上海市农业科学院食用菌研究所：Daoyou Chen（第一作者），杨焱研究员和李文副研究员（共同通讯作者）等在期刊《LWT - Food Science and Technology》（IF：6.6）上发表了题为“Saltiness enhancing peptides isolated from enzymolysis extract of Lentinula edodes and their taste enhancing action mechanisms”的论文。

01研究背景

咸味是除酸、甜、苦和鲜味之外的五种基本味觉之一。盐作为最基本且应用最广泛的咸味剂，可丰富食物风味并改善食品品质。然而，过量摄入会对心、脑、肾等器官造成损害，增加高血压发病率和抑郁风险。世界卫生组织建议每日盐摄入量不超过5 g，而中国《2022中国居民膳食指南》指出，全国大多数人日均盐摄入量为9 - 11 g，仅约 20%的人每日盐摄入量未超过世界卫生组织推荐量。因此，寻找 “减盐不减咸” 的方法已受到全球广泛重视，开发盐替代品尤为重要。目前，盐替代品主要包括咸味肽、咸味增强肽、风味改良剂等。源自天然动植物的咸味肽是理想的盐替代品。

味觉是食物作用于味蕾尖端并最终反馈至神经脑而产生的。咸味可通过多种受体或离子通道感知，包括上皮钠通道（ENaCs）、瞬时受体电位香草酸（TRPV1）、跨膜通道样4（TMC4）等。其中，TMC4 是一种对高NaCl 浓度作出反应的新型氯离子通道，是一种具有八个跨膜结构域的膜蛋白，可在舌后部的味蕾中表达。某物质对TMC4蛋白的激活表明其具有增强咸味的能力，这使其可用于鉴定和筛选咸味增强剂。为探索咸味肽与跨膜通道TMC4受体之间的关系，有学者通过计算机方法构建了人跨膜通道样4（TMC4），并基于其变构位点和感官评价，鉴定出酵母提取物中的 PN、NSE、NE和SPE为咸味增强肽。目前，咸味增强肽的味觉特性仍需进一步探索，而将肽组学与虚拟筛选相结合以获得目标咸味肽也是未来研究的趋势。

香菇是全球主要栽培的食用菌之一。其味道鲜美，富含蛋白质、肽和氨基酸等营养物质，是开发风味产品的优质原料。先前的研究发现，用风味蛋白酶和胰蛋白酶从香菇中获得的酶解物具有较高的鲜味强度和咸味强度。通过分子对接技术发现，T1R1的Ser148、Asn150、Ser276、Ser278和T1R3的Asn68、Val277、Ala302、Ser306可能在与香菇鲜味肽的鲜味结合效应中起关键作用。尽管食用菌中使用分子对接技术研究鲜味肽的体系相对成熟，但在分子水平上对咸味肽和咸味增强肽的研究相对较少。因此，通过分离纯化从香菇酶解物中获得咸味肽，并进一步探索其增咸特性和咸味机制。本研究采用凝胶过滤色谱（GFC）和LC - MS/MS从香菇酶解物中分离鉴定咸味增强肽。通过BIOPEP - UWM和Seqlogo分析咸味肽的味觉特性和氨基酸序列，并通过感官评价验证合成肽的味觉特性。同时，利用分子对接和分子动力学模拟进一步分析TMC4受体与咸味肽的结合模式和结合位点，阐明咸味肽的味觉机制。最后，研究了咸味肽对盐溶液咸味的影响。本研究旨在为咸味增强肽的开发利用提供一些技术支持，为低盐食品的生产加工奠定理论基础。

本研究旨在通过凝胶过滤色谱(GFC)、LC-MS/MS、虚拟筛选、分子对接、分子动力学模拟、电子舌分析和感官评价，从香菇连续酶解提取物中鉴定咸味增强肽。结果表明，GFC P2组分中肽的分子量在647至2110Da之间，其中七肽至十肽最为重要。通过BIOPEP-UWM筛选出四种潜在的咸味肽：ADHDLPF、DIOPEER、DEPLIYW和LPDEPSR，并通过感官评价进一步验证。分子对接和分子动力学模拟表明，四种肽可与TMC4受体相互作用，TMC4 pocket1中的 Arg583、Arg294、Ala584和Glu161以及TMC4 pocket2中的Arg437、Gln527、Arg580和Lys412可能在咸味结合中起关键作用。此外，电子舌结果显示，咸味肽在改善NaCl溶液的咸味方面具有协同效应，可替代至少25%-50%的NaCl。结果表明，香菇的咸味增强肽可通过酶解获得，这为开发香菇减盐调味料奠定了基础。

02研究结论

本研究采用多技术联用的综合方法，首先通过风味蛋白酶与胰蛋白酶分步酶解香菇子实体，经超滤（截留分子量3 kDa）获得酶解提取物（LEE）；利用凝胶过滤色谱（Sephadex G-15柱）分离LEE，获得不同分子量组分（P1-P4）；结合感官评价、肽含量测定及电子舌（SA402B）分析筛选出咸味最强的P2组分；采用LC-MS/MS鉴定P2中的肽序列，并通过BIOPEP-UWM数据库预测其咸味特性；筛选出高评分肽段（ADHDLPF, DIOPEER, DEPLIVW, LPDEPSR）进行固相合成；通过感官评价（三角检验法）和电子舌测定合成肽的咸味阈值及其与不同浓度NaCl溶液的协同增咸效应；最后，运用计算生物学方法（包括AI从头折叠构建TMC4受体模型、MOE 2019进行分子对接、GROMACS 2020.3进行50ns分子动力学模拟）探究肽与咸味受体TMC4的结合机制。

本研究利用GFC、LC-MS/MS从香菇酶解提取物中分离鉴定咸味肽。GFC P2组分中肽的分子量在647Da至2110Da之间。七肽至十肽是最主要的肽，D、P、K、R、G、Y和E是肽中比例较高的氨基酸。根据BIOPEP-UWM的预测评分，筛选出四种潜在的咸味增强肽ADHDLPF、DIQPEER、DEPLIWW和LPDEPSR，并通过感官评价发现它们具有良好的咸味强度。分子对接和分子动力学模拟结果表明，四种咸味肽可通过氢键与TMC4离子通道蛋白相互作用。TMC4 pocket1中的Arg583、Arg294、Ala584和Glu161以及TMC4 pocket2中的Arg437、Gln527、Arg580、Arg506和Lys412可能在咸味结合中起主要作用。此外，电子舌结果表明，添加不同浓度的咸味肽对改善NaCl溶液的咸味具有协同效应，可替代至少25%-50%的NaCl。这些结果有助于更好地理解香菇酶解提取物的咸味特性以及咸味肽的增味机制。本研究为开发食用菌减盐调味品产品提供了一种有效且实用的方法。

03创新点

本研究首次从香菇酶解物中系统筛选出四种新型咸味增强肽（ADHDLPF、DIOPEER、DEPLIVW、LPDEPSR），并创新性结合AI从头折叠建模、分子对接及动力学模拟技术，阐明其通过氢键作用靶向结合咸味受体TMC4的关键位点，揭示肽介导的"减盐不减咸"分子机制；同时证实该类肽可替代25%-50%食盐，显著降低钠摄入。应用前景聚焦三大方向：开发香菇源天然减盐调味品，助力高血压人群健康膳食；为食用菌高值化加工提供新技术路径，推动产业升级；基于TMC4受体结构的肽理性设计，为新一代低钠食品添加剂研发奠定理论基础。