《TRENDS IN FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY》:Decoding salty and salt-enhancing peptides: From activity characterization to food processing and functional development
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摘要背景咸味或增咸肽 (Sa(e)Ps) 是减钠领域的关键研究热点。随着智能技术、多感官协同和现代食品工业的发展,阐明其感知机制并促进实际应用已成为全球减钠战略的核心议题。Sa(e)Ps 的研究正从钠替代转向精确设计,并从单一维度减钠扩展到多维协同调节,支持开发兼具减钠和健康
摘要
背景
咸味或增咸肽 (Sa(e)Ps) 是减钠领域的关键研究热点。随着智能技术、多感官协同和现代食品工业的发展,阐明其感知机制并促进实际应用已成为全球减钠战略的核心议题。Sa(e)Ps 的研究正从钠替代转向精确设计,并从单一维度减钠扩展到多维协同调节,支持开发兼具减钠和健康效益的食品体系。
范围与方法
本综述系统总结了 Sa(e)Ps 的味觉感知机制和结构原理,重点关注其在复杂食品基质中的应用性能、加工过程中的稳定性变化以及多感官协同机制。借鉴已有的鲜味肽研究,本综述提出了面向应用的 Sa(e)Ps 研究路径。
主要发现与结论
已建立 Sa(e)Ps 的多维鉴定体系,其特征为基于受体靶点导向的功能筛选 + 基于构效关系的理性设计 + 基于感官评价和计算方法的多种模式验证。深入理解 Sa(e)Ps 在食品加工过程中的活性变化,将支持从实验室研究到应用导向部署的有效转化。未来的研究应专注于构建基于人工智能的可解释分子设计平台,以实现 Sa(e)Ps 的靶向发现,探索多感官协同机制,并阐明加工过程中热降解与美拉德反应衍生的新型增咸化合物之间的动态平衡,从而促进可持续、面向健康的 Sa(e)Ps 发展,解决其实际应用中的瓶颈问题。
引言
全球范围内,钠摄入过量是心脑血管疾病的主要膳食风险因素,每年导致约 500 万人死亡。世界卫生组织 (WHO) 建议成人每日盐摄入量少于 5 克,但大多数地区的实际消费量远超此阈值。为此,许多国家实施了减盐政策 (Nie et al., 2024),同时消费者对健康饮食日益增长的需求推动了低钠食品市场的扩张。然而,食品工业当前采用的减盐策略,包括用其他氯化物替代、结构修饰和使用增味剂,往往导致咸味不足或产生苦味和金属味等异味 (Nie et al., 2024; Wang, et al., 2025a)。具体而言,氯化钾 (KCl) 替代法常伴随苦味和金属回味。谷氨酸钠 (MSG) 等增味剂在复杂食品系统中无法实现足够的咸味。修饰后的盐结构(空心盐晶体)生产成本高昂,且在不同食品体系中的适用性有限。相比之下,发现源自天然且能在降低钠含量的同时保持或增强咸味的 Sa(e)Ps 提供了一种突破性解决方案。因此,开发能在降低钠含量的同时保持或增强感官质量的 Sa(e)Ps,对于推进公共卫生和食品工业具有重大的科学和经济价值。
迄今为止,已从动物、植物、微生物来源和食品加工副产品中分离出大量 Sa(e)Ps。现有研究表征了制备技术对 Sa(e)Ps 生产的影响,并确定了 Sa(e)Ps 的保守结构特征。分子对接和分子动力学模拟阐明了 Sa(e)Ps 与多种离子通道/受体之间的特异性相互作用机制,这是咸味信号激活的基础。在应用场景中,Sa(e)Ps 与氯化钠 (NaCl) 产生协同增强效应,在不减弱咸味的情况下替代 25%–50% 的盐 (Chen, et al., 2023a)。此外,几项专利已利用 Sa(e)Ps 作为食盐替代品中的咸味增强剂,以增强咸味和鲜味,从而改善整体风味轮廓。总之,这些发现为低钠食品中 Sa(e)Ps 的开发和应用奠定了坚实的理论基础。
