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《女贞子多酚调控热加工中蛋白质结构的分子机制及其在食品品质提升中的应用》
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月28日 来源:Food Chemistry 8.5
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针对高温加工中蛋白质结构易变性导致食品品质下降的问题,本研究通过热分析和多光谱技术揭示了女贞子多酚(LRE)对肌原纤维蛋白(MP)和豌豆蛋白(PP)的差异化调控机制:LRE通过氢键和疏水作用分别稳定MP(ΔTp +8.53°C)和增加PP无规卷曲结构,并改善油炸食品质构。该研究为天然多酚在蛋白质食品热加工中的应用提供了新策略。
高温加工是食品工业中常见的处理方式,但蛋白质在高温下易发生结构变性,导致肽键断裂、二级键解离甚至有害物质生成,直接影响食品的质构、营养和安全性。虽然合成添加剂(如焦磷酸钠)能调节蛋白质热变性,但其高温稳定性和潜在毒性引发担忧。天然多酚因其抗氧化和结构调控功能成为研究热点,但多数多酚(如EGCG)在80°C时降解率超40%,限制了应用。女贞子(Ligustrum robustum)作为中国传统茶饮,其多酚(LRE)具有优异的热稳定性和生物活性,为破解这一难题提供了新思路。
四川大学的研究团队以肌原纤维蛋白(MP,动物蛋白)和豌豆蛋白(PP,植物蛋白)为模型,通过差示扫描量热法(DSC)、圆二色谱(CD)和分子动力学模拟等技术,系统探究了LRE在热加工中对蛋白质结构的调控机制。研究发现,LRE通过差异化分子相互作用改变两种蛋白的热稳定性:对MP主要增强疏水作用,使其变性温度提升8.53°C;对PP则通过氢键增加无规卷曲结构,降低其热稳定性(ΔTp ?22.06°C)。进一步实验证实,LRE能有效改善油炸蛋白食品的微观结构和质构特性。
关键实验技术
研究结果
LRE对MP和PP热性质的影响
DSC显示LRE使MP的变性峰值温度升高8.53°C,而PP降低22.06°C,表明LRE对两类蛋白的热稳定性调控方向相反。
多光谱结构分析
荧光猝灭实验表明PP对LRE更敏感(所需浓度低于MP)。CD谱显示LRE减少MP的无规卷曲(从28.1%降至19.7%),但增加PP的无规卷曲(从15.3%增至24.8%)。
分子相互作用机制
模拟计算揭示LRE与PP有更多氢键结合位点(7个 vs MP的4个),但与MP的疏水作用更强(结合能?5.2 kcal/mol vs PP的?4.1 kcal/mol)。
实际应用验证
油炸实验证实0.5% LRE可使MP凝胶持水力提升12.3%,PP油炸产物孔隙率降低34%,显著改善食品品质。
结论与意义
该研究首次阐明女贞子多酚通过差异化分子机制调控动植物蛋白的热加工行为:对MP主要通过疏水作用稳定结构,对PP则通过氢键诱导柔性构象。这种靶向调控特性为开发天然、热稳定的蛋白质结构调节剂提供了理论依据,尤其适用于油炸食品的品质改良。研究结果发表于《Food Chemistry》,不仅拓展了传统药食两用资源(如女贞子)的高值化应用路径,也为解决高温加工中蛋白质变性的行业难题提供了创新方案。
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