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乳铁蛋白（LF）在含乙醇环境易聚集，限制其在酒精饮料中的应用。研究人员制备 LF-Zein 双蛋白纳米颗粒，发现最佳质量比下纳米颗粒稳定性好，还能稳定 Pickering 乳液。该成果为 LF 在酒精乳液等应用提供新策略。
在当今的食品科学领域，功能性食品成分的开发与应用一直是研究的热点。乳铁蛋白（Lactoferrin，LF）作为一种在哺乳动物分泌物中广泛存在的 80kDa 铁结合糖蛋白，备受关注。它不仅具有强大的铁螯合能力，能参与体内铁的稳态调节，还展现出抗菌、抗癌、抗炎以及免疫调节等多种令人瞩目的生物功能，这使得它成为功能性食品中极具潜力的成分。想象一下，如果能将 LF 添加到各种食品中，尤其是酒精饮料里，那这些饮品在满足人们味蕾享受的同时，还能为健康加分，听起来是不是很棒？
然而，现实却给这个美好的设想泼了一盆冷水。随着人们对酒精饮料的喜爱不断升级，对含有功能性成分的酒精饮品需求也日益增加，LF 在含乙醇环境中的 “表现” 却不尽人意。乙醇，这个在酒精饮料中占据重要地位的物质，虽然凭借其两亲性在一定程度上能作为助乳化剂，改善蛋白质稳定的酒精乳液的稳定性和性能，但它对蛋白质却有着不小的 “破坏力”。在含乙醇的环境里，蛋白质就像被施了魔法一样，容易发生构象变化、聚集，甚至变性。这是因为乙醇会降低环境的极性和介电常数，打破蛋白质原本稳定的结构，就好比拆除了一座房子的稳固支架，房子自然就摇摇欲坠了。例如，乳清蛋白分离物（Whey protein isolates，WPI）在乙醇中就会形成大的聚集体，其二级和三级结构也会发生明显改变。同样，LF 在乙醇环境中也面临着聚集的难题，这严重限制了它在酒精饮料中的应用，让科学家们的 “健康酒精饮品梦” 暂时受阻。
为了攻克这个难题，推动功能性食品的发展，来自未知研究机构的研究人员勇敢地踏上了探索之旅。他们聚焦于如何抑制 LF 在乙醇 - 水体系中的聚集，并提高 Pickering 乳液（一种由固体颗粒稳定的乳液）的稳定性，开展了一系列深入研究。最终，他们取得了令人振奋的成果，成功制备出了具有乙醇耐受性的 LF-Zein 双蛋白纳米颗粒，为解决 LF 在含乙醇环境中的应用问题提供了新的方向，这一成果发表在《Food Hydrocolloids》杂志上。
研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。通过动态光散射技术来测量纳米颗粒的粒径分布和 zeta 电位，以此了解纳米颗粒的大小和表面电荷特性；采用圆二色谱（Circular dichroism，CD）技术分析蛋白质二级结构的变化，从而判断 LF-Zein 双蛋白纳米颗粒的结构稳定性；利用等温滴定量热法（Isothermal titration calorimetry，ITC）和分子对接分析，探究纳米颗粒形成过程中的相互作用力，明确其形成机制；借助 Turbiscan 稳定性指数（Turbiscan stability index，TSI）评估 Pickering 乳液的稳定性。
下面让我们详细看看研究的具体结果。在 “粒子大小和 zeta 电位” 方面，研究人员对不同质量比的 LF-Zein 纳米颗粒进行了分析。结果显示，LF 对照组在 15%（v/v）的乙醇水溶液中呈现出特征性的三峰分布，分别在约 3.91nm、37.8nm 和 250 - 350nm 处出现峰值，这表明 LF 在乙醇诱导下存在多种聚集体，包括单体或二聚体、中间聚集体以及大规模聚集体。而当与 Zein 复合形成双蛋白纳米颗粒后，在 LF 与 Zein 的最佳质量比（1:1）下，纳米颗粒展现出最小的直径（110.9 ± 8.4nm）和最高的 zeta 电位（+45.8 ± 1.6mV），这意味着其胶体稳定性得到了显著提升。
从 “结构稳定性” 来看，CD 光谱分析发现，形成双蛋白纳米颗粒后，LF 的 α - 螺旋含量增加。α - 螺旋是蛋白质二级结构的一种重要形式，其含量的增加意味着蛋白质的结构更加有序、稳定，进而增强了 LF 的热稳定性。就好比给原本不太牢固的建筑结构增加了更多坚固的支撑梁，使得整个建筑更加稳固，能够承受更高的温度 “考验”。
关于 “纳米颗粒形成机制”，ITC 和分子对接分析表明，LF 和 Zein 之间的疏水相互作用在纳米颗粒的形成过程中起主导作用，同时氢键和范德华力也起到了辅助作用。这些相互作用使得 Zein 和 LF 紧密结合，形成了一种核 - 壳结构，其中 Zein 构成核心，LF 则包裹在外壳，就像一颗 “夹心糖”，这种结构进一步稳定了双蛋白纳米颗粒。
在 “界面活性和乳液稳定性” 方面，研究人员发现双蛋白纳米颗粒具有很强的界面活性，能够显著降低界面张力。通过 Turbiscan 稳定性指数（TSI）评估发现，含有双蛋白纳米颗粒的 Pickering 乳液具有更低的 TSI 值，这表明该乳液更加稳定，不易发生分层、絮凝等现象，能够在较长时间内保持良好的分散状态。
综合以上研究结果，研究人员得出结论：成功开发出的乙醇耐受性 LF-Zein 双蛋白纳米颗粒，能够有效地抑制 LF 在 15%（v/v）乙醇 - 水体系中的聚集，并稳定 Pickering 乳液。疏水相互作用和氢键是纳米颗粒形成的主要驱动力，形成的核 - 壳结构有助于提高 LF 的结构稳定性和热稳定性。双蛋白纳米颗粒优异的界面活性和乳液稳定性能，为 LF 在酒精乳液和功能性饮料等领域的应用开辟了新的道路。
这项研究具有重要的意义。它不仅加深了我们对蛋白质在含乙醇环境中聚集行为的理解，为后续研究蛋白质与有机溶剂的相互作用提供了宝贵的参考，还为蛋白质基胶体系统在稳定酒精配方乳液中的应用提供了新的思路和方法。相信在未来，随着对这一研究成果的进一步深入探索和应用开发，我们有望看到更多富含 LF 的功能性酒精饮品出现在市场上，让消费者在享受酒精带来的愉悦时，也能收获健康。
