肽对美拉德反应产生肉香味化合物的影响及形成机理研究

利用氨基酸与还原糖之间的美拉德反应制备肉香味物质已被广泛应用。但是以肽为反应前驱物的美拉德反应制备肉香味物质的研究机理尚处于探索之中。本研究拟：（1）以末端含有Glu并含有Cys的、含4-10个氨基酸残基的合成肽与葡萄糖或木糖构成美拉德反应体系，设定好反应参数，并通过稳定同位素稀释分析精确定量，结合感官评定，确定适合于产生关键肉香味化合物的肽的氨基酸组成及其排列顺序；（2）用同位素标记的葡萄糖或木糖与肽组成美拉德反应体系以产生关键肉香味化合物，利用高效液相色谱、液-质联机、气-质联机、核磁共振等技术对反应中间物及产物进行分析，以推断其形成关键肉香味化合物的途径；（3）建立一套根据肽的氨基酸顺序与糖的种类预测出所产生关键肉香味化合物的种类及含量的肽-美拉德反应模型系统，以指导热反应肉味香精的研究与开发。

项目背景： .利用氨基酸与还原糖之间的美拉德反应制备肉香味物质已被广泛应用，但是以肽为反应前驱物的美拉德反应制备肉香味物质的研究机理尚处于探索之中。本课题主要研究内容：.（1）以末端含有Glu并含有Cys的、含4-10个氨基酸残基的合成肽与木糖构成美拉德反应体系，设定好反应参数，并定性定量分析，结合感官评定，确定了适合于产生关键肉香味化合物的肽的氨基酸组成及其排列顺序；（2）用同位素标记的木糖与肽组成美拉德反应体系以产生关键肉香味化合物，利用气相色谱-嗅闻-质谱（GC-O-MS）、反相-高效液相色谱（RP-HPLC）、液-质联用（LC-MS/MS）、液相色谱-电喷雾-四级杆/飞行时间串联质谱（LC-ESI-Q-TOF MS）等技术对反应中间物及产物进行分析，以推断其形成关键肉香味化合物的途径。.重要结果：（1）肽-美拉德反应过程中，谷胱甘肽在谷氨酸与半胱氨酸处水解断裂，导致反应产物中多硫化物、呋喃硫醇和噻吩类物质较多。谷胱甘肽体系中产生了特异性的二酮哌嗪类物质，即 3-甲基-2,5-二酮哌嗪和3,6-二甲基-2,5-二酮哌嗪，这两种物质是由谷胱甘肽在谷氨酸处断键后生成的Cys-Gly环化而成。（2）当四肽的C末端连有Cys时，可促进肉香味物质的产生。（3）当肽链末端连有精氨酸时，精氨酸易与其它氨基酸（尤其是甘氨酸）形成氢键，促使此处肽键断裂，形成环状化合物，并促进含硫化合物和肉香味化合物（特别是烤香味气味物）的生成。（4）肽可以单纯通过热降解发生断裂和环化反应，断裂和环化是肽在美拉德反应中一个普遍的现象。（5）肽可以与糖生成Amadori产物，需要开展进一步研究。.科学意义：.通过本课题的研究，建立了一套根据肽的氨基酸组成及顺序可以预测出所产生关键肉香味化合物的种类及含量的肽-美拉德反应模型系统，以指导热反应肉味香精的研究与开发。这对提高我国在该领域的研究水平，对促进食品工业的发展，具有重要意义。