鼠李糖脂添加对混合芍药酚和丝素蛋白体系的物理化学性质的影响及其在食品体系中作为天然防腐剂的潜力

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《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》：Effect of Rhamnolipids addition on the physicochemical properties of mixed Paeonol and silk fibroin system and their potential for natural preservatives in food systems

【字体：大中小】 时间：2025年11月28日 来源：Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 4.3

编辑推荐：

　　帕埃酮（Pae）与水溶性丝心蛋白（SF）复合体系的相互作用、泡沫性能及防腐效果被研究。结果表明，少量饱和脂肪酸单/双甘油酯（RLs）能增强Pae与SF的结合亲和力，促进氢键形成和结构有序性，从而稳定复合物；RLs提高Pae水溶性和泡沫能力，而Pae抑制泡沫性能。Pae-SF或Pae-SF-RLs体系对多重耐药金黄色葡萄球菌（MRSA）和Alternaria alternata真菌有协同抗菌效果，证明Pae可替代合成杀菌剂，减少食品添加剂负面影响。

李明远|李玉通|张浩|张新茹|郭梦瑶|张倩|严慧|刘杰

聊城大学化学与化学工程学院，中国山东省聊城市252059

摘要

表面活性剂的存在对多酚-蛋白质系统的物理化学性质具有调节作用，因此通过多光谱方法、分子对接和抗菌活性研究了对香叶酚（Pae）和水溶性丝素（SF）体系相互作用机制、起泡性和防腐性能的影响。结果表明，少量表面活性剂的添加不会改变Pae-SF复合物形成的静态淬灭机制和驱动力。低浓度的表面活性剂（0.02?g/L）可以增强Pae与SF之间的结合亲和力，而高浓度（0.25?g/L和1.00?g/L）由于溶解效应和竞争吸附作用而不利于它们的结合。表面活性剂的存在促进了Pae与SF肽链之间的氢键形成，使蛋白质的多肽链结构更加有序，从而稳定了SF-Pae复合物。

表面活性剂能有效提高Pae的水溶性。添加SF后，SF的起泡性和泡沫稳定性均得到增强，而加入Pae后这些性质会减弱。Pae表现出广谱抗菌活性，对多种微生物具有强烈的抑制作用。Pae-SF或Pae-SF-RLs体系对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和链格孢菌（A. alternata）具有协同抑制作用。实验表明，Pae有可能替代合成杀菌剂，减轻特定营养成分和辅料对食品保存的不利影响。

引言

随着消费者对更安全、更可持续食品的需求增加，天然防腐剂在食品工业中的应用越来越受到重视[1,2]。香叶酚（Pae）是从芍药干燥根皮中提取的一种生物活性酚类化合物，具有显著的抗菌性能以及抗氧化、抗炎和抗肿瘤等药理活性[3,4]。其天然来源和低毒性使其成为食品防腐的潜在候选物质，特别是针对致病菌如金黄色葡萄球菌（S. aureus）和单核细胞增生李斯特菌（L. monocytogenes），这些细菌是常见的食品污染源[5]。然而，Pae在水中的溶解度低且稳定性差，限制了其在食品中的广泛应用，从而影响了其作为实际防腐剂的效力[6,7]。

为了解决这些问题，生物聚合物载体已成为提高疏水性生物活性化合物在药物和食品系统中溶解度和稳定性的有效工具[8]。水溶性丝素（SF）是一种从蚕丝中提取的天然蛋白质，具有优异的生物相容性和无毒性能，能与生物组织和细胞和谐共存。由于其优异的溶解度，它可以在水溶液中保持稳定的分散状态。通过物理吸附和化学键合，这种蛋白质能够高效输送亲水性和疏水性活性物质，使其成为生物活性分子的理想载体[[9], [10], [11]]。先前的研究表明，基于SF的复合物可以提高植物多酚（包括红葡萄酒多酚、单宁酸和没食子酸）的生物利用度，并保护它们免受降解，从而延长其在食品中的防腐效果[12,13]。鼠李糖脂（RLs）是由假单胞菌等微生物产生的生物活性表面活性剂。其核心结构结合了鼠李糖部分（亲水）和脂肪酸链（疏水），赋予了它们显著的表面活性、增溶能力和协同抗菌效果[[14], [15], [16], [17]]。食品和制药领域的研究表明，RLs可以显著提高疏水性化合物（如姜黄素和白藜芦醇）的溶解度，增强生物聚合物-药物复合物的稳定性，并有效抑制食品腐败微生物。这些特性加上其出色的药物输送能力，使RLs在多种应用中具有巨大潜力[[18], [19], [20], [21]]。当RLs与蛋白质结合形成复合物时，可以显著提高生物活性系统的功能，通过改善药物的水溶性和体内稳定性[22]。此外，它们的靶向输送能力使药物在特定病变部位积累增多。这种靶向方法结合其保护作用，使它们成为生物医学研究的有前景的方向。鉴于这些特性，RLs通过调节Pae与SF载体的相互作用，在优化Pae在食品保存中的性能方面起着关键作用。

尽管Pae、SF和RLs各自具有优势，但它们作为天然防腐剂系统的联合潜力尚未得到充分探索。特别是Pae与SF之间的相互作用机制以及RLs的调节作用需要系统研究，以增强所得复合物的物理化学性质和抗菌效果。这些见解对于开发适用于食品基质的稳定、有效的基于Pae的防腐剂至关重要。因此，本研究旨在探讨RLs对Pae/SF复合物的结合亲和力、复合物稳定性以及某些性质（溶解度、起泡性和结构稳定性）的影响，并评估Pae对食品borne病原体和腐败微生物的抗菌效果，无论是否添加RLs和SF。通过阐明这些方面，本研究旨在为合理设计和应用基于Pae的防腐剂提供理论基础和实践指导，支持开发更安全、更可持续的食品保存策略。