超声辅助构建大豆蛋白-表没食子儿茶素没食子酸酯-聚葡萄糖三元复合物稳定乳液的机制：结构特性、功能性质与界面行为研究

本研究针对大豆分离蛋白（SPI）作为天然乳化剂存在的分子尺寸大、表面疏水性低、界面活性弱等问题，通过超声处理构建SPI-EGCG-PD三元复合物，系统探究其结构特性、功能性质及界面行为。结果表明，超声处理显著改变了蛋白质二级结构，提高了复合物的乳化活性和抗氧化活性，所制备乳液具有最小的粒径（599.6 nm）、最高的绝对ζ-电位（-37.4 mV）和最优的氧化稳定性（5.31 μmol/L），为开发高稳定性生物活性物质递送系统提供了理论依据。

　　

在现代食品工业中，乳液作为一种重要的递送系统，能够有效保护脂溶性活性成分（如类胡萝卜素、姜黄素等）免受光和氧的降解，并提高其生物利用度。然而，乳液的稳定性高度依赖于所使用的乳化剂。大豆分离蛋白（Soy Protein Isolate, SPI）作为一种来源广泛、具有两亲性的植物蛋白，已被广泛用作天然乳化剂。但SPI分子尺寸较大、表面疏水性较低，导致其结构灵活性和界面活性较差，限制了其在稳定乳液方面的应用效果。

近年来，通过设计蛋白质-多酚/多糖复合物来改善乳液稳定性，已成为制备长期稳定乳液的一种解决方案。与纯蛋白质相比，蛋白质-多酚复合物通过提供额外的疏水位点，增加蛋白质分子的灵活性，改善蛋白质的界面活性，从而形成更厚、更具粘弹性的界面层。但由蛋白质-多酚复合物制备的乳液对环境因素（温度、离子强度、pH等）的抵抗力较差。相比之下，蛋白质-多糖稳定的乳液更稳定，但其防止生物活性物质氧化降解的能力有限。因此，基于具有表面活性的蛋白质、具有空间结构稳定性的多糖和具有抗氧化活性的多酚的三元复合物逐渐成为研究焦点。

在此背景下，本研究以SPI、(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯（(-)-epigallocatechin gallate, EGCG）和聚葡萄糖（polydextrose, PD）为原料，通过超声处理制备了SPI、SPI-EGCG、SPI-PD和SPI-EGCG-PD复合物，并利用这些复合物稳定乳液，系统研究了它们的结构特性、功能性质和界面行为。

研究采用的主要技术方法包括：通过超声处理（400 W，工作5 s间歇5 s，总时间10 min）制备复合物；利用傅里叶变换红外光谱（Fourier-transform infrared spectroscopy, FT-IR）、圆二色光谱（circular dichroism spectroscopy, CD）、荧光光谱、紫外-可见吸收光谱（UV–Vis absorption spectroscopy）等技术对复合物进行结构表征；通过测定表面疏水性、界面张力、乳化特性（乳化活性指数Emulsifying activity index, EAI和乳化稳定性指数Emulsifying stability index, ESI）和抗氧化活性（DPPH和ABTS自由基清除率）评估其功能性质；进一步制备乳液后，通过粒径、ζ-电位、界面吸附蛋白含量、流变学性质、激光共聚焦显微镜（Confocal laser scanning microscopy, CLSM）、氧化稳定性（硫代巴比妥酸反应物Thiobarbituric acid reactive substance, TBARS测定）和储存稳定性等指标对乳液体系进行表征。

研究结果表明，超声处理后样品的蛋白质二级结构相较于SPI及其复合物（SPI-EGCG、SPI-PD、SPI-EGCG-PD）发生了显著改变，具体表现为α-螺旋和β-折叠含量显著降低，无规卷曲含量显著增加。同时，它们的乳化能力和抗氧化活性均显著增强（p < 0.05）。由超声制备的SPI-EGCG-PD复合物稳定的乳液表现出最优的稳定性，具体体现在最高的乳液稳定性指数（89.6 min）、最小的粒径（599.6 nm）、最高的绝对ζ-电位值（-37.4 mV）、最大的界面吸附蛋白含量（4.89 mg/mL）、最好的氧化稳定性（5.31 μmol/L）、最低的界面张力（20.89 mN/m）以及最好的储存稳定性。

通过傅里叶变换红外光谱分析发现，复合物的形成涉及分子间氢键等相互作用。圆二色光谱结果显示，复合化与超声处理显著改变了蛋白质的二级结构组成，超声处理后的三元复合物呈现出以β-折叠为主的有序网络结构。荧光光谱和紫外-可见吸收光谱表明，超声处理暴露了更多的色氨酸（Tryptophan, Trp）和酪氨酸（Tyrosine, Tyr）残基，增强了复合物的疏水相互作用和抗氧化能力。表面疏水性和界面张力测定证实，超声处理提高了复合物的界面吸附能力，降低了界面张力，从而有利于乳液的稳定。

在乳液表征方面，超声处理后的复合物稳定的乳液具有更小的粒径、更高的绝对ζ-电位值和更大的界面吸附蛋白含量，表明其具有更强的静电斥力和空间位阻效应，能有效抑制液滴的聚集和 coalescence。流变学测试表明，所有乳液均表现出明显的剪切稀变行为，且超声处理后的复合物稳定的乳液具有更高的表观粘度和模量（储能模量G'和损耗模量G''），说明其形成了更致密、稳定的界面膜。激光共聚焦显微镜观察直观地展示了乳液液滴的分布和蛋白质的界面吸附情况，超声处理后的三元复合物形成了均匀、致密的界面层。氧化稳定性和储存稳定性测试进一步证明，SPI-EGCG-PD (U)乳液在长期储存过程中脂质氧化程度最低，且无明显相分离现象。

本研究阐明了超声处理促进蛋白质、多酚和多糖协同吸附的机制，并探讨了超声处理的蛋白质及其复合物的界面行为在维持乳液稳定性中的作用，从而为开发高稳定性的生物活性物质递送系统提供了理论基础。该研究不仅深化了对蛋白质-多酚-多糖三元复合物结构与功能关系的理解，而且为新型稳定食品材料的开发和应用提供了重要参考。