乳清蛋白与绿原酸非共价结合的分子机制及功能特性研究

本研究针对绿原酸(CGA)稳定性差、生物利用度低及咖啡因涩味等问题，通过多光谱分析、分子对接和动力学模拟技术，系统探究了α-乳清蛋白(α-La)、β-乳球蛋白(β-Lg)和糖巨肽(GMP)与CGA的非共价结合机制。研究发现CGA可显著提升蛋白质抗氧化活性，并使CGA生物可及性最高提升30.43%，同时通过竞争性抑制CGA-唾液蛋白相互作用降低涩味，为功能性食品开发提供理论依据。

　　

咖啡中富含的绿原酸(CGA)虽具有卓越的抗氧化能力，却面临着光照易分解、热加工不稳定、碱性环境下氧化失活等难题。更令人困扰的是，作为咖啡涩味的主要来源，CGA会与唾液蛋白结合产生令人不悦的收敛感。有趣的是，人们早已发现添加牛奶能缓解咖啡涩味，这背后是否隐藏着乳清蛋白与多酚相互作用的奥秘？

中国农业科学院的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究，首次从分子层面揭示了乳清三大蛋白组分与CGA的相互作用机制。研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)解析蛋白质二级结构变化，结合荧光猝灭实验验证结合模式，并运用分子动力学模拟动态追踪相互作用过程。通过体外消化模型评估生物可及性，采用电子舌技术量化涩味变化。

材料与方法
研究选用α-La、β-Lg和GMP三种乳清蛋白，通过pH 7.4磷酸缓冲体系构建蛋白-CGA复合物。采用HPLC定量结合率，圆二色谱(CD)和紫外光谱分析构象变化，ABTS和DPPH法测定抗氧化活性，体外模拟胃肠消化评估生物可及性。

结构表征结果
FTIR显示CGA使α-La的β-折叠含量增加10.64%，结构更致密；而β-Lg的α-螺旋减少8.54%，β-折叠降低10.61%，呈现结构松动特征。荧光猝灭实验证实β-Lg与CGA存在更强的静态猝灭效应，结合常数达4.72×10⁴ M^-1。分子动力学模拟揭示CGA主要通过氢键和π-π堆积作用结合在β-Lg的疏水空腔。

功能特性提升
复合物抗氧化能力显著增强，其中β-Lg-CGA组合的DPPH清除率提升2.3倍。体外消化实验显示，α-La、β-Lg和GMP分别使CGA生物可及性提高29.72%、30.43%和16.81%。电子舌分析证实蛋白复合物能降低涩味强度，其机制为竞争性阻断CGA与唾液富脯蛋白(PRPs)的结合。

这项研究不仅阐明了乳清蛋白与CGA的分子互作规律，更开创性地提出"蛋白-多酚二元协同"策略：CGA增强蛋白抗氧化功能，而蛋白反过来提升CGA的稳定性和感官品质。该发现为开发高生物利用度的功能性乳制品、改善植物基饮料口感提供了重要理论支撑，尤其对解决咖啡、茶饮等行业长期存在的涩味难题具有实践指导价值。