
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
乳清蛋白-没食子酸-果胶三元共价复合物的糖基化修饰:乳化特性与界面行为的协同增强机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月18日 来源:Food Research International 7.0
编辑推荐:
本研究针对乳清蛋白(WP)在高温和等电点附近易聚集的问题,通过糖基化反应将果胶(PC)共价接枝至WP-没食子酸(GA)复合物,成功构建WP-GA-PC三元共价复合物。当WP-GA与PC质量比为1:4时,接枝度达22.90%,其热稳定性和乳化性能显著提升,乳液活性指数(EAI)和稳定性指数(ESI)分别增加10.73 m2 /g和86.70 min。该研究为开发新型乳液稳定剂提供了理论依据。
在食品工业中,乳清蛋白(Whey Protein, WP)因其优异的乳化性能被广泛应用,但其环境敏感性却成为"阿喀琉斯之踵"——高温会破坏其三级结构,等电点附近则因表面电荷归零引发分子聚集。更棘手的是,虽然通过共价结合多酚(如没食子酸Gallic Acid, GA)能提升抗氧化性,但多酚反而会加速蛋白质沉淀,形成"双刃剑"效应。如何打破这种性能瓶颈?南昌大学食品科学与技术国家重点实验室的研究团队独辟蹊径,将目光投向多糖的糖基化(Glycosylation)修饰,通过构建"蛋白质-多酚-多糖"三元共价复合物,在《Food Research International》上给出了创新解决方案。
研究采用干法糖基化技术,通过SDS-PAGE电泳验证共价结合,利用荧光探针ANS测定表面疏水性,并结合动态光散射分析乳液粒径分布。特别关注了不同WP-GA与PC质量比(1:1至1:4)对复合物性能的影响。
材料与方法
实验选用纯度≥80%的WP与≥99%的GA共价结合后,再与半乳糖醛酸含量≥74%的果胶(Pectin, PC)进行美拉德反应。通过OPA法测定游离氨基含量计算接枝度,采用差示扫描量热仪(DSC)分析热稳定性,并通过EAI和ESI量化乳化性能。
SDS-PAGE分析
电泳结果显示,WP主要条带位于14.2 kDa(α-乳白蛋白)和18.2 kDa(β-乳球蛋白),与GA共价结合后分子量明显增加。当PC比例提升至1:4时,条带进一步上移且出现拖尾现象,证实成功形成三元复合物。
功能特性提升
热变性温度从WP-GA的85.3℃提升至WP-GA-PC的92.7℃,表面疏水性指数降低46.8%,说明PC的立体位阻效应有效抑制了蛋白质聚集。更令人振奋的是,1:4组复合物的EAI达到38.52 m2
/g,比WP-GA提升38.6%,且乳液在4℃储存7天后仍保持均匀状态。
界面行为机制
激光共聚焦显微镜显示,WP-GA-PC在油水界面形成致密吸附层,界面张力降低21.4%。Zeta电位分析表明,PC的中和作用使复合物在pH 3-9范围内保持较高绝对值,避免了等电点沉淀。
这项研究开创性地证明,通过糖基化构建三元共价复合物能协同发挥WP的乳化性、GA的抗氧化性和PC的立体稳定作用。特别是PC链形成的"分子屏障",既抑制了多酚引发的沉淀,又通过界面吸附强化了乳液稳定性。该成果不仅为功能性食品乳化剂开发提供新思路,其"三位一体"的分子设计策略更可拓展至其他蛋白修饰领域。正如研究者指出,这种复合物在递送脂溶性营养素(如维生素或类胡萝卜素)的乳液体系中具有广阔应用前景。
生物通微信公众号
知名企业招聘