乳清蛋白与绿原酸复合物通过酶法与碱法技术增强抗氧化和抗菌性能的研究

本研究针对乳清蛋白分离物(WPI)功能特性不足的问题，通过碱法(pH 9)和酶法(酪氨酸酶)技术使其与绿原酸(CQA)形成复合物。研究发现两种方法均能显著降低WPI的自由氨基、巯基和色氨酸含量，其中碱法复合物(AWPI-CQA)抗氧化活性提升3倍(DPPH法13.30 mM/100g)，酶法复合物(EWPI-CQA)对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)抑菌效果显著(MIC=4%)。该成果为开发兼具营养与功能特性的食品添加剂提供了新思路。

　　

在追求健康饮食的当代社会，乳清蛋白作为优质蛋白质来源备受关注，但其功能单一性限制了应用范围。与此同时，植物多酚类物质如绿原酸虽具有卓越生物活性，却存在稳定性差等问题。如何通过分子相互作用实现蛋白与多酚的优势互补，成为食品科学领域的重要课题。

发表在《Scientific Reports》的这项研究创新性地采用碱法和酶法双重技术路线，系统探究了乳清蛋白分离物(Whey Protein Isolate, WPI)与绿原酸(Chlorogenic Acid, CQA)的相互作用机制。研究人员通过紫外可见光谱(UV-Vis)、超高效液相色谱-电喷雾-四极杆-飞行时间质谱(UHPLC-ESI-Q-TOF-MS)等技术表征复合物结构，并评估其乳化性、抗氧化和抗菌性能。

化学性质分析

通过三硝基苯磺酸(TNBS)等检测发现，与对照组(CWPI)相比，碱法复合物(AWPI-CQA)和酶法复合物(EWPI-CQA)的自由氨基分别降低30%和29%，巯基含量更骤减73%和28%。色氨酸荧光光谱显示，复合物最大发射波长红移3-4nm，证实蛋白构象改变。

结构表征

质谱分析发现β-乳球蛋白(β-LG)变异体A/B分别增加353Da质量单位，直接证实CQA共价修饰。UV-Vis光谱在325nm处出现特征吸收峰，验证复合物形成。表面疏水性测定显示EWPI-CQA疏水性降低27%，可能与酚羟基暴露相关。

功能特性提升

DPPH法测定显示AWPI-CQA抗氧化活性达13.30 mM TE/100g，是原始WPI的3倍。酶法复合物对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)标准株LMG 10,147和耐药株MU50均表现出4%的最低抑菌浓度(MIC)，而碱法复合物无此特性。乳化实验发现，复合物制备的乳液在离心30分钟后仍保持稳定。

这项由Mostafa Ali领衔的国际合作研究证实，碱性条件更利于WPI与CQA的共价结合，而酶法修饰则能保留更多抗菌活性。该工作不仅阐明了蛋白-多酚相互作用的化学本质，更开发出两种可针对不同应用场景（抗氧化或抗菌）的定制化蛋白修饰策略。研究成果为功能性食品配料开发提供了重要理论依据和技术支撑，特别是为解决食品工业中天然防腐剂与抗氧化剂的应用瓶颈提供了新思路。