中式食品团队基于蛋白构象与机器学习解析香辛料赋香机制  

近日，中国农业科学院农产品加工所中式食品加工与装备创新团队基于蛋白构象与机器学习解析香辛料赋香机制，相关研究成果发表于国际肉品权威期刊《国际食品研究（Food Research International）》（JCR一区，IF=8）。加工所2021级中比联培博士王静帆为论文第一作者，张春晖研究员和韩东副研究员为共同通讯作者。

香气是决定肉制品品质感知与风味增强的关键因素，其在热加工过程中的保持与可控释放，是传统肉制品稳定性研究中的重要科学问题。酱卤牛肉作为中式传统肉制品的典型代表，其特征香气主要源自香辛料所含的苯丙素类风味化合物。肌原纤维蛋白作为天然风味载体，可通过与风味化合物形成复合体系，调控香气的保留与释放。

本研究选取丁香酚、反式茴香脑、甲基丁香酚、草蒿脑和茴香醛等典型苯丙素类风味化合物，系统考察其在不同的加热条件和添加浓度下与肌原纤维蛋白的结合行为及相关蛋白结构响应。结果表明，在未加热条件下，风味化合物主要通过疏水相互作用促进氢键形成，提高了蛋白质的α-螺旋含量；加热会诱导肌原纤维蛋白发生部分构象展开，暴露更多疏水区域及反应性基团，从而增强其对苯丙素类风味化合物的结合能力；随加热时间延长，蛋白质聚集加剧，结合位点可及性下降，风味物质对蛋白结构的调控作用随之减弱。结合机器学习聚类分析发现，不同苯丙素化合物的结合行为受其化学结构显著影响，其中羟基与甲氧基的存在可通过改变氢键作用能力与空间可及性，进一步影响其与肌原纤维蛋白的结合强度。

本研究从分子层面揭示了香辛料赋香过程中风味物质与肌原纤维蛋白的相互作用机制，为肉制品加工中香气保持与释放的精准调控提供了理论依据。

该研究得到了农业科技创新计划和国家自然科学基金的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.foodres.2025.118268