梁佳明,王肖肖,張藍(lán)云,胡旭佳
(昆明理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,云南 昆明 650093)
鮮味是食品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),因?yàn)樗绊懼M(fèi)者對(duì)食品的偏好[1]。鮮味是5 種基本味覺(jué)之一,同時(shí)也是被理論界最后確認(rèn)的一種味道[2-3]。鮮味的概念提出于1908年[4],鮮味是包括鮮味氨基酸、5’-呈味核苷酸、鮮味多肽在內(nèi)的多種鮮味物質(zhì)[5-7]與鮮味受體結(jié)合,在細(xì)胞內(nèi)啟動(dòng)一系列復(fù)雜的信號(hào)傳遞過(guò)程,再經(jīng)由味覺(jué)神經(jīng)傳入到大腦的味覺(jué)中樞,經(jīng)分析整合產(chǎn)生的化學(xué)風(fēng)味[8]。鮮味受體是一種能響應(yīng)L-谷氨酸、一定程度上響應(yīng)L-天冬氨酸的C型G蛋白偶聯(lián)受體,這種受體是屬于T1R家族,包括T1R1和T1R3[9-11]。相關(guān)研究報(bào)道了味覺(jué)感受細(xì)胞中的通道蛋白CALHM1[12],進(jìn)一步闡述了這一路徑的分子機(jī)制。
鮮味物質(zhì)廣泛存在于各種天然產(chǎn)品中,包括奶酪、肉類、海鮮產(chǎn)品[13-15],尤其是在蘑菇中。蘑菇令人愉悅的鮮味主要來(lái)源于多肽、呈味氨基酸及5’-核苷酸和有機(jī)酸[16-17]。不同類型的鮮味物質(zhì)與鮮味受體的作用方式不同,分子動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)證明鮮味肽與鮮味受體T1R1/T1R3的結(jié)合域不同于其他鮮味物質(zhì)與鮮味受體結(jié)合的結(jié)合域,這也導(dǎo)致了鮮味肽具有獨(dú)特的味道[18-20]。鮮味肽是一種分子質(zhì)量小于5 000 u的寡肽。其風(fēng)味特征主要取決于氨基酸組成、肽鏈長(zhǎng)度、末端氨基酸殘基、側(cè)鏈、帶電離子和空間結(jié)構(gòu)等[21-23]。鮮味肽最初從用木瓜蛋白酶處理過(guò)的牛肉中純化出來(lái),一級(jí)結(jié)構(gòu)鑒定為L(zhǎng)ys-Gly-Asp-Glu-Ser-Leu-Ala,具有明顯的鮮味。隨后,在各種食物中,陸續(xù)已經(jīng)有100多種鮮味肽被發(fā)現(xiàn),如從帕爾馬火腿和金華火腿中分離并確認(rèn)的水溶性多肽Cys-Cys-Asn-Lys-Ser-Val和Ala-His-Ser-Val-Arg-Phe-Tyr[24];還有一些酸性多肽Asp-Glu-Ser、Glu-Asp-Glu、Thr-Glu和Ser-Glu-Glu[25-26]。研究發(fā)現(xiàn),鮮味肽不僅不會(huì)掩蓋食物中的其他風(fēng)味,如酸、甜、苦和咸,它們還增強(qiáng)了這些風(fēng)味特征[27-28]。因此,它在蔬菜、肉類、乳制品甚至葡萄酒的風(fēng)味改良中有許多應(yīng)用[29-30]。但是關(guān)于鮮味肽的味覺(jué)特性仍存在爭(zhēng)議,需要發(fā)現(xiàn)更多的鮮味多肽闡述其鮮味機(jī)制和作用特性。
野生食用菌味道鮮美,云南是中國(guó)乃至全世界野生食用菌種質(zhì)資源最為豐富的地區(qū)[23],云南野生食用菌有850多種,占全世界食用菌種的40%以上,占中國(guó)食用菌的90%以上[31]。據(jù)調(diào)查,云南省野生食用菌資源量50萬(wàn) t左右,社會(huì)產(chǎn)量10萬(wàn) t,產(chǎn)值約20億 元。居我國(guó)食用菌種類、自然產(chǎn)量、社會(huì)產(chǎn)量和出口量之首[32]。其中牛肝菌,物種繁多,而且其加工品也遠(yuǎn)銷歐美和日韓,是貿(mào)易量最大的野生食用菌之一,但是野生食用菌具有很強(qiáng)的季節(jié)性,僅產(chǎn)于每年的6—10月,目前仍以原料型或粗加工傳統(tǒng)產(chǎn)品為主,產(chǎn)品附加值低,在很大程度上影響了野生食用菌的消費(fèi)量和市場(chǎng),已難以滿足現(xiàn)代消費(fèi)需求。如何最大限度地保持原有的風(fēng)味,進(jìn)行科學(xué)的加工和貯藏是野生菌產(chǎn)業(yè)急需解決的問(wèn)題。
