马铃薯蛋白-玉米醇溶蛋白纳米颗粒的组装机制与界面行为研究及其在食品工业中的应用潜力

《Food Hydrocolloids》：Assembly mechanism and interfacial behavior of potato protein-zein nanoparticles

本文推荐一篇关于植物蛋白纳米颗粒构建的创新研究。作者通过pH循环法（pH-cycle）成功制备了以玉米醇溶蛋白（zein）为核、马铃薯蛋白（PPI）为壳的"核-壳"结构纳米颗粒，显著提升了复合蛋白溶解度（从73.39%增至85.93%）。研究通过分子动力学模拟揭示疏水相互作用是稳定复合物的关键力量（结合自由能分析显示Leu-320与Leu-6键长最短为0.32 nm），并证实最佳质量比（PPI:zein=7:3）时纳米颗粒粒径最小（134.03 nm），界面扩散速率最快（Kdiff=4.451），且形成弹性界面膜（Ed>Ev）。该工作为疏水植物蛋白在食品工业中的高值化应用提供了新策略。

　　

亮点

材料

玉米醇溶蛋白（zein，纯度≥92%）购自上海源叶生物科技有限公司。马铃薯蛋白（PPI，纯度≥80%）由西安普锐斯生物工程有限公司提供。8-苯氨基-1-萘磺酸（ANS）购自阿拉丁试剂有限公司。SDS来自国药集团化学试剂有限公司。FuturePAGE?蛋白预制胶购自常州博易生物技术有限公司。BCA蛋白检测试剂盒...

结果与讨论

当玉米醇溶蛋白浓度较高时（PPI:zein < 6:4），体系开始出现蛋白质沉淀。这可能是由于PPI不足以稳定大量zein，无法在中性条件下形成稳定的核壳结构（Wang等, 2019）。随着PPI浓度增加，足够多的PPI可吸附在zein表面形成稳定核壳结构。该结构能防止疏水蛋白严重聚集并...

结论

本研究采用pH循环法制备了PPI-zein纳米颗粒，并分析了其结合模式、界面特性及稳定性。电位-pH曲线表明纳米颗粒形成了以PPI为壳、zein为核的"核-壳"结构。多光谱和解离实验发现，纳米颗粒形成后PPI构象发生改变，其稳定性由疏水相互作用、氢键和静电相互作用共同维持。分子动力学模拟显示，肽段246-267的构象灵活性变化可能是与zein相互作用的关键位点。当PPI与zein质量比为7:3时，纳米颗粒粒径最小（134.03 nm），界面扩散能力最佳（K_diff = 4.451），且弹性模量（E_d）始终大于粘性模量（E_v），形成弹性界面膜。PPI-zein纳米颗粒表现出优于PPI的储存稳定性和环境稳定性，为疏水植物蛋白在食品工业中作为可溶性纳米颗粒的应用提供了新见解。