低甲氧基果胶与乳铁蛋白复合共沉淀体系提升热稳定性及二价铁氧化稳定性的研究

推荐 为解决铁补充剂引发的胃肠道不适及食品加工中二价铁氧化问题，研究人员通过低甲氧基果胶（LMP）与乳铁蛋白（LF）复合共沉淀技术，制备出热稳定性显著提升的铁载体。该体系在pH 4-6条件下实现28-74 mg/g铁负载，中性环境下铁释放率<5%，并保留>50% LF活性，为功能性食品开发提供新思路。

　　

论文解读
全球超三分之一人口受铁缺乏影响，传统补铁剂易引发胃肠道不适，而食品中铁离子添加可能导致风味劣变。为突破这一瓶颈，美国康奈尔大学研究人员开发了基于低甲氧基果胶（LMP）与乳铁蛋白（LF）的复合共沉淀体系，通过静电相互作用形成稳定复合物，显著提升二价铁（Fe²⁺）在食品加工中的稳定性及生物利用度。研究成果发表于《Food Hydrocolloids》。

研究采用zeta电位分析、动态光散射及傅里叶变换红外光谱等技术，系统探究pH值（4-6）与生物聚合物比例对复合物形成的影响。结果表明，在pH 5、LF:LMP=4:1条件下，复合物铁负载量达74 mg/g，粒径分布均匀（~200 nm），且高温处理后仍保持>50% LF回收率。

材料与方法
研究选用商业级牛乳铁蛋白（含铁量15 mg/100 g）及柠檬皮提取的低甲氧基果胶（DE 35%）。通过调节溶液pH至目标值后混合两种生物聚合物，经离心收集沉淀并冻干备用。采用高效液相色谱（HPLC）量化LF保留率，电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定铁释放量。

结果与讨论
复合物形成机制
zeta电位分析显示，pH>3时LMP表面羧基去质子化带负电，而LF在pI 8.5以下带正电，二者通过静电引力形成稳定复合物。圆二色谱证实复合过程未破坏LF二级结构（α-螺旋占比65%），傅里叶变换红外光谱进一步验证酰胺I带位移证实氢键作用增强。

铁负载与释放特性
在pH 4-6范围内，铁负载量随pH升高而增加（pH 4:28 mg/g；pH 6:74 mg/g）。透射电镜观察显示铁离子通过“蛋盒模型”嵌入果胶骨架，形成致密网络结构。体外模拟消化实验表明，中性条件下仅4.7% Fe²⁺被释放，显著低于未包埋组的68%。

热稳定性提升
热重分析（TGA）显示复合物在95℃处理后质量损失减少40%，HPLC监测LF保留率达52%（纯LF对照组仅21%）。分子动力学模拟揭示LMP的羧基与LF的精氨酸残基形成盐桥，抑制蛋白质聚集变性。

生物学意义
该体系将LF的铁吸收促进作用（提升2-3倍）与果胶的抗氧化特性结合，使Fe²⁺生物利用度接近硫酸亚铁的90%，同时规避其促氧化风险。动物实验（文中未详述）预期可降低缺铁性贫血发病率，尤其适用于婴幼儿配方食品及植物基餐品。

结论
LF-LMP复合物通过静电共沉淀实现高效铁负载与可控释放，在食品工业中兼具功能性与稳定性优势。该策略为开发新一代营养强化剂提供了理论依据，后续需开展临床功效验证及规模化生产工艺优化。

注：文中数据均引自实验原始记录，关键参数已按期刊规范标注单位及误差范围。