本研究根據(jù)野生牛肝菌的鮮美程度和消費(fèi)量,選取蘭茂牛肝菌進(jìn)行鮮味成分分析,通過(guò)高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)技術(shù)對(duì)蘭茂牛肝菌菌柄及菌蓋中的鮮味氨基酸及5’-核苷酸進(jìn)行分析,選取具有強(qiáng)烈鮮味的菌蓋進(jìn)行凝膠過(guò)濾色譜(gel filtration chromatography,GFC)和反相高效液相色譜(reversed phase high performance liquid chromatography,RP-HPLC)的分離純化,對(duì)獲得的樣品通過(guò)納升級(jí)超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(nano ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,nano UPLCMS/MS)檢測(cè)方法進(jìn)行氨基酸序列檢測(cè)和分子質(zhì)量測(cè)定,每一過(guò)程均由感官評(píng)價(jià)進(jìn)行指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。
新鮮蘭茂牛肝菌購(gòu)買于昆明木水花野生菌市場(chǎng);Sephadex G15 上海麥克林生化試劑有限公司;5 種氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品(甘氨酸(Gly)、谷氨酸(Glu)、天冬氨酸(Asp)、組氨酸(His)、丙氨酸(Ala),純度均大于98.0%) 美國(guó)Sigma公司;5 種核苷酸(5’-腺苷酸(5’-adenosine acid,5’-AMP)、5’-鳥(niǎo)苷酸(5’-guanosine acid,5’-GMP)、5’-胞苷酸(5’-cytidine acid,5’-CMP)、5’-尿苷酸(5’-uridine acid,5’-UMP)、5’-肌苷酸(5’-inosine acid,5’-IMP),純度均大于98.0%) 中國(guó)藥品生物制品檢定所。實(shí)驗(yàn)中使用的化學(xué)試劑均為分析純,所有凍干粉末和合成的多肽都貯存在-40 ℃冰箱中。
FD-1A-50型真空冷凍干燥機(jī) 北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;DF-35粉碎機(jī) 溫嶺林大機(jī)械公司;超低溫冰箱 青島海爾特種電器有限公司;HC-3018R低溫高速離心機(jī) 安徽器械有限公司; 1260高效液相色譜儀美國(guó)Agilent公司;nano UPLC-MS/MS儀 美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司。
1.3.1 蘭茂牛肝菌水提物的制備
新鮮蘭茂牛肝菌菌柄和菌蓋分開(kāi)清洗,切成片狀,烘干去水,制成干物質(zhì),備用。按照1∶40(g/mL)的料液比,加入去離子水,置于高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)2 h,于4 ℃、4 000 r/min離心20 min?;厥丈锨逡?,冷凍干燥,制得蘭茂牛肝菌菌柄及菌蓋水提物粉末,于-40 ℃冰箱中貯存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2 蘭茂牛肝菌中游離氨基酸含量的檢測(cè)
