高压处理大豆分离蛋白与5-甲基四氢叶酸的相互作用机制及其稳定性提升研究

推荐：本研究针对天然叶酸形式5-甲基四氢叶酸(5MTHF)稳定性差的问题，创新性地采用高压处理(HHP)改性大豆分离蛋白(SPI)，系统探究了SPI-5MTHF复合物的热稳定性及相互作用机制。研究发现300 MPa高压处理的SPI可使5MTHF热稳定性提升306倍，并通过荧光光谱和等温滴定量热法(ITC)揭示其结合主要依赖范德华力和氢键。该研究为开发高稳定性叶酸递送系统提供了理论依据。

　　

叶酸作为人体必需的维生素B₉，其天然活性形式5-甲基四氢叶酸(5MTHF)虽比合成叶酸(FA)更安全，却因还原态蝶呤环结构极易在加工过程中降解。食品工业长期面临天然叶酸保留率低的困境，研究表明煮沸玉米会使叶酸损失45%，而蒸煮小麦食品的叶酸损失率达13-16%。如何通过食品基质保护提高5MTHF稳定性，成为营养强化领域的重要课题。

暨南大学食品科学与工程系的研究团队在《Current Research in Food Science》发表的最新研究中，创新性地将高压处理(HHP)技术应用于大豆分离蛋白(SPI)改性，系统探究了HHP-SPI与5MTHF的相互作用机制。研究采用热重分析(TGA)、差示扫描量热法(DSC)、圆二色谱(CD)和扫描电镜(SEM)表征蛋白结构变化，结合荧光光谱和等温滴定量热法(ITC)解析结合特性。

关键技术包括：建立SPI-5MTHF复合物的高压处理体系(100-500 MPa/10 min)；通过超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)定量叶酸保留率；采用CDpro软件计算蛋白二级结构；基于Stern-Volmer方程分析荧光猝灭类型；通过ITC测定结合热力学参数。

研究结果显示：1）热稳定性方面，SPI使5MTHF在90°C处理1h后的保留率从0.35%提升至107.40%，300 MPa处理的HHP-SPI更使保留率达104.77%；2）结构分析表明，100-300 MPa处理使SPIα-螺旋含量降低，游离巯基减少15.60%，SEM显示蛋白结构更松散；3）相互作用机制上，荧光猝灭证实为静态猝灭，100-300 MPa处理使结合常数K_a提高4.83-26.78倍，ITC揭示该放热反应(ΔH=-8.46至-80.0 kcal/mol)主要由范德华力和氢键驱动。

该研究首次阐明HHP通过改变SPI构象增强其与5MTHF的相互作用：低压处理(100-300 MPa)通过暴露疏水基团增加结合位点，而过高压力(500 MPa)会导致蛋白过度聚集。这一发现不仅为开发热稳定型叶酸强化食品提供了新思路，更建立了"压力-蛋白构象-营养素稳定性"的调控模型，对功能性蛋白质载体设计具有重要指导意义。研究提出的HHP-SPI递送系统，有望解决天然叶酸在加工储存中的降解难题，提升其在人体内的生物可及性。