糖基化修饰酪蛋白钠-壳寡糖复合物调控乳液理化性质及槲皮素递送效率的研究：反应时间与质量比的影响

本研究针对酪蛋白钠(SC)结构无序导致的稳定性差及槲皮素(QE)生物利用度低等问题，通过美拉德反应构建SC-壳寡糖(COS)复合物，优化反应时间(4 h)与质量比(5:4)后，复合物α-螺旋含量显著提升，乳化性能增强，其稳定乳液使QE包埋率达78.1%，并显著提高高盐(>0.30 mol/L)和高温(>65°C)下的稳定性及体外消化生物可及性，为功能性食品递送系统开发提供新策略。

　　

论文解读

在功能性食品和药物递送领域，酪蛋白钠(Sodium caseinate, SC)因其高营养价值和乳化特性备受关注，但其富含脯氨酸残基导致的随机卷曲结构易被胃蛋白酶水解，稳定性较差。与此同时，具有多重生物活性的槲皮素(Quercetin, QE)因水溶性差、胃肠降解快等问题限制了其应用。如何通过天然材料改性提升SC的稳定性，并构建高效递送系统以提高QE生物利用度，成为亟待解决的科学问题。

为此，国内某研究团队在《Food Bioscience》发表研究，创新性地采用干热法美拉德反应(Maillard reaction)将SC与壳寡糖(Chitosan oligosaccharide, COS)共价结合，系统探究反应时间(2-8 h)和质量比(SC/COS 5:4至5:8)对复合物结构及功能的影响。研究发现，4 h反应时间与5:4质量比条件下，SC-COS复合物α-螺旋和β-转角含量显著增加，β-折叠和无规卷曲减少，形成更有序的二级结构。这种结构变化使复合物表面疏水性降低，在空气-水和油-水界面表现出优异的乳化性能，其稳定的水包油(O/W)乳液对QE的包埋率高达78.1%，远超单纯SC或物理混合组。

关键技术方法
研究采用干热法美拉德反应制备SC-COS复合物，通过紫外光谱测定中间产物(A₂₉₄)和褐变程度(A₄₂₀)，圆二色谱分析二级结构，并构建O/W乳液评估乳化稳定性。通过体外模拟消化模型分析QE生物可及性，结合高盐(>0.30 mol/L NaCl)和高温(>65°C)胁迫实验验证乳液稳定性。

研究结果

1. 反应时间影响：A₂₉₄和A₄₂₀随反应时间延长而增加，4 h时接枝度达峰值，过度反应(>6 h)可能导致高级糖基化终产物(AGEs)积累。
2. 质量比优化：SC/COS为5:4时复合物乳化活性指数(EAI)最高，乳液粒径最小(约200 nm)，且界面蛋白吸附量增加50%。
3. 乳液性能：SC-COS乳液在0.35 mol/L NaCl或70°C处理30 min后仍保持稳定，而对照组出现明显分层。体外消化后QE生物可及性提升至62.3%，较游离QE提高2.1倍。

结论与意义
该研究首次阐明SC与COS通过美拉德反应的构效关系，证实适度糖基化(4 h, 5:4)可定向调控蛋白质二级结构，从而提升其乳化性能及递送效率。所构建的SC-COS-QE三元体系兼具高负载率、环境耐受性和消化稳定性，为功能性成分递送系统设计提供了新思路。此外，研究提出的"结构有序化-界面强化-递送增效"机制，可拓展至其他蛋白-多糖复合物的理性设计，对开发食品、医药领域的新型天然乳化剂具有重要指导价值。