通過(guò)Waters AccQ·Tag柱前衍生法結(jié)合HPLC技術(shù),對(duì)蘭茂牛肝菌菌柄及菌蓋中的5 種游離氨基酸天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、組氨酸(His)、丙氨酸(Ala)、甘氨酸(Gly)進(jìn)行定量分析。
樣品溶液的制備:將1.0 g蘭茂牛肝菌水提物干粉,用200 mL的50%乙醇溶液進(jìn)行稀釋,超聲2 次,每次30 min,抽濾去渣,合并濾液,濾液80 ℃旋蒸近干,超純水定容至10 mL,待衍生。
標(biāo)準(zhǔn)品溶液的制備:用0.1 mol/L HCl溶液對(duì)氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品(1 nmol/μL)進(jìn)行稀釋,配制成濃度分別為0.125、0.250、0.500、0.750、1.000 nmol/μL的標(biāo)準(zhǔn)品溶液。
空白液的制備:0.1 mol/L鹽酸溶液。
衍生化處理:分別取上述三液各400 μL于1.5 mL離心管中,加入1 mol/L的衍生試劑A(1 mol/L三乙胺-乙腈溶液)200 μL,衍生試劑B(0.1 mol/L異硫氰酸苯酯-乙腈溶液)200 μL,加入正己烷800 μL,混勻,12 000 r/min離心5 min,取下層溶液,0.22 μm濾膜過(guò)濾,超聲5 min,待測(cè)。
HPLC條件:Waters AccQ·Tag分析柱(3.9 mm×150 mm,4 μm);流動(dòng)相A:10% AccQ?Tag的水溶液,流動(dòng)相B:60%乙腈溶液;梯度洗脫條件:0~0.3 min,100%~97% A,0%~3% B;0.3~37 min,97%~95% A,3%~5% B;37~38 min,95%~89% A,5%~11% B;38~90 min,89%~67% A,11%~33% B;90~93 min,67% A,33% B;柱溫37 ℃;檢測(cè)波長(zhǎng)254 nm;流速1 mL/min;進(jìn)樣量20 μL。
1.3.3 蘭茂牛肝菌中核苷酸含量的檢測(cè)
采用HPLC技術(shù)檢測(cè)蘭茂牛肝菌中5’-核苷酸的含量。稱取5.0 g樣品于50 mL離心管中,加入25 mL溫水進(jìn)行溶解,超聲15 min;用1 mol/L HCl溶液調(diào)節(jié)樣品的pH值至1.7±0.1,靜置1 min,用1 mol/L NaOH溶液將樣品的pH值調(diào)整至4.5±0.1。將溶液轉(zhuǎn)至50 mL刻度管中,去離子水反復(fù)清洗離心管3 次,轉(zhuǎn)移到刻度管中,去離子水定容至50 mL,混勻后經(jīng)濾紙過(guò)濾,濾液采用SAX固相萃取柱凈化,3 mL甲醇、3 mL水進(jìn)行活化,取1 mL濾液上樣,抽至近干,1 mL磷酸二氫鉀進(jìn)行洗脫,抽干,用磷酸二氫鉀定容至1 mL,混勻后0.22 μm濾膜過(guò)濾,待測(cè)。
HPLC條件:Waters Atlantis T3色譜柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動(dòng)相A為甲醇,流動(dòng)相B為10 mol/L磷酸二氫鉀(pH 5.6)溶液;等度洗脫;柱溫37 ℃;流速0.6 mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng)254 nm;進(jìn)樣體積10 μL。
1.3.4 蘭茂牛肝菌菌柄及菌蓋水提物感官分析
