臭氧辅助鹰嘴豆蛋白-阿拉伯糖美拉德反应：结构功能双提升与乳液稳定性增强机制研究

本研究发现臭氧预处理可显著提升鹰嘴豆分离蛋白（CPI）与阿拉伯糖（Ara）的美拉德反应效率，使接枝度达25.3%。通过FTIR、荧光光谱等技术证实糖基化修饰改变了CPI的二级/三级结构，并显著改善其溶解性、持油性、乳化性及界面特性。CPI/O3-Ara 1:2复合物制备的β-胡萝卜素乳液在热处理和pH变化下表现出优异的稳定性，为植物蛋白改性提供了新策略。

　　

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Materials

鹰嘴豆分离蛋白（CPI, ≥80%）和β-胡萝卜素购自山西瀚溯源生物科技有限公司。阿拉伯糖（Ara, ≥90%）和邻苯二胺（OPA）购自山东科源生化有限公司。向日葵油购自益海嘉里食品营销有限公司。磷酸二氢钾、氢氧化钠和氯化钠购自天津大茂化学试剂厂。

DG of CPI/O₃-Ara conjugates

为促进CPI与阿拉伯糖的美拉德反应，采用臭氧预处理展开CPI结构。结果显示臭氧处理显著降低α-螺旋含量，同时大幅增加无规卷曲含量（图S1）。这种结构变化有助于阿拉伯糖附着于蛋白表面。果然，无论反应物质量比如何，CPI/O₃组的接枝度（DG）均显著高于未处理CPI组（p< 0.05）。当(CPI/O₃)/Ara质量比为1:2时，DG达到最高值25.3%，表明臭氧处理成功促进了共价结合（图1A）。FTIR光谱进一步证实了CPI/O₃与Ara的糖基化反应，在1060 cm^?1处出现C-O-C伸缩振动特征峰（图1B），且酰胺I带发生蓝移，提示蛋白质二级结构从有序向无序转变。

Conclusion

本研究通过臭氧辅助美拉德反应成功提升了鹰嘴豆蛋白的功能特性。臭氧预处理通过改变蛋白二级结构显著提高了CPI/O₃-Ara复合物的接枝度。FTIR和DG分析共同验证了共价结合的发生。美拉德反应诱导了CPI二级和三级结构的改变，显著增强其溶解度、持油能力、乳化特性及界面性能。更重要的是，CPI/O₃-Ara 1:2复合物制备的乳液展现出更小的液滴尺寸、更高的ζ-电位、更低的 Turbiscan稳定性指数，以及对β-胡萝卜素的高封装效率，在热处理和pH波动条件下保持卓越稳定性。本研究为植物蛋白改性提供了绿色高效的新方法。