酸性加热诱导紫苏籽残渣蛋白纤维化：聚焦组装行为、构象转变与结构-功能关系

为解决植物蛋白功能特性受限问题，研究人员以紫苏籽分离蛋白(PSPI)为原料，通过酸性加热(pH 2.0, 90°C)诱导其形成淀粉样纤维(AFs)，系统研究了纤维组装过程中的结构演变(β-折叠构象增加)与功能特性(乳化性、抗氧化性等)的关联机制，为油料残渣高值化利用提供了新策略。

　　

在全球推动可持续发展和植物蛋白替代动物蛋白的背景下，紫苏籽因其富含营养和健康功效备受关注。然而，紫苏籽残渣中的蛋白质(PSPI)存在溶解性和乳化性差等问题，这与其天然刚性结构和大分子量有关。如何通过改性提升其功能特性成为研究热点。淀粉样纤维(AFs)因其独特的结构(如高长径比、可调柔性)和优异功能特性，被视为理想的蛋白改性产物。东北农业大学的研究团队在《Food Hydrocolloids》发表论文，探索了酸性加热条件下PSPI纤维化的可行性及其机制。

研究采用电泳、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、圆二色谱(CD)、分子动力学模拟等技术，结合透射电镜(TEM)和表面疏水性分析，系统表征了PSPI纤维化的动态过程。紫苏籽残渣由华南农晟源食品有限公司提供。

研究结果
Materials
实验原料为紫苏籽榨油后的残渣，含35%-45%蛋白质，主要为球蛋白。

Morphology
TEM显示，PSPI在pH 2.0下初始呈球形结构(图1A₁)，加热2-4小时后解聚为小片段和短纤维，6小时后形成线性纤维结构，并伴随分支现象。

Conclusion
PSPI在酸性加热下通过静电排斥、疏水作用和氢键自组装为富含β-折叠的纤维。纤维化显著改善了PSPI的乳化性、泡沫稳定性和抗氧化活性，分子动力学模拟揭示了水解肽段的动态组装路径。

意义与展望
该研究首次证实紫苏籽残渣蛋白可转化为功能性AFs，为植物蛋白资源的高效利用提供了理论支持。通过阐明PSPI纤维化的多尺度机制(分子-构象-功能)，为设计定制化蛋白材料开辟了新途径，同时推动了油料残渣在食品工业中的可持续应用。研究还提示，纤维形态与功能特性的关联规律可指导不同应用场景(如递送载体、包装材料)的蛋白纤维设计。