食品風味物質(zhì)是一類具有獨特化學結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的化合物，它們賦予食品獨特的香氣、味道和口感。其化學組成豐富多樣，涵蓋了醇類、醛類、酮類、酯類、酸類、酚類、含硫化合物等多種類型。傳統(tǒng)發(fā)酵食品四川曬醋(SichuanshaMinegar, SSV)不僅是一種重要的調(diào)味品，更承載著豐富的生物活性物質(zhì)與獨特的風味特征。
 

近年來，隨著“食品感官組學”概念的興起，研究者逐漸認識到食品風味物質(zhì)的價值不僅體現(xiàn)在感官特性上，更與神經(jīng)愉悅效應(yīng)存在潛在關(guān)聯(lián)。感官組學的研究揭示了食品風味的多感官特性，這種特性不僅僅依賴于味覺和嗅覺，還涉及到視覺、觸覺等多種感官的綜合作用，這種多感官的整合使得風味體驗更加復雜和豐富。在食品風味的研究中，代謝組學的應(yīng)用為揭示風味物質(zhì)的化學組成及其感官特性提供了新的視角。代謝組學不僅能夠全面分析食品中的化學成分，還能揭示這些成分在食品加工過程中的變化及其功能。這種方法的應(yīng)用使得研究者能夠更準確地評估食品的感官特性，并通過與感官評價結(jié)果的結(jié)合，揭示風味物質(zhì)與神經(jīng)愉悅效應(yīng)之間的關(guān)系。現(xiàn)有研究指出食醋攝入可能提升情緒狀態(tài)，但其中風味分子與嗅覺受體(ORs)之間的具體作用機制仍不明確。傳統(tǒng)感官評價與電生理實驗雖能驗證風味物質(zhì)的整體效應(yīng)，卻難以揭示“配體-受體”結(jié)合的動態(tài)過程、空間構(gòu)象變化及能量穩(wěn)定化機制。
 

計算生物學方法的突破為食品風味研究提供了全新視角。其中，分子對接(Molecular Docking, MD)與分子動力學模擬(Molecular Dynamics Sirmulation,MDS)技術(shù)憑借其高分辨率解析能力和動態(tài)過程捕捉優(yōu)勢，成為破解配體-受體互作機制的利器。
 

基于上述背景與方法學進展，本研究首次將分子對接與分子動力學模擬技術(shù)整合應(yīng)用于曬醋風味物質(zhì)研究中，旨在從分子層面系統(tǒng)揭示高OAV風味化合物與愉悅受體相互作用的動態(tài)機制。首先，基于感官組學分析篩選曬醋中OAV>1的關(guān)鍵風味活性物質(zhì)，再通過6enecards數(shù)據(jù)連管找開構(gòu)建愉悅相關(guān)受體(PROR)如點群(波蓋內(nèi)呼肽受體、多巴胺受體、而清玄受體及噪覺受體)。接看利用ALtoDock Vina等工具進行分子對接，預測風味分子與受體的最佳結(jié)合模式及結(jié)合自由能，識別關(guān)鍵作用位點，進而通過GROMACS實施毫秒級分子動力學模擬，分析復合物穩(wěn)定性、構(gòu)象漲落、結(jié)合能貢獻及信號傳導相關(guān)結(jié)構(gòu)變化，最后通過感官評價驗證分子結(jié)合穩(wěn)定性與愉悅度的相關(guān)性。從而解析曬醋中高OAV風味物質(zhì)與神經(jīng)受體相互作用的分子機制，不僅能夠揭示傳統(tǒng)發(fā)酵食品的“風味-愉悅”橋梁，也為開發(fā)具有情緒調(diào)節(jié)功能的新型食品提供了理論依據(jù)。

一、材料和方法

01試驗材料
四川曬醋(總酸(以乙酸計)>4g/100mL，產(chǎn)品執(zhí)行標準:T/YTXTZH1-2020)，四川太源井醋業(yè)有限公司;氯化鈉，天津市科密歐化學試劑有限公司;辛酸甲酯，上海麥克林生化科技有限公司;苯乙醇，上海麥克林生化科技有限公司;1,1-二甲基乙基-二甲基苯酚，上�；�源世紀貿(mào)易有限公司;2-苯乙酸乙酯，上海麥克林生化科技有限公司;y-苯基-y-丁內(nèi)酯，上海麥克林生化科技有限公司;4-乙基-2-甲氧基苯酚，上海麥克林生化科技有限公司;苯乙酸乙酯、上海麥克林生化科技有限公司;乙酸，上海麥克林生化科技有限公司。