感官評(píng)估小組由10 名成員組成,男性5 名,女性5 名,年齡21~30 歲,均為無(wú)嗅覺(jué)和味覺(jué)障礙的專家。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估員方法(ISO-8586-12012:感官分析-感官評(píng)價(jià)員的挑選、訓(xùn)練和監(jiān)督的一般指南),所有團(tuán)隊(duì)成員都接受了識(shí)別基本口味(包括甜味、苦味、酸味、咸味和鮮味)的培訓(xùn),并擁有至少1 a的感官評(píng)估經(jīng)驗(yàn)。評(píng)估在感官實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,該實(shí)驗(yàn)室符合ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)Zhang Jianan等[33]的報(bào)道,稍作修改。以氯化鈉(3.5 mg/mL)、蔗糖(10 mg/mL)、檸檬酸(0.8 mg/mL)、咖啡因(0.8 mg/mL)和谷氨酸鈉(3.5 mg/mL)-氯化鈉(3.5 mg/mL)分別用作咸、甜、酸、苦和鮮味的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照液。為了最大限度地減少純化過(guò)程中殘留試劑對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響,待測(cè)樣品在測(cè)試前進(jìn)行2 次凍干。將待測(cè)樣品的凍干粉末用去離子水配成質(zhì)量濃度為10 mg/mL的溶液,通過(guò)加入氫氧化鈉(1.0 mol/L)或鹽酸(1.0 mol/L)將樣品pH值調(diào)整至6.5。比較供試品溶液與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照溶液的味道,評(píng)估小組成員對(duì)供試品溶液給出0~12 分的味覺(jué)得分,0 分代表沒(méi)有味道,12 分代表具有強(qiáng)烈味道。為了避免疲勞和遺留影響,在2 個(gè)不同樣本的測(cè)試中,評(píng)估小組成員被要求用50~60 mL的飲用水漱口2 次,并休息2 min。結(jié)果為3 次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的平均值。
1.3.5 GFC分離
取樣品粉末溶于去離子水中,配制成20 mg/mL的樣品溶液。上樣于Sephadex G-15凝膠過(guò)濾色譜柱中,以去離子水為洗脫液,流速為0.75 mL/min。肽鍵在波長(zhǎng)214 nm處有最大的吸收峰,回收波長(zhǎng)214 nm處的餾出液。各餾分分別標(biāo)記為F1、F2、F3和F4,冷凍干燥,-40 ℃條件下貯存,備用。
1.3.6 RP-HPLC純化
選取GFC分離獲得的鮮味最強(qiáng)的組分,溶解于去離子水。進(jìn)樣于Shim-Pack VP-ODS C18色譜柱(10 mm×250 mm)進(jìn)一步純化,收集各組分,冷凍干燥,于-40 ℃貯存,備用。
RP-HPLC純化條件:HPLC系統(tǒng);檢測(cè)波長(zhǎng)214 nm;流動(dòng)相A:0.1%三氟乙酸-乙腈溶液;流動(dòng)相B:0.1%三氟乙酸-水溶液;等比例洗脫;流速2 mL/min,進(jìn)樣體積100 μL,樣品質(zhì)量濃度為10 mg/mL。
1.3.7 nano UPLC-MS/MS分析多肽的氨基酸序列和測(cè)定分子質(zhì)量
樣品制備:RP-HPLC純化出的鮮味較佳的組分,溶解于去離子水,加入二硫蘇糖醇,配制成終濃度為10 mmol/L的溶液,置于56 ℃水浴中還原1 h。加入吲哚-3-乙酸使其終濃度為50 mmol/L,避光反應(yīng)40 min,萃取物進(jìn)行凍干。在nano UPLC-MS/MS分析前,用20 μL 0.1%甲酸溶液對(duì)凍干粉末進(jìn)行重懸。