然而,大多数现有文献仍专注于提取和鉴定,关于其在复杂食品基质中的应用性能及加工过程中稳定性的系统综述仍相对稀缺。相比之下,鲜味肽研究在食品应用和生物活性方面取得了显著进展,例如通过批耦合酶解 - 膜分离工艺提高水解效率和鲜味强度 (Guo et al., 2024),通过连续氨基酸模式鉴定味觉特征 (Dutta et al., 2022),以及开发基于分层图注意力网络的模型来筛选候选鲜味肽 (Ma et al., 2026)。由于既往综述已全面覆盖了 Sa(e)Ps 的原材料和制备技术,本研究从咸味感知机制、构效关系和应用挑战等方面对 Sa(e)Ps 进行了前瞻性的系统评估。除了整合现有研究发现外,本研究还重点关注三个尚未充分探索的维度:(i) Sa(e)Ps 在复杂食品基质中的功能效应;(ii) Sa(e)Ps 在实际食品加工条件下的稳定性;以及 (iii) 跨感官风味协同机制和多功能健康应用。通过识别限制其商业应用的关键瓶颈,本综述旨在弥合实验室发现与工业应用之间的差距。总体而言,本综述从分子感知机制到构效关系,再到应用挑战和功能开发,旨在建立一套系统框架,指导低钠食品中 Sa(e)Ps 的理性设计、加工稳定性和多感官整合。
章节片段
传统通道机制
咸味是一种基本味觉,主要由 Na+ 介导。当 Na+ 溶于唾液时,它会激活特定的味蕾受体并通过神经通路传递咸味信号。非钠盐也通过与其它离子通道的相互作用对咸味感知做出贡献。咸味信号转导涉及阿米洛利敏感性和阿米洛利非敏感性途径,关键离子通道如图 2 所示。
ENaC 是经典的阿米洛利敏感性离子通道,主要表达于
Sa(e)Ps 的固相合成
文献中确定的结构明确的靶肽通常通过固相方法进行商业合成。这是制备结构明确的靶肽的主要方法,能够精确控制氨基酸序列和纯度,从而为研究空间结构、味觉机制和生物活性提供强大平台。利用这种方法,Cui 等人 (2024) 合成了四对肽以验证 Asp 和 Glu 的关键作用
Sa(e)Ps 结构与咸味强度的关系
为直观阐明 Sa(e)Ps 的构咸活性关系,我们根据表 S1 中列出的 133 种 Sa(e)Ps 总结了肽链长度 (A)、氨基酸组成 (B) 和序列位置特征 (C) 的模式,该表汇编自同行评审文献 (2019–2025),纳入标准包括:(1) 感官或电子舌验证的咸味活性;(2) 明确报告的序列,如图 3 所示。
Sa(e)Ps 在食品体系中的应用挑战与加工稳定性
目前关于 Sa(e)Ps 的研究主要集中在提取和验证阶段,涉及其在复杂食品基质中应用的研究有限。对全球 Sa(e)Ps 相关专利的回顾显示,香料混合 Sa(e)Ps 盐是各类食品中最广泛使用的减盐策略,但目前仅用于低钠产品的风味增强。如图 4 所示,将高性能的实验室验证 Sa(e)Ps 转化为商业终端食品
具有生物活性的 Sa(e)Ps
随着全球消费者健康意识的不断提高和食品工业的转型,功能性食品已成为核心发展重点。生物活性风味肽可以通过调节代谢途径发挥多种生理作用 (Wang et al., 2025a),同时通过赋予天然鲜咸味、增强风味和谐度和增加持久性来提高产品质量。这与双重发展趋势完全一致
结论与未来展望
本综述系统总结了 Sa(e)Ps 在鉴定和感知方面的最新研究状态,并提出了从分子识别研究到食品体系整合的创新范式转变。虽然现有研究已初步阐明了 Sa(e)Ps 的味觉机制和结构特征,但其在复杂食品基质中的应用性能、加工稳定性、多感官协同机制和功能开发在很大程度上仍然
作者贡献
贾一敏:撰写 - 原稿和概念化。常孟威:验证。No Junhee:项目管理。周琦:撰写 - 审阅和编辑。刘昆仑:撰写 - 审阅和编辑以及资金获取。
利益冲突声明
作者声明,他们没有已知的竞争财务利益或个人关系可能会影响本报告中所述的工作。
致谢
本研究得到 国家自然科学基金 (32472381)、河南省重点研发项目 (251111113400) 和 中原科技创新领军人才计划 (264200510027) 的资助。
贾一敏 | 常孟威 | No Junhee | 周琦 | 刘昆仑
河南工业大学食品科学与工程学院,河南郑州,450001,中国