02QDA感官評價驗證
按照GB/T 10220-2012挑選8名評價人員(男女各4名，年齡22-35歲，無嗅覺疾病史)，采用正已醛(10 μg/L)、苯乙醇(50 pg/L)、Y-苯基-y-丁內(nèi)酯(10 μg/L)等標準嗅味劑進行5天訓練，每日校準嗅覺敏感度與評分一致性，訓練后Kappa系數(shù)>0.75，確保評價可靠性，并布置感官評價環(huán)境。將分子對接中得到的結(jié)合能較低的幾組復合物所對應(yīng)的六種單體化合物溶解于4.15%的乙酸水溶液中，采用10分制QDA方法評估曬醋化合物的愉悅度，0分代表無愉悅度，5分代表中等愉悅度，10分代表高愉悅度。

二、四川曬醋中香氣活性物質(zhì)的感官評價

為驗證分子對接與動力學模擬結(jié)果對感官愉悅度的關(guān)聯(lián)，以6種核心香氣活性物質(zhì)的感官評價得分為依據(jù)，分析愉悅感強度及潛在機制，配置乙酸-水溶液作為溶劑與陰性對照，樣本濃度等條件與前期檢測到的香氣活性成分(表1)一致。
 

感官評價結(jié)果顯示(圖8)，各樣本得分由高到低分別為M10、M19、M20、M14、M25、M5，不同樣本得分差異顯著(箱線圖中位值、25%-75%區(qū)間分布不同)。M10得分最高，推測對應(yīng)香氣活性物質(zhì)與受體作用強，分子動力學模擬后構(gòu)象穩(wěn)定，能高效觸發(fā)愉悅感，其OAV值為19973，該化合物嗅覺愉悅度較高，但其OAV值遠超其余化合物，過高的濃度可能使得M10溶液易造成嗅覺疲勞、采用 IBM SPSS Statistics 26 進行單因素方差分析，顯著性水平設(shè)為a=0.05，結(jié)果顯示，M10(8.2±0.5分)與M19 (7.9±0.6分)的愉悅度無顯著差異(P-0.32)。M19得分次之，其香氣活性物質(zhì)可能通過疏水、氫鍵等協(xié)同作用，在感官層面呈現(xiàn)較好適配性與Liu Mingxiu等人的研究結(jié)果類似。M20、M14得分中等，或因氣味層次單一、OAV值低，雖結(jié)合靶點較好，但感官愉悅度受香氣復雜度限制。這兩種化合物中M20的OAV值為47.13，低于M14的65.4，但總體看來，M20的愉悅度更高，這可能是由于M20與靶點蛋白的結(jié)合性能更好，在低OAV的情況下依然能帶來高愉悅度;M25、M5得分低，可能與成分在感官層面的協(xié)同效應(yīng)弱、香氣層次不足有關(guān);MO為4.15%的乙酸溶液的對照組，僅有一定的刺激性氣味，故得分最低。
 

高得分樣本的愉悅感，源于分子層面與受體的穩(wěn)定結(jié)合，在感官層面表現(xiàn)為香氣層次豐富、與天然嗅覺受體適配度高;低得分樣本則因結(jié)合后感官觸發(fā)機制不足(風味單一、OAV低)，導致愉悅感弱。此結(jié)果呼應(yīng)前期分子對接與動力學模擬結(jié)論-一分子結(jié)合穩(wěn)定性與感官愉悅度正相關(guān)，但需疊加香氣復雜度、OAV值等感官因素，共同決定最終愉悅感強度，為從“分子作用”到“感官體驗”的關(guān)聯(lián)機制提供驗證，也為香氣活性物質(zhì)篩選、調(diào)配優(yōu)化提供依據(jù)。

三、結(jié)論

本研究整合感官組學、分子對接與分子動力學模擬技術(shù)，系統(tǒng)解析了四川曬醋中高OAV風味物質(zhì)與愉悅相關(guān)受體的相互作用機制。通過篩選符合血腦屏障滲透性及理化參數(shù)(LogS>-4、LogP<5、分子量<300 Da)的23種關(guān)鍵風味活性物質(zhì)，結(jié)合PPI網(wǎng)絡(luò)分析確定DRD2、MAOB、HTR2A、HTR2C為核心靶點，揭示了其通過G蛋白偶聯(lián)信號通路調(diào)控愉悅感知的分子基礎(chǔ)。
 

分子對接結(jié)果顯示，75%的受體-配體對結(jié)合自由能小于-4.25 kcal/mol，其中1.1-二甲基乙基-二甲基苯酚(M10)與MAOB結(jié)合能最低(-8.0 kcal/mol)，y-苯基-y-丁內(nèi)酯(M19)與DRD2、2-苯乙酸乙酯(M14)與HTR2A、4-乙基-2-甲氧基苯酚(M20)與HTR2C均形成穩(wěn)定復合物，氫鍵與疏水作用為主要結(jié)合力。100 ns分子動力學模擬進一步證實，四類復合物通過“疏水核心錨定-極性作用輔助”機制維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，芳香族與脂肪族殘基形成的疏水網(wǎng)絡(luò)及動態(tài)氫鍵共同保障結(jié)合特異性，自由能景觀圖顯示強穩(wěn)定復合物呈集中能量簇，為信號傳導提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。