荞麦蛋白糖基化修饰制备及其功能特性与维生素D3包埋应用研究

本研究针对荞麦蛋白(BP)功能特性不足的问题，通过湿法/干法糖基化反应将其与荞麦多糖(FEP)共价结合，系统优化反应条件并表征功能特性。结果表明湿法糖基化产物接枝度(DG)达17.72%，显著提高体外消化率和黏弹性；干法产物(DG=16.53%)胆汁酸结合能力显著增强。所制备乳液显著提升VD3稳定性，为植物蛋白改性与营养素递送系统开发提供新策略。

　　

随着健康饮食理念的普及，植物蛋白因其营养和环境优势备受关注。荞麦蛋白(BP)作为优质植物蛋白，含有全部8种必需氨基酸且低致敏性，但其功能特性（如乳化性、凝胶性）不足限制了工业应用。同时，维生素D₃(VD₃)作为关键脂溶性维生素，存在环境稳定性差、生物利用度低等问题。如何通过绿色改性技术同步提升植物蛋白功能与营养素稳定性，成为食品科学领域的重要课题。

吉林农业大学食品科学与工程学院的研究团队创新性地利用荞麦内源多糖(FEP)对BP进行湿法/干法糖基化改性。研究通过系统优化反应条件，发现湿法糖基化在75°C、pH7.4条件下获得17.72%接枝度(DG)，干法在60°C、pH9.3条件下达16.53% DG。改性后蛋白的体外消化率提升32.51%，胆汁酸结合能力增强133.99%，且制备的乳液使VD₃包埋率提高至43.45%。相关成果发表于《Food Chemistry: X》。

研究采用响应面法优化糖基化条件，通过OPA法测定DG值；通过体外模拟消化模型评估蛋白消化特性；采用动态流变仪分析凝胶粘弹性；建立乳液体系评价VD₃包埋效率及环境稳定性。

3.1 糖基化反应优化

单因素实验结合Box-Behnken设计确定最佳反应参数，湿法糖基化在糖蛋白比1:1时DG最高，极端pH和温度会导致蛋白变性。

3.2 生物活性表征

糖基化使DPPH自由基清除率提升至96.40%，OH自由基清除率提高43.46%。干法产物胆汁酸结合能力显著优于湿法产物(P<0.05)。

3.3 消化特性

湿法产物消化后肽含量增加32.51%，葡萄糖利用率降低55.72%，显示糖基化既能改善蛋白消化又能延缓糖分释放。

3.4 凝胶性能

糖基化使凝胶储能模量(G')提升2.3倍，自由水含量降低3.3%，形成更致密的网络结构。

3.5 VD₃乳液特性

湿法产物乳液在11,000 rpm均质6分钟时包埋效率最佳，VD₃在90°C加热5小时后保留率仍达82.4%，显著优于未改性蛋白。

该研究开创性地利用同源多糖进行蛋白改性，证实糖基化可同步提升BP的功能特性和VD₃稳定化效果。湿法糖基化在改善蛋白消化和乳液包埋方面表现突出，而干法糖基化在增强降血脂功能上更具优势。研究为植物蛋白资源的高值化利用提供了理论依据和技术参考，特别在功能性食品和营养素递送系统开发领域具有重要应用前景。