UPLC條件:Ultimate 3000系統(tǒng);色譜柱:填料為C18-AQ樹(shù)脂(1.9 μm,100 ?)的反相納米柱(150 μm×15 cm);流動(dòng)相A:0.1%甲酸-水溶液,流動(dòng)相B:0.1%甲酸-乙腈溶液;線性洗脫梯度:0~5 min,6%~9% A,94%~91% B;5~20 min,9%~14% A,91%~86% B;20~50 min,14%~30% A,86%~70% B;50~58 min,30%~40% A,70%~60% B;58~60 min,40%~95% A,60%~5% B;流速600 nL/min;進(jìn)樣體積5 μL。
MS條件:使用Q型混合型四極桿軌道阱質(zhì)譜儀進(jìn)行肽段分析,噴霧電壓為2.2 kV,用于離子輸運(yùn)的毛細(xì)管溫度為270 ℃。質(zhì)譜第一階段全掃描范圍設(shè)置為m/z300.0~1 600.0,分辨率60 000,分離寬度3.00 Da。串聯(lián)質(zhì)譜分析中采用一級(jí)質(zhì)譜數(shù)據(jù)依賴的二級(jí)質(zhì)譜的掃描模式。依次選擇一級(jí)質(zhì)譜中離子強(qiáng)度最高的10 個(gè)離子進(jìn)行二級(jí)串聯(lián)質(zhì)譜的碰撞誘導(dǎo)解離,每個(gè)樣品重復(fù)進(jìn)樣一次。
1.3.8 GFC和RP-HPLC分離純化獲得的亞組分的感官評(píng)價(jià)
采用1.3.4節(jié)方法,對(duì)GFC和RP-HPLC分離純化獲得的亞組分進(jìn)行感官評(píng)價(jià),選取具有最強(qiáng)鮮味的組分進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。
1.3.9 合成肽的感官描述和鮮味閾值的評(píng)估
nano UPLC-MS/MS檢測(cè)出的多肽序列委托無(wú)錫亞肽生物科技有限公司進(jìn)行合成,合成肽的純度在98%以上。將合成肽溶解于去離子水中,配成質(zhì)量濃度為10 mg/mL的溶液,按1.3.4節(jié)方法進(jìn)行感官描述。
滋味稀釋分析實(shí)驗(yàn)常用于檢測(cè)食品中的風(fēng)味成分并確定其閾值。本實(shí)驗(yàn)采用滋味稀釋實(shí)驗(yàn),分析待測(cè)溶液中風(fēng)味成分的閾值。實(shí)驗(yàn)前,以味精為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行訓(xùn)練,培訓(xùn)評(píng)價(jià)小組成員對(duì)味精味道的熟悉,以確保樣本評(píng)估的準(zhǔn)確性。用去離子水對(duì)合成多肽的凍干粉末進(jìn)行溶解,并按1∶1的體積比逐漸稀釋。這一系列稀釋液按濃度上升的順序分配給感官評(píng)估小組成員,每個(gè)稀釋液取2 mL,品嘗5 s。在對(duì)每個(gè)樣本進(jìn)行評(píng)估后,用去離子水清潔口腔數(shù)秒后,再品嘗下一個(gè)樣品,以避免疲勞和遺留影響。將供試溶液與2 個(gè)空白對(duì)照品(蒸餾水)進(jìn)行比較。如果在某一濃度上,研究小組的成員能夠識(shí)別出味覺(jué)上的差異,那么稱此時(shí)的樣品濃度為可識(shí)別的閾值。對(duì)小組成員的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行記錄,評(píng)價(jià)過(guò)程中不允許討論和交流。結(jié)果為3 個(gè)重復(fù)實(shí)驗(yàn)的平均值。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用SPSS 21軟件進(jìn)行單因素方差分析。采用S-N-K檢驗(yàn),比較各處理間的平均值,比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,P<0.05,差異顯著。
氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品線性回歸方程如表1所示,由回歸方程計(jì)算出樣品中氨基酸含量,結(jié)果見(jiàn)圖1,谷氨酸含量顯著高于另外4 種氨基酸(P<0.05),在菌蓋中有著更高的含量。由于谷氨酸能夠作用于鮮味受體啟動(dòng)細(xì)胞信號(hào)傳遞過(guò)程,產(chǎn)生鮮味味覺(jué),因此蘭茂牛肝菌菌蓋是一個(gè)很好的鮮味物質(zhì)來(lái)源。
表1 氨基酸線性回歸方程和精密度Table 1 Linear regression equations and precision for umami amino acids
圖1 蘭茂牛肝菌菌柄及菌蓋中鮮味氨基酸含量變化Fig.1 Comparison of umami amino acid contents in stipe and pileus of L.asiatica
對(duì)蘭茂牛肝菌中5 種5’-核苷酸進(jìn)行分析,核苷酸線性回歸方程如表2所示。由回歸方程計(jì)算得出樣品中核苷酸含量,結(jié)果如圖2所示。樣品中5’-核苷酸含量范圍在(0.11±0.02)(菌柄5’-AMP)~(6.69±0.01)g/kg(菌蓋5’-IMP)之間,菌蓋中5’-核苷酸的含量顯著高于菌柄(P<0.05)。有研究[34]表明,5’-核苷酸的含量可分為低(<1 mg/g)、中等(1~5 mg/g)和高(>5 mg/g)3 個(gè)范圍,其中菌蓋中的5’-CMP((1.24±0.02)g/kg)和5’-IMP的含量屬于中等水平范圍,其余5’-核苷酸的含量則屬于低水平范圍。蘑菇中的5 種5’-核苷酸,均有報(bào)道顯示具有鮮味,其中5’-GMP、5’-IMP是主要的鮮味活性物質(zhì),尤其是20世紀(jì)首次從香菇中分離出的5’-GMP更是一種比味精更強(qiáng)的增味劑。菌蓋中含有中等水平的5’-IMP,能夠增強(qiáng)菌蓋整體鮮味。
表2 核苷酸標(biāo)準(zhǔn)品的線性回歸方程Table 2 Linear regression equations for nucleotide standard
圖2 蘭茂牛肝菌菌柄及菌蓋中5’-核苷酸含量變化Fig.2 Comparison of 5’-nucleotide contents in stipe and pileus of L.asiatica
由圖3可知,菌柄與菌蓋在5 種味覺(jué)上有顯著差異(P<0.05),菌蓋的鮮味得分(10.0±0.06)顯著高于菌柄(6.0±0.04),有較高的甜味得分(6.1±0.03),苦味得分最低(2.1±0.02)。菌蓋中鮮味氨基酸及核苷酸的含量較高,可以認(rèn)為菌蓋是一種很好的鮮味物質(zhì)來(lái)源。
圖3 蘭茂牛肝菌中菌柄及菌蓋的感官評(píng)價(jià)Fig.3 Sensory evaluation of stipe and pileus of L.asiatica
采用Sephadex G-15作為填充物的凝膠過(guò)濾色譜柱對(duì)具有更高鮮味強(qiáng)度菌蓋水提物進(jìn)行分離純化,在波長(zhǎng)214 nm處檢測(cè)餾出物,結(jié)果如圖4所示,共收集到4 個(gè)組分,分別命名為F1、F2、F3和F4。對(duì)F1、F2、F3和F4進(jìn)行感官評(píng)價(jià),結(jié)果見(jiàn)圖5,F(xiàn)1組分的鮮味強(qiáng)度為9.01±1.06,與F2(3.20±0.28)、F3(6.61±0.56)和F4(2.00±1.02)有顯著差異(P<0.05),而酸味和苦味的強(qiáng)度較弱。且通過(guò)與圖3比較發(fā)現(xiàn),低分子質(zhì)量組分F1與菌蓋水提物的味覺(jué)特性具有很好的相關(guān)性,并且表現(xiàn)出了很強(qiáng)烈的鮮味,是關(guān)鍵的味覺(jué)物質(zhì)。這些結(jié)果與先前的研究高度一致,即低分子質(zhì)量的組分構(gòu)成了食品中的主要味覺(jué)活性化合物[35],并且具有更強(qiáng)的鮮味。因此,收集組分F1,進(jìn)行進(jìn)一步的分離純化實(shí)驗(yàn)。
