低聚原花青素与酵母蛋白的共价/非共价结合机制及其对蛋白功能与消化特性的影响

本研究针对酵母蛋白(YP)在食品加工中易受pH和消化酶影响的缺陷，通过探究低聚原花青素(OPC)与YP的共价(CYP-OPC)和非共价(NCYP-OPC)结合机制，发现共价结合显著增强YP的乳化性、起泡性和抗氧化活性，并提高其抗消化能力。该成果为开发功能性蛋白配料提供了新思路。

　　

随着全球蛋白质需求持续增长，传统动物蛋白供应不足促使人们转向微生物蛋白开发。酵母蛋白(YP)作为单细胞真菌衍生物，虽具有高蛋白含量(40-60%干重)和低致敏性优势，但其在食品加工中存在pH敏感性和易被消化酶分解的缺陷。与此同时，植物多酚作为天然功能成分，与蛋白质的相互作用能显著改善后者性能。低聚原花青素(OPC)作为典型多酚，其多个酚羟基可作为电子供体与蛋白质芳香环结合，但不同结合模式(共价/非共价)对YP的影响机制尚不明确。

浙江自然科学基金支持的研究团队在《Food Research International》发表论文，通过紫外光谱(UV-vis)、荧光猝灭、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等技术，系统分析了OPC与YP的相互作用机制。研究采用碱性溶解-酸沉淀法提取YP，分别构建共价复合物(CYP-OPC)和非共价复合物(NCYP-OPC)，通过粒径、Zeta电位、游离巯基(SH)等指标评估结构变化，并测定乳化性、起泡性和抗氧化活性等功能特性。

结合机制分析
荧光猝灭实验显示OPC通过静态猝灭机制与YP结合，共价复合物的结合常数和结合位点数显著高于非共价复合物。紫外光谱证实OPC改变了YP中色氨酸(Trp)和酪氨酸(Tyr)的微环境极性。

结构特征变化
共价结合使YP粒径增大且Zeta电位绝对值升高，扫描电镜显示蛋白聚集形态改变。FTIR和拉曼光谱表明OPC诱导YP二级结构中β-折叠减少、无规卷曲增加，三级结构通过疏水核心暴露发生重排。

功能特性提升
共价结合使YP表面疏水性和游离SH基团显著降低，但溶解度提高23.5%。功能实验显示CYP-OPC的乳化活性(EA)和泡沫稳定性(FS)分别提升41.7%和58.3%，DPPH自由基清除能力增强2.1倍。

体外消化特性
模拟胃肠消化显示，CYP-OPC的抗消化能力优于NCYP-OPC，其消化产物的抗氧化活性仍保持较高水平，ABTS⁺
清除率比未消化样品高36.8%。

该研究首次阐明OPC与YP的两种结合模式对蛋白构效关系的差异化影响。共价结合通过形成C-N/C-S键更持久地改变YP结构，不仅增强其功能特性，还赋予抗消化性和持续抗氧化活性。这一发现为精准设计功能性蛋白配料提供了理论依据，特别是在需要控制蛋白质消化速率的功能食品开发中具有重要应用价值。研究团队建议未来可探索不同聚合度OPC与YP的构效关系，并评估复合物在真实食品体系中的性能表现。