藜麦蛋白-κ-卡拉胶可溶性复合物形成机制：分子互作、结构特性与乳化性能调控研究

本文系统研究了pH值和质量比对藜麦分离蛋白(QPI)-κ-卡拉胶(κC)可溶性复合物形成的影响，通过多光谱分析、分子对接和模拟技术揭示了二者主要通过疏水作用、氢键和静电力发生动态荧光淬灭。研究发现κC的添加能改变QPI二级结构，形成稳定复合物并显著提升乳液7天存储稳定性，为开发新型Pickering乳液稳定剂和食品递送系统提供了理论依据。

　　

Highlight

材料与方法

藜麦种子(品种：贡杂4号)购自西藏藜麦农牧资源开发有限公司。κ-卡拉醇(κC，CAS:11114-20-8)、十二烷基硫酸钠(SDS)等试剂均来自上海麦克林生化科技有限公司。所有化学试剂均为分析纯。

QPI-κC复合物形成的影响因素

通过相分布、浊度和zeta电位分析发现，在pH4.0-6.0范围内QPI会出现显著沉淀现象(图1A)，这与其等电点约4.5的特性相符。有趣的是，随着κC浓度增加，沉淀现象逐渐消失。当QPI:κC质量比为4:1或2:1时，复合物在弱酸性环境中表现出最佳稳定性。

分子相互作用机制

荧光淬灭和分子对接结果显示，QPI与κC之间主要通过疏水作用、氢键和静电力发生动态荧光淬灭。κC的引入使QPI的α-螺旋含量降低9.2%，β-折叠增加12.4%，这种二级结构改变通过X射线衍射和扫描电镜得到了验证。

结构特性变化

分子模拟显示κC的硫酸基团与QPI的Lys²⁰⁶和Arg¹¹²残基形成强静电相互作用，导致蛋白质构象展开。这种结构变化使得复合物的表面疏水性降低38.7%，但乳化活性指数提高了2.1倍。

乳化性能提升

在7天储存实验中，含κC的QPI乳液保持了89.4%的稳定性，显著优于单一QPI乳液(仅52.3%)。这归因于κC的空间位阻效应和增强的界面吸附能力。

Conclusion

本研究证实通过调控QPI:κC比例可形成稳定的可溶性复合物。κC通过改变QPI的二级结构和表面特性，显著提升了其乳化性能，为开发新型食品级乳化剂提供了重要参考。