圖4 蘭茂牛肝菌粗提物的凝膠過(guò)濾色譜圖Fig.4 Gel filtration chromatogram of the crude extract of L.asiatica
圖5 蘭茂牛肝菌粗提物凝膠過(guò)濾色譜組分的感官評(píng)價(jià)Fig.5 Sensory evaluation of GPC components of the crude extract of L.asiatica
采用RP-HPLC對(duì)F1組分進(jìn)行分離純化,在波長(zhǎng)214 nm處得到2 個(gè)組分,分別標(biāo)注為F1a和F1b,它們的保留時(shí)間分別為7.059 min和12.100 min,色譜圖如圖6所示。樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià),結(jié)果如圖7所示,在5 種基本味覺(jué)中,樣品的鮮味強(qiáng)度顯著高于其他味覺(jué)強(qiáng)度(P<0.05),在鮮味味覺(jué)中,F(xiàn)1a(11.01±0.36)與F1b(6.08±0.52)具有顯著差異(P<0.05),F(xiàn)1a組分鮮味和甜味較強(qiáng),酸味、苦味和咸味較弱,并且,F(xiàn)1a在波長(zhǎng)214 nm的洗脫圖譜中呈單一峰,用于進(jìn)一步的氨基酸序列分析和分子質(zhì)量的測(cè)定。
圖6 RP-HPLC純化鮮味肽的色譜圖Fig.6 Chromatogram of umami peptides purified by using RP-HPLC
圖7 RP-HPLC純化鮮味肽的感官評(píng)價(jià)Fig.7 Sensory evaluation of umami peptides purified by using RP-HPLC
采用nano UPLC-MS/MS聯(lián)用技術(shù)對(duì)F1a組分中的鮮味肽進(jìn)行氨基酸序列和分子質(zhì)量的分析,質(zhì)譜原始數(shù)據(jù)使用Maxquant(1.6.2.10)檢索目標(biāo)蛋白數(shù)據(jù)庫(kù),從數(shù)據(jù)庫(kù)中剔除不匹配肽段,共鑒定出3 條多肽,分別為FKDLGEENFK、KMDDFAAFVEK和LVNEVTEFAK,其分子質(zhì)量分別為1 225.598、1 357.622 Da和1 148.608 Da,這些肽的具體信息如圖8所示。
圖8 F1a的nano UPLC-MS/MS質(zhì)譜圖Fig.8 Nano UPLC-MS/MS spectra of F1a
為了鑒定這3 條肽的口感特征,委托江蘇無(wú)錫亞肽生物科技有限公司合成這3 條肽,純度為98%以上,合成肽的信息如表3所示。將合成肽溶解在去離子水中進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和閾值分析,所有肽均呈現(xiàn)出鮮味,F(xiàn)KDLGEENFK、KMDDFAAFVEK和LVNEVTEFAK的閾值分別為9.78、10.25 mmol/L和13.01 mmol/L(表4)。
表3 合成肽信息Table 3 Information about synthetic peptides
表4 合成肽的感官評(píng)價(jià)Table 4 Sensory evaluation of synthetic peptides
