超声诱导芝麻酚-大豆肽复合颗粒的构建及其Pickering乳液稳定机制研究

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:International Journal of Biological Macromolecules 7.7

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  针对大豆肽基乳化剂稳定性差、抗氧化能力不足等问题,研究人员通过超声处理诱导芝麻酚(sesamol)与大豆肽非共价相互作用,成功构建了具有优异界面性能和抗氧化活性的复合颗粒(SSPPs)。该颗粒能显著降低乳液液滴聚集,延缓脂质和蛋白质氧化,为功能性Pickering乳液(PEs)的长期稳定提供了新策略。

  

在食品工业领域,大豆肽聚集体(SPA)曾因溶解性差而难以直接应用,但其作为营养补充剂的潜力近年来备受关注。然而,传统肽基乳化剂存在离子耐受性弱、热稳定性差等问题,尤其在等电点(pI)附近易导致乳液分层。更棘手的是,小分子量肽颗粒易从油水界面解吸,使得乳液在长期储存中出现液滴聚集和氧化劣变。如何通过绿色改性技术提升肽基乳化剂的综合性能,成为当前研究的关键瓶颈。

为解决这一难题,中国新疆某研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表研究,创新性地利用超声技术促进芝麻酚(sesamol)与大豆肽的非共价相互作用,成功开发出兼具界面稳定性和抗氧化功能的复合颗粒(SSPPs)。研究采用HPLC验证芝麻酚包封率,通过LC-MS/MS解析肽段组成,结合CLSM观察界面吸附行为,系统评估了颗粒结构特性与乳液稳定性。

材料与方法
研究选用大豆分离蛋白和芝麻酚为主要原料,通过酶解制备不溶性大豆肽聚集体后,采用超声处理(450 W, 20 min)构建SSPPs。关键技术包括:HPLC定量芝麻酚包封率,圆二色谱分析二级结构,LC-MS/MS鉴定肽段序列,界面张力仪测定吸附动力学,CLSM可视化界面行为,并建立30天储存实验评估乳液稳定性。

研究结果

  1. SSPPs的结构特性:超声处理使大豆肽β-折叠含量显著增加,表面疏水性降低。LC-MS/MS显示芝麻酚促使生成3-7个氨基酸的小肽段,其N/C端疏水氨基酸占比超60%,C端富含碱性氨基酸。
  2. 抗氧化性能提升:随着芝麻酚浓度增加,SSPPs的DPPH自由基清除能力增强,包封率最高达87.7%(SSPP-1.5)。
  3. 界面稳定机制:SSPPs能在油水界面形成明显屏障,接触角分析显示其具有两亲性。SSPP-1.5稳定的Pickering乳液在储存期间液滴粒径(D4,3
    )保持稳定,ζ-电位绝对值维持在35 mV以上。
  4. 长期储存表现:SSPP-1.5乳液30天内未出现分层,硫代巴比妥酸值(TBARS)和羰基含量分别比对照组低42.3%和38.7%,证实其显著抑制脂质和蛋白质氧化。

结论与意义
该研究揭示了芝麻酚通过疏水相互作用和氢键改变大豆肽构象的分子机制,创制的SSPPs兼具三大优势:①超声诱导的非共价改性保留了芝麻酚的生物活性;②小肽段C端碱性氨基酸簇增强了抗氧化能力;③界面重组能力形成立体屏障。这种"结构-功能"协同设计策略,为开发新一代智能乳化剂提供了理论依据,在功能性食品、医药载体等领域具有广阔应用前景。特别值得注意的是,该方法避免了传统化学修饰的复杂性,符合食品工业绿色加工的发展趋势。

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