鹰嘴豆分离蛋白与葡聚糖相互作用新探:构建稳定 W/O/W 乳液,提升活性成分包封性能

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Food Research International 7.0

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  为解决 W/O/W 乳液稳定性差,以及绿原酸(CA)、叶黄素(Lu)应用受限问题,研究人员制备鹰嘴豆分离蛋白 - 葡聚糖(CPI-Dex)复合物构建 W/O/W 乳液。结果显示该复合物提升了乳液稳定性和 CA、Lu 包封率,为食品应用提供新策略。

  在食品科学的大舞台上,有两种 “明星” 成分备受瞩目,那就是绿原酸和叶黄素。绿原酸是一种具有广泛生物活性的酚酸,不仅能抗氧化、抗炎,还对心血管有保护作用,在食品、医疗保健等领域都有巨大的应用潜力。然而,它就像个 “娇弱的公主”,对光、热、氧非常敏感,这使得它在食品加工过程中难以直接施展身手。叶黄素同样不容小觑,作为人体无法合成的必需类胡萝卜素,它在保护视网膜细胞、维持视觉健康方面发挥着关键作用,同时还具备抗氧化、调节脂质代谢等多种生理功能。但它也有自己的 “短板”,易降解失活、水溶性差、口服生物利用度低,这些缺点严重阻碍了它在食品领域的广泛应用。
更有意思的是,研究发现绿原酸和叶黄素还能产生协同抗氧化效应,要是能同时保护好它们,那在食品工业中的应用前景简直不可限量。此时,W/O/W 乳液(水包油包水乳液)进入了人们的视野,它独特的两膜三相结构,既能保护和传递生物活性成分,又能降低脂质含量,让乳液更易消化吸收。可它的稳定性却成了 “老大难” 问题,这就像给这场 “美食盛宴” 泼了一盆冷水。

为了解决这些难题,来自国内的研究人员勇敢地踏上了探索之旅。他们将目光聚焦在鹰嘴豆分离蛋白(CPI)和葡聚糖(Dex)上。鹰嘴豆分离蛋白产量高、致敏性低,氨基酸组成还很符合 WHO/FAO 推荐的理想模式,是优质蛋白质的潜力来源。而葡聚糖作为一种中性多糖,不仅溶解性和稳定性好,还能促进胃肠消化、清除自由基。研究人员大胆猜测,要是把它们俩 “结合” 起来,说不定能打造出稳定的 W/O/W 乳液,给绿原酸和叶黄素找到一个 “安全的家”。

研究人员开展了一系列实验。首先,他们利用多光谱分析和分子对接技术,深入探究 CPI 和 Dex 的相互作用机制。接着,对 CPI-Dex 复合物的功能特性和稳定性进行全面表征。最后,用 CPI-Dex 复合物作为乳化剂,制备出同时包封绿原酸和叶黄素的 W/O/W 乳液,并对乳液的稳定性、包封效率以及绿原酸和叶黄素的生物利用度进行评估。

研究结果令人惊喜!多光谱分析表明,葡聚糖能诱导鹰嘴豆分离蛋白发生结构变化,让蛋白的结构展开,更多的疏水基团暴露出来。分子对接则显示,CPI 和 Dex 主要通过氢键相互作用,形成的 CPI-Dex 复合物稳定性超高。在功能特性方面,复合物的乳化和界面性能都得到了显著提升。当 CPI 和 Dex 的比例为 1:3 时,制备出的乳液展现出超强的物理稳定性和适宜的黏度。而且,这款乳液对绿原酸的包封效率高达 81.08±0.87%,对叶黄素的包封效率更是达到了 92.21±0.08%。

从研究方法来看,研究人员主要运用了多光谱分析技术,通过检测复合物荧光光谱等变化,来探究蛋白结构改变情况;利用分子对接技术,从分子层面揭示 CPI 与 Dex 的相互作用方式;还通过制备不同比例的 CPI-Dex 复合物,测试其在乳液中的性能,以此筛选出最佳比例。

这项研究意义重大。它首次揭示了 CPI 和 Dex 之间的分子相互作用,为理解蛋白质和多糖之间的关系提供了新的视角。同时,证实了 CPI-Dex 复合物能有效稳定 W/O/W 乳液,显著提高绿原酸和叶黄素的包封效率,为这两种活性成分在食品工业中的应用开辟了新道路。这一成果发表在《Food Research International》上,无疑为食品科学领域注入了新的活力,有望推动相关产业的进一步发展。

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