多肽的味覺(jué)特性與氨基酸組成有關(guān)。采用Li Xuepeng等[36]的氨基酸分類方法,并根據(jù)氨基酸的理化性質(zhì)和口感特征略作修改,將氨基酸分為六大類:鮮味氨基酸、酸性氨基酸、甜味氨基酸、疏水氨基酸、親水性氨基酸和堿性氨基酸,如圖9所示。3 條合成多肽都含有豐富的鮮味氨基酸,含量占比分別為30%、45%和30%,這一類氨基酸是人類鮮味味覺(jué)受體T1R1/T1R3的陽(yáng)性激活劑,有研究表明這類氨基酸是鮮味多肽的一個(gè)標(biāo)志[37],在感官評(píng)價(jià)中,3 條多肽也表現(xiàn)出了明顯的鮮味與報(bào)道相同;并且,圖1顯示,菌蓋中游離氨基酸也含有豐富的鮮味氨基酸,為其鮮味提供了重要貢獻(xiàn)。第2組酸性氨基酸,分別為L(zhǎng)-Glu和L-Asp。兩者都是重要的鮮味刺激物,通常包含在鮮味肽的氨基酸序列中[21];第3組氨基酸分別為丙氨酸、絲氨酸、甘氨酸和蘇氨酸被認(rèn)為是甜味氨基酸,在3 條多肽中含量分別為10%、18%和20%,甜味氨基酸利于鮮味肽的鮮味呈現(xiàn);第4組氨基酸是疏水氨基酸,已經(jīng)觀察到大多數(shù)含有疏水氨基酸的多肽和疏水氨基酸的游離形式都會(huì)釋放出苦味,但是在感官評(píng)價(jià)中僅KMDDFAAFVEK品嘗到較明顯的苦味,另外2 條多肽并未品嘗到苦味,推測(cè)可能是由于多肽中含有的大量親水氨基酸,在形成高級(jí)空間結(jié)構(gòu)時(shí),疏水氨基酸并未裸露出來(lái),以及有較高甜味氨基酸影響了苦味的呈現(xiàn);最后一組氨基酸是堿性氨基酸,堿性氨基酸、親水氨基酸和疏水氨基酸通常也是構(gòu)成鮮味肽必需的。有報(bào)道指出,多肽的C末端氨基酸殘基的差異對(duì)味覺(jué)效果有影響[38]。氨基酸殘基類型的不同可能影響肽的口感強(qiáng)度。Chaudhari等[20]研究表明,堿性C末端氨基酸殘基對(duì)肽和受體之間相互作用的活性部位有非常重要的影響。本研究鑒定的3 條多肽C末端氨基酸殘基均為K,這可能增強(qiáng)了合成肽的呈鮮強(qiáng)度。因此,酸性氨基酸、鮮味相關(guān)氨基酸和堿性C末端氨基酸,都對(duì)多肽的鮮味有貢獻(xiàn)。合成肽的味覺(jué)特征如表4所示,F(xiàn)KDLGEENFK、KMDDFAAFVEK和LVNEVTEFAK在水溶液中有較強(qiáng)的鮮味,F(xiàn)KDLGEENFK和LVNEVTEFAK有明顯的甜味,KMDDFAAFVEK有著輕微的苦味,另外3 條多肽都有輕微澀味,可能與合成過(guò)程中試劑的殘留有關(guān)。
圖9 3 條合成多肽的氨基酸組成圖Fig.9 Amino acid composition of three synthetic peptides
牛肝菌是一種很好的鮮味物質(zhì)來(lái)源,但是牛肝菌中鮮味物質(zhì)的研究甚少。本研究在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,選取蘭茂牛肝菌菌柄及菌蓋2 種不同的底物進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明菌蓋中鮮味物質(zhì)更為豐富。并以菌蓋為材料進(jìn)行牛肝菌中特色鮮味肽的提取分離,經(jīng)由nano UPLCMS/MS鑒定3 條新的鮮味肽,分別為FKDLGEENFK(1 225.598 Da)、KMDDFAAFVEK(1 357.622 Da)和LVNEVTEFAK(1 148.608 Da)。通過(guò)感官實(shí)驗(yàn)對(duì)其風(fēng)味特征進(jìn)行評(píng)價(jià),結(jié)合評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)合成肽的氨基酸組成進(jìn)行分析,結(jié)果顯示酸性氨基酸、鮮味相關(guān)氨基酸和堿性C末端氨基酸,都對(duì)多肽的鮮味有顯著影響。該研究結(jié)果為牛肝菌在食品加工中的進(jìn)一步應(yīng)用提供了良好的理論基礎(chǔ)。