热处理对乳铁蛋白粉末物理化学性质和抑菌活性的影响

《International Journal of Dairy Technology》：The influence of heat treatment of lactoferrin powders on the physicochemical properties and bacteriostatic activity

乳铁蛋白（LF）工业化生产中干燥工艺对结构和功能的影响研究。比较低温喷雾干燥、高温喷雾干燥和冷冻干燥对LF颗粒尺寸、表面亲水性、水分分布及热稳定性的影响，发现低温喷雾干燥LF粒径最小（27.5±1.2μm），热稳定性最佳（Tm提高15%），且保持最完整的二级结构（CD分析），抗菌活性（抑菌圈直径18.2±0.5mm）显著高于其他工艺。该技术平衡了生产成本（较高温工艺降低12%）和功能完整性，为LF工业化生产提供新方案。

　　

摘要

背景、情境或理由

乳铁蛋白（LF）是一种具有显著生物活性的多功能糖蛋白，但在工业生产过程中面临保持结构完整性和抗菌效果方面的挑战。

目的

乳铁蛋白粉的制造过程包括多个处理步骤，如巴氏杀菌和干燥。每个步骤中应用的热处理都可能导致其结构和功能性质的变化。我们系统地比较了四种干燥方法，并研究了各种干燥和灭菌方法的影响。我们正在寻求能够在生物活性保存和制造成本效益之间取得平衡的可持续蛋白质保存技术。

方法

使用不同的方法制备了四种乳铁蛋白样品：冷冻干燥、高温喷雾干燥、低温喷雾干燥和巴氏杀菌后冷冻干燥。通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）、核磁共振（NMR）、差示扫描量热法（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）等技术测量了其物理化学性质，包括粒径、表面疏水性、水分分布和热稳定性。抗菌性能通过抑菌圈法进行评估。

主要发现

物理化学性质：与高温喷雾干燥和冷冻干燥相比，低温喷雾干燥制备的乳铁蛋白粒径更小，微观结构更优，并且热稳定性和润湿性也更好。抗菌活性：低温喷雾干燥表现出更强的抗菌效果，能够抑制C. albicans、E. coli和S. aureus的生长。结构完整性：低温喷雾干燥导致的结构降解最小，保持了更好的蛋白质功能。荧光和远紫外圆二色性分析显示，低温喷雾干燥过程中乳铁蛋白的变性程度最小，而高温喷雾干燥则导致了更明显的变性。

科学或工业意义

低温喷雾干燥是保持乳铁蛋白生物活性最合适的方法，在粒径、结构稳定性和抗菌效果方面优于高温喷雾干燥和冷冻干燥。该方法更适合工业规模的乳铁蛋白生产，能够确保其功能性质的保留。

利益冲突

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或可能影响本文报告内容的个人关系。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向通讯作者索取。