迷迭香酸协同乳酸菌胞外多糖改善低钠肌原纤维蛋白凝胶性能的分子机制研究

为解决低钠肉制品凝胶性能下降和氧化稳定性不足的问题，研究人员通过光谱学分析和分子动力学模拟，揭示了迷迭香酸(RA)与乳酸菌胞外多糖(EPS)协同增强肌原纤维蛋白(MP)凝胶化的分子机制。研究发现EPS-RA复合物通过氢键、π-π堆积等相互作用显著提高α-螺旋含量(20%→26%)，降低结合自由能至-89.6 kJ/mol，形成更致密的凝胶网络，为低钠肉制品开发提供新策略。

　　

随着健康饮食理念的普及，低钠肉制品越来越受到消费者青睐。然而，钠含量降低会导致肌原纤维蛋白(Myofibrillar Protein, MP)溶解性下降、凝胶性能恶化，同时加速脂肪和蛋白质氧化，严重影响产品质构和保质期。传统解决方案如添加淀粉或膳食纤维虽能部分改善凝胶性能，但存在结合力不足、抗氧化能力有限等缺陷。如何通过天然成分协同作用实现低钠肉制品的品质提升，成为食品科学领域亟待突破的技术瓶颈。

安徽农业大学食品与营养学院的研究团队在《LWT》发表创新性研究，首次将迷迭香酸(Rosmarinic Acid, RA)与乳酸菌胞外多糖(Exopolysaccharide, EPS)复合，系统揭示了二者协同增强MP凝胶性能的分子机制。研究通过荧光猝灭、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和原子力显微镜(AFM)等多维分析技术，结合100 ns分子动力学(MD)模拟，发现RA可作为"分子桥梁"显著优化EPS与MP的相互作用模式，使结合自由能从0.72 kJ/mol降至-89.6 kJ/mol，实现从非自发到自发结合的转变。

关键技术方法包括：(1)从鸡胸肉提取MP，通过乳酸菌发酵制备EPS；(2)采用荧光光谱分析结合常数和猝灭机制；(3)FTIR解析蛋白质二级结构变化；(4)分子对接和MD模拟预测结合位点与相互作用；(5)AFM观察MP聚集形态；(6)流变学和质构分析评估凝胶性能。

研究结果方面：

1. 内源荧光光谱显示EPS-RA使MP最大发射波长红移，静态猝灭常数达4.7×10¹² M^-1s^-1，表明形成更稳定复合物。
2. 红外光谱证实EPS-RA使MP的α-螺旋含量提升6%，无规卷曲减少4%，氢键网络增强。
3. 分子对接发现RA通过208-Arg等残基与MP形成π-π堆积，而EPS主要依赖5-Asp等残基的氢键结合。
4. MD模拟显示MP-EPS-RA结合自由能(-89.6 kJ/mol)显著低于MP-EPS(0.72 kJ/mol)，关键残基18-Leu和20-Lys贡献突出。
5. AFM观察到EPS-RA使MP聚集体高度从1.15 nm增至6.56 nm，凝胶硬度提升116%，储能模量(G′)显著增高。

该研究创新性地阐释了多酚-多糖-蛋白质三元体系的协同作用机制：RA通过打开MP疏水区域，促进EPS与蛋白质的紧密结合，同时优化MP的二级结构稳定性；而EPS的长链结构则提供了凝胶网络骨架，二者协同形成兼具优异机械性能和氧化稳定性的低钠蛋白凝胶。这一发现不仅为低钠肉制品开发提供了理论依据，其"分子桥接"策略也可拓展应用于其他功能性食品设计。研究存在的局限性在于未评估实际抗氧化效果，且EPS-RA的具体结合方式有待进一步解析，这些将是未来研究的重点方向。