2026年07月29日 星期三
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我院加工中心王赵改团队系统解析食品蛋白质与含硫风味化合物互作机制

近日,我院农产品加工研究中心王赵改团队在食品科学领域国际知名期刊《Trends in Food Science & Technology》(新锐分区1区,JCR1区,IF 17.4)发表题为“Interactions of food proteins with sulfur-containing flavor compounds: Molecular mechanism, processing effect and aroma release”的综述论文。该论文围绕食品蛋白与含硫风味化合物之间的相互作用,系统梳理了含硫风味化合物的形成与反应特性、蛋白质结合机制、加工过程调控以及风味释放规律,并从动物源和植物源蛋白差异出发,提出了食品蛋白质调控含硫风味保持与释放的理论框架。

含硫风味化合物是肉制品、乳制品、发酵食品、焙烤食品及植物基食品中一类重要的特征风味物质。与常见的醛、酮和酯类风味物质相比,含硫风味化合物通常具有嗅觉阈值低、挥发性强、氧化还原敏感性高和化学反应活性强等特点,其含量或存在状态的微小变化即可显著影响食品整体风味。与此同时,食品蛋白质既可以作为含硫风味物质形成的前体来源,又能够通过疏水区域、带电基团以及巯基/二硫键等反应位点对其进行保留、转化和释放,因此蛋白质并非单纯的风味吸附载体,而是连接“风味形成-保持-转化-释放-感知”过程的重要调控介质。

论文综述了食品蛋白质在含硫风味体系中可同时发挥风味前体、可逆保留基质和反应性位点三重作用。不同类型含硫化合物与蛋白质之间存在明显的机制差异:硫醚及部分含硫杂环化合物主要通过疏水作用、芳香相互作用、氢键等非共价作用被蛋白质可逆保留;而硫醇、二硫化物、硫代亚磺酸酯和异硫氰酸酯等活性较高的含硫化合物,还可与半胱氨酸、赖氨酸等活性位点发生氧化还原反应或共价结合。由此,蛋白质既可能保护高挥发、易氧化的含硫风味物质,也可能因过度结合造成风味释放受阻。

图1  含硫风味化合物的主要类型及形成途径

论文还明确了动物源与植物源蛋白对含硫风味物质调控行为的差异。肉类肌原纤维蛋白、肌浆蛋白和乳清蛋白在加工过程中既涉及含硫前体释放,又伴随蛋白展开、氧化还原以及巯基/二硫键反应。而大豆蛋白、豌豆蛋白和谷物蛋白在热加工、剪切及凝胶形成过程中更容易形成致密聚集网络,对风味分子的扩散和释放产生明显限制。特别是在植物基食品中,较强的疏水作用、蛋白聚集及空间包埋可能造成肉香型含硫风味物质过度滞留,使检测到的风味含量与实际口腔释放和感官体验之间产生差异。

在此基础上,论文提出食品风味调控的目标不应简单追求蛋白质对风味物质的最大结合能力,而应实现适度可逆的风味保护与消费过程中有效释放之间的平衡。尤其针对植物基食品,应综合考虑含硫风味物质的添加时机、蛋白质加工过程及聚集状态,并结合蛋白结构调控提高目标风味在加工、储藏及口腔感知阶段的动态可利用性。综述进一步提出,食品风味优化应由传统的经验型风味添加逐步转向基于分子互作机制的食品基质设计,通过调节蛋白质结合位点、聚集结构及加工过程,实现含硫风味物质形成、稳定和释放之间的精准平衡。相关认识可为肉制品、乳制品、发酵食品以及植物基食品的风味品质调控和新型蛋白基风味递送体系开发提供理论参考。

图2  蛋白质与含硫风味化合物相互作用对风味释放和保留的影响

该论文由河南省农业科学院、苏丹工业研究与咨询中心、丹麦哥本哈根大学和上海交通大学合作完成。我院农产品加工研究中心靳皓博博士为论文第一作者,王赵改研究员为通讯作者。该研究得到河南省重点研发专项、国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点项目、河南省农业科学院博士启动经费项目和河南省科技攻关项目等项目资助。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.tifs.2026.105960