可逆保留或共价/氧化还原介导的反应。这些特性使得蛋白
摘要
背景
含硫风味化合物在极低浓度下就能影响食品的香气，是肉类、乳制品、发酵食品、烘焙食品以及植物基食品独特风味的来源。与许多醛类、酮类和酯类相比，含硫风味化合物具有极低的嗅觉阈值、高挥发性、较强的氧化还原敏感性，还能与蛋白质发生可逆保留或共价/氧化还原介导的反应。这些特性使得蛋白质与含硫风味化合物之间的相互作用对香气的形成、保留、释放以及感官感知至关重要。
研究范围与方法
本综述总结了含硫风味化合物的结构类型、生成途径及反应性，并将这些特征与蛋白质的结合位点、构象状态以及食品基质条件联系起来。文中区分了可逆的非共价保留与不可逆或半不可逆反应，比较了动物蛋白和植物蛋白在结合与释放含硫风味化合物方面的能力，还探讨了加工方式、基质组成以及蛋白质改性策略如何影响香气的释放。
主要发现与结论
蛋白质与含硫风味化合物之间的相互作用取决于这类化合物的功能性与蛋白质微环境之间的匹配程度。硫醚和许多含硫杂环化合物主要通过疏水作用、芳香作用和极性作用被保留，而硫醇、二硫化物、硫代亚硫酸盐以及异硫氰酸酯则可能通过与半胱氨酸、赖氨酸及其他活性残基发生共价或氧化还原介导的反应而被保留。这些相互作用能够保护不稳定的含硫风味化合物，延长香气的持久性，但过度保留或不可逆结合则会抑制香气在食品空间及口腔中的释放，尤其是在植物蛋白体系中。本综述为设计用于肉类、乳制品、植物基食品以及清洁标签食品的、基于蛋白质的香气保留与释放系统提供了以硫元素为核心的框架。
引言
含硫风味化合物在食品香气体系中占据核心地位，因为即便微量存在，也能决定食品是被视为有肉香、烤味、煮熟味、蒜香味、发酵味还是变质味。硫醇、硫化物、二硫化物、多硫化物、含硫杂环化合物、硫代亚硫酸盐以及异硫氰酸酯的嗅觉阈值通常在ppb或ppt级别（Luo等，2024；Parr、Bolat和Cook，2023）。因此，它们在生成、转化、保留或释放过程中的微小变化都可能带来感官品质的显著变化。这种敏感性在肉类、乳制品、发酵食品、烘焙产品、食用真菌以及植物基肉类替代品中尤为突出，因为这些食品中往往同时存在理想的含硫风味和不良的含硫异味（Zhang、Blank、Wang和Cao，2022；Zhu、Niu、Huang和Xiao，2022）。
含硫风味化合物与许多常见的醛类、酮类和酯类有本质不同。它们的香气表现不仅受挥发性和疏水分配作用的影响。硫原子具有很高的极化性，容易参与氧化还原反应，在食品加工和储存过程中能够形成或分解S-S、C-S以及S-N结构（Luo等，2024；Nardin等，2020）。因此，含硫风味化合物既可以通过疏水作用、氢键作用和极性作用等可逆的非共价机制与蛋白质相互作用，也可以通过硫醇-二硫化物交换、氧化/还原反应、迈克尔加成反应、涉及含硫中间体的席夫碱反应以及异硫氰酸酯与氨基或硫醇基团的反应等不可逆或半不可逆机制与蛋白质发生作用（Reineccius，2022；Wang等，2025）。
蛋白质在含硫风味化合物在食品体系中的行为中起着关键作用。一方面，含硫氨基酸以及由蛋白质衍生的肽类可通过热降解、美拉德反应、斯特雷克降解、酶促反应以及与脂质氧化产物的相互作用，成为含硫风味化合物生成的前体（Li、Paulsen等，2022；Zhang、Wang和Cao，2023）。另一方面，天然状态、变性状态、聚集状态或经过改性的蛋白质可以通过提供疏水口袋、带电表面、活性硫醇/二硫化物基团、暴露的氨基以及空间受限的网状结构，来保留、保护、转化或释放含硫风味化合物（Reineccius，2022；Wang等，2023）。因此，蛋白质与含硫风味化合物之间的相互作用并非简单的被动吸附过程，而是一个动态的分子过程，它将蛋白质结构、含硫风味化合物的反应性、食品加工过程、香气释放以及感官感知联系在一起。
蛋白质的来源进一步决定了这些相互作用的实际效果。在肉类体系中，肌原纤维蛋白、肌浆蛋白、结缔组织蛋白以及黏膜蛋白有助于产生和释放具有肉香特征的含硫风味，而加工过程中导致的蛋白质展开或聚集则可能要么稳定有益的含硫风味化合物，要么导致风味丧失（Wang等，2023）。在植物基食品中，大豆蛋白、豌豆蛋白、小麦蛋白以及谷物蛋白通常具有致密的球状结构、聚集网络以及疏水或活性位点，这些特性可能会过度捕获硫类挥发物（Wang、Tuccillo等，2022；Sun等，2025）。这会降低食品空间中的香气强度，减弱口腔中的肉香感，掩盖或干扰豆类的异味，还会导致仪器检测到的香气特征与人们的感官感知出现偏差（Barallat-Pérez等，2024）。
