食品中鲜味组分的高通量筛选方法研究——以沙蟹汁为例

Crab (Ocypodidae) sauce is a typical umami taste food, which has not only intensive umami taste, but also can enhance the umami taste in food. The advantages of the high throughput screening method, sensomics and protomics approaches are combined in this project. First, as the umami taste comes from the combination of the umami taste-active compound and the G-protein coupled-receptor, the sensomics approach，such as the taste profile analysis (TPA) and taste dilution analysis (TDA) methods are used as the screening method. Then, two-dimension (2D) and multi-dimension (MD) LC methods are used in separating and enriching the umami taste-active compounds in the crab sauce. Finally, the highly automated HPLC, LC-MALDI-TOF-MS/MS and LC-ESI- TOF-MS/MS methods are combined with the 2D/MD-LC method to form the high effective, quantitative and qualitative methods. Therefore, the high throughput screening method for the umami taste-active compounds in food is founded, which is very quick and efficient to identify and catalog the umami taste-active compounds in the complex food system. The project would provide a sound theoretical basis for the food flavor research, especially for the research of the traditional Chinese flavor food.

沙蟹汁是鲜味食品的典型代表，沙蟹汁不仅鲜味强烈，而且具有极好的增鲜作用。本项目借鉴药物高通量筛选体系、感官组学和蛋白质组学的技术优势开展研究：基于鲜味物质与G-蛋白偶联受体结合产生的味觉效应，将感官组学中的味道剖面分析（TPA）和味道稀释分析（TDA）等感官分析方法作为鲜味的筛选模型；然后利用二维/多维液相色谱分离技术对沙蟹汁中的鲜味组分进行高通量分析纯化和富集；再利用HPLC，LC-MALDI-TOF-MS/MS和LC-ESI-TOF-MS/MS等高自动化的分离检测技术相结合，直接快速定性定量检测。从而构建食品中鲜味组分的高通量筛选体系，分子水平上快速、高效和系统地从食品中的大量化合物中鉴别出鲜味组成，并阐明其风味贡献作用。上述研究将为食品风味，特别是我国传统特色风味食品的研究提供可靠理论基础。

沙蟹汁是广西北海市的非物质文化遗产。沙蟹汁不仅鲜味强烈，而且具有极好的增鲜作用，是鲜味食品的典型代表。本项目将感官组学中的味道剖面分析（TPA）、味道稀释分析（TDA）、通过减缺实验与添加实验等感官分析方法结合现代仪器分析技术，建立了从食品中的大量化合物中鉴别出鲜味组成的方法体系；确定了沙蟹汁中的呈味活性物质；利用乙醇沉淀和阴离子交换树脂分离和富集沙蟹汁的鲜味组分的快速分离方法，并采用MALDI-TOF-MS/MS对沙蟹汁中肽类化合物的研究；同时研究了沙蟹汁的挥发性风味成分，利用检测频率法和香气提取物稀释分析法确定沙蟹汁中的关键气味活性物质，并计算气味活性值（OVA）加以验证，最后通过添加实验研究确定了主要的香气成分对鲜味的促进作用。.本研究发现沙蟹汁的游离氨基酸总量为3479 mg/100 mL，对比鲜活沙蟹蟹肉中的游离氨基酸总量，发酵后的游离氨基酸总量是发酵前的2.2倍。其中谷氨酸（758.7 mg/100 mL）的含量最高，其次是甘氨酸（422.9 mg/100 mL）、天门冬氨酸（401.8 mg/100 mL）、丙氨酸（340.9 mg/100 mL）和精氨酸（301.3 mg/100 mL）。滋味强度值方面，谷氨酸（25.29）、精氨酸（6.13）、丙氨酸（5.68）、赖氨酸（5.18）、组氨酸（4.96）、天门冬氨酸（4.02）、甘氨酸（3.25）、蛋氨酸（1.88）、缬氨酸（1.45）的TAV值大于1，这些物质对于沙蟹汁的滋味有直接的贡献作用。沙蟹汁中IMP和GMP的含量依次为29.7 mg/100 mL和49.1 mg/100 mL，TAV值分别为1.2和3.9，两者均大于1，因此IMP和GMP都是沙蟹汁鲜味的直接贡献者。沙蟹汁的味精当量为19.3 g MSG/100 g，也就是说每100 mL沙蟹汁所具有的鲜味强度大约相当于19.3 g味精所产生的鲜味。味精的味道阈值为0.03 g /100 mL，因此蟹肉的味精当量滋味强度值高达643.3，这也就是沙蟹汁具有强烈鲜味的原因。通过减缺实验与添加实验，确定了沙蟹汁中的呈味活性物质为Asp、Glu、Gly、Ala、Lys、His、IMP、GMP、Na+、K+、Cl-、Ser、Ile和Val。.本项目不仅阐明了沙蟹汁味道鲜美的机理，而提供了相关研究方法。