基于蛋白质纳米乳液的肉桂醛封装技术对草莓保鲜的影响机制研究：聚焦蛋白质类型与缓释性能的构效关系

本研究针对肉桂醛(CA)水溶性差、易降解等问题，创新性地采用大豆7S球蛋白(7S)、乳清蛋白(WPI)和酪蛋白酸钠(SC)三种蛋白质构建纳米乳液递送系统。通过FTIR、分子对接等技术揭示蛋白质-CA相互作用以氢键和疏水作用为主导，发现SC-CA复合物具有最小粒径(296 nm)和最慢释放速率，为智能控释抗菌包装材料开发提供理论依据。

　　

在食品保鲜领域，如何延长易腐果蔬的货架期始终是重大挑战。草莓作为典型的高附加值浆果，采后腐烂率高达30%-50%。传统化学防腐剂存在安全性争议，而天然抗菌剂肉桂醛(CA)虽具有广谱抗菌性，却受限于水溶性差、易挥发等缺陷。更棘手的是，单纯提高CA浓度会导致食品风味劣变，这促使科研人员寻求智能控释的递送系统。

陕西科技大学（Shaanxi University of Science & Technology）的研究团队在《Food Packaging and Shelf Life》发表创新成果，通过构建三种蛋白质稳定的CA纳米乳液，首次从分子互作角度阐释了缓释机制。研究采用多尺度技术手段，发现酪蛋白酸钠(SC)与CA的强相互作用能显著延缓释放，使草莓霉菌落数降低2个数量级，为精准设计保鲜材料开辟新路径。

关键技术包括：傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析蛋白质构象变化、分子对接计算结合能、动态光散射测定粒径、体外释放实验模拟缓释动力学，以及草莓接种实验验证保鲜效果。所有实验均设置三重生物学重复，菌株来源于中国典型培养物保藏中心。

【材料特性】

SDS-PAGE证实CA与蛋白质仅通过非共价键结合。FTIR显示CA的C=O键与蛋白质氨基形成氢键，SC的α-螺旋含量下降最显著(12.3%)，表明其构象变化最大。分子对接显示SC-CA结合能达-6.2 kcal/mol，显著高于7S(-4.8 kcal/mol)和WPI(-5.3 kcal/mol)。

【递送系统性能】

SC稳定乳液呈现最小平均粒径(296±8 nm)和最高ζ电位(-42 mV)，但体外释放实验显示其24小时CA释放率仅68%，远低于7S(83%)。这种"高负载-慢释放"特性与分子互作强度呈正相关。

【保鲜应用】

接种实验中，SC-CA组草莓在第7天时霉菌落数控制在10² CFU/g，较空白组降低99%。值得注意的是，尽管WPI乳液初始抗菌性更强(因快速释放)，但SC组能维持更持久的抑菌效果，这与蛋白质-CA相互作用强度直接相关。

该研究突破性地证明：纳米乳液的控释性能不仅受粒径影响，更由界面蛋白质与活性成分的相互作用主导。SC通过强疏水作用和氢键网络实现CA的梯度释放，这种"按需释放"机制可平衡即时抗菌与长效保鲜的矛盾。研究为设计响应型食品包装材料提供了分子层面的设计原则，对减少防腐剂滥用具有重要实践意义。国家自然科学基金(31901818)等项目的支持确保了研究的深度与可靠性。