尽管已有几篇综述探讨了蛋白质与风味物质之间的普遍相互作用（Reineccius，2022；Dai等，2026），但由于含硫风味化合物具有极低的嗅觉阈值、化学不稳定性、氧化还原敏感性，以及可逆和不可逆的相互作用路径，因此仍有必要对动物蛋白和植物蛋白进行以硫元素为研究重点的比较（Sun等，2025）。本综述围绕“过程-结构-相互作用-释放”这一框架展开。含硫风味化合物的化学功能性和氧化状态决定了它们与特定蛋白质微环境的相容性及反应性，而蛋白质的物理状态和加工历史则决定了这些化合物是会被可逆保留、物理包裹、化学转化还是被释放。因此，后续章节将明确决定含硫风味化合物与蛋白质相互作用的特殊因素，比较动物蛋白和植物蛋白对各类食品加工操作的响应差异，评估这些因素对食品空间香气和口腔中香气释放的影响，同时指出目前限制实际应用研究进展的关键证据缺口。图1展示了本综述的框架结构。其核心结论是：蛋白质既可以作为含硫风味化合物的前体，也可以作为可逆保留的载体，同时还能够作为反应性受体。
章节节选
含硫风味化合物的化学特性与反应性
由于具有较低的感官阈值、多样的香气特性以及较高的反应性，含硫风味化合物在风味研究领域受到了广泛关注（Luo等，2024）。这类化合物的香气特征十分多样，既有令人愉悦的肉香、果香和烤香，也有令人不悦的腐臭味或卷心菜味等。如此大的香气差异源于它们复杂的化学结构，而它们的香气贡献则来源于其独特的
蛋白质与含硫风味化合物之间的相互作用
蛋白质与含硫风味化合物之间的相互作用无法用单一的通用结合机制来解释。其最终结果是由三个因素共同决定的：含硫风味化合物的化学功能性和氧化状态、蛋白质结合位点的可及性及其化学性质，以及相互作用发生的加工条件或基质环境。反应性较低的硫醚和许多含硫杂环化合物主要通过可逆的分配作用和非共价保留机制被保留，而硫醇则
蛋白质与含硫风味化合物相互作用对香气保留与释放的影响
蛋白质与含硫风味化合物之间的相互作用远非简单的物理化学结合，而是一个动态且复杂的调控系统，它决定了食品最终的感官品质。这一相互作用网络从食品的生产加工到储存以及最终消费的整个过程中，都对风味分子产生了深远影响。具体而言，它通过多种机制决定了食品的香气类型、强度、持久性以及香气的释放情况。
加工条件对蛋白质与含硫风味化合物相互作用的影响
加工参数不应被视为独立的改性策略，因为它们的作用效果取决于蛋白质最初的物理状态，以及加热、剪切、蛋白水解、pH调节和基质构建这些操作发生的顺序。相同的处理方式可能在天然球状蛋白质中暴露出结合位点，可能在已经变性的蛋白质中促进聚集，或者在存在活性含硫风味化合物和氧气的情况下加速共价反应。因此，本章节将逐一分析
区分保留与化学转化所需的证据
当前研究的一个主要局限在于，自由态或食品空间中的含硫风味化合物浓度下降常常被误认为是蛋白质的结合作用。同样的分析结果也可能源于可逆的非共价保留、在聚集体或凝胶中的物理包裹、氧化作用、转化为其他含硫化合物、在样品处理过程中的挥发，或是不可逆的共价消耗作用。荧光淬灭现象可以反映芳香族残基或探针附近的变化，但所谓的蛋白质结合
结论
蛋白质与含硫风味化合物之间的相互作用是一种由蛋白质结构、风味特性以及加工环境共同调控的动态平衡状态。这类相互作用并非简单的被动吸附，而是受到非共价力的支配——非共价力会导致可逆的保留作用，而共价或氧化还原反应则会导致不可逆的转化。这种双重机制使得蛋白质既能稳定高度易挥发的含硫风味化合物，但也有可能过度捕获它们，从而严重限制其在口腔中的
未引用参考文献
Tachtalidou等，2024；Wang等，2022。
CRediT作者声明
金浩波：撰写、概念构思、监督、资金获取。张一林：撰写、概念构思。Adil M. Abker：概念构思。刘月月：概念构思。肖作兵：监督、资金获取。王兆盖：监督、资金获取。
致谢
本研究得到了河南省农业科学院的博士创新项目（编号：2026BX66）、河南省重点科技计划项目（编号：262102110127）、河南省重点研发专项项目（编号：241111111100）以及国家自然科学基金委员会的区域创新与发展联合基金重点项目（编号：U24A20474）的支持。
金浩波|张一林|Adil M. Abker|刘月月|肖作兵|王兆盖
中国河南省郑州市河南省农业科学院农产品加工中心，邮编450002
