钙离子调控蛋清-菜籽双蛋白微凝胶理化特性及其对油凝胶稳定性的影响机制

《Innovative Food Science & Emerging Technologies》：The effect of Ca2+ concentration on physicochemical properties of egg white-rapeseed dual-protein microgel and the oleogels stability

本研究发现通过Ca2+诱导蛋清-菜籽双蛋白微凝胶形成"钙桥"交联结构，显著提升微凝胶疏水性（接触角降至23.65°）和吸油能力（提升50%）。当Ca2+浓度为0.12 mol/L时，微凝胶作为油凝胶剂制备的油凝胶呈现典型半固体特性（G'>G"），且热稳定性显著增强，为蛋白基脂肪替代品开发提供新策略。

　　

²⁺与双蛋白的分子对接

通过分子对接模拟Ca²⁺与蛋清蛋白、菜籽蛋白主要亚基的相互作用，初步揭示分子间结合力。对接结果显示ipTM得分0.15，pTM得分0.52，总得分0.67，表明钙离子与蛋白存在高度可能相互作用。如图1A所示，钙离子与卵清蛋白Asp-189骨架原子配位，结合距离2.6?，同时与Ser-190侧链羟基形成氢键（2.8?）。在菜籽蛋白Napin中，钙离子与Asp-43羧基氧原子产生强静电相互作用（2.4?），并与Ser-44羟基形成配位键（2.7?）。这些分子间作用力证实"钙桥"可有效增强蛋白交联网络。

结论

本研究系统阐明了Ca²⁺浓度（0-0.2 mol/L）对蛋清-菜籽双蛋白微凝胶理化特性的量效关系，及其对吸油能力和油凝胶稳定性的直接影响。分子对接和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析证实Ca²⁺与蛋白功能基团（如COO-和-OH）形成"钙桥"，增强双蛋白体系疏水性。随着Ca²⁺浓度增加，微凝胶粒径分布变窄（116.75μm），孔隙结构致密化，显著提升油滴吸附效率。皮尔逊相关性分析显示接触角与吸油能力呈显著负相关（r=?0.920, p<0.01）。以0.12 mol/L Ca²⁺处理的微凝胶作为油凝胶剂时，油凝胶表现出优越的流变特性（G'>G"）和热稳定性，为蛋白基油凝胶剂的开发与应用提供新见解。