《Food Hydrocolloids》：Hydrolysis-induced sericin molecular states regulate citrus pectin-based emulsion fluid gels: Structure and swallowing-related properties
编辑推荐：
•控制性丝胶水解产生了具有不同分子和相互作用特征的片段。•丝胶（Ser）水解产物调控了果胶软凝胶和乳液流体凝胶的结构、流变性及恢复能力。•餐具测试和计算流体力学（CFD）将整体性质与与IDDSI相关的受限流动行为联系起来。引言全球人口老龄化正在扩大吞咽障碍的高危人群，并使吞咽
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控制性丝胶水解产生了具有不同分子和相互作用特征的片段。
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丝胶（Ser）水解产物调控了果胶软凝胶和乳液流体凝胶的结构、流变性及恢复能力。
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餐具测试和计算流体力学（CFD）将整体性质与与IDDSI相关的受限流动行为联系起来。
引言
全球人口老龄化正在扩大吞咽障碍的高危人群，并使吞咽困难在营养学和长期护理中的重要性日益增加。预计到2050年，65岁及以上人口将增加一倍以上，而随年龄增长引起的吞咽功能变化以及中风和神经退行性疾病的患病率不断上升，共同加剧了晚年吞咽困难的负担（Chen et al., 2025; Labeit et al., 2024）。一项针对12,532名痴呆症老年人的荟萃分析报告了58%的合并吞咽困难患病率（Putri et al., 2024）。吞咽困难可能限制食物和流体的摄入，并与营养不良、脱水和与误吸相关的并发症相关，因此需要开发具有可控流动性和变形特性的质地改良食品（Volkert et al., 2024）。国际吞咽障碍饮食标准化倡议（IDDSI）提供了一个八级框架，利用实用的流动性和质地测试对食物和饮料进行分类（Cichero et al., 2017）。被分配到相同等级的食品仍可能在屈服行为、剪切变稀、结构恢复、粘附力以及对大形变的抵抗力方面存在差异（Dong et al., 2025; Gamonpilas et al., 2023）。吞咽障碍相关食品的设计越来越多地将IDDSI测试与流变学、质地分析和结构表征相结合（Liu et al., 2025）。基于凝胶的基质非常适合这种方法，因为其硬度、可变形性、保水性和流动行为可通过配方和加工进行调整。
柑橘果胶是一种可再生的食品级多糖，具有强大的结合水、增稠和凝胶形成能力，使其成为质地改良食品的合适基质。吞咽障碍相关食品设计需要在低剪切支撑、可变形性和结构恢复之间取得平衡，这可以通过流体凝胶（FG）加工实现（Dong et al., 2025）。在结构形成过程中施加的剪切力限制了连续网络的发展，产生了分散的凝胶化区域，这些区域在低剪切下保持一致性，并在变形过程中重新排列。然而，果胶流体凝胶的加工性能受到配方和加工条件的强烈影响，这限制了仅通过调整果胶所能获得的表现范围（Li et al., 2023）。蛋白质的引入可以在连续相中提供额外的可逆相互作用，并支持在油水界面的吸附，从而在乳液流体凝胶中将基质形成与液滴稳定联系起来（Q. Li et al., 2020; X. Niu et al., 2023）。乳液流体凝胶中蛋白质的功能取决于分子大小、链运动性、溶解度和聚集状态。与化学水解相比，酶水解提供了一条相对温和且时间可控的途径来调整切割程度、肽段大小分布和相互作用位点的可及性，从而改变界面行为和凝胶形成行为（Gregersen Echers et al., 2023; Nourmohammadi et al., 2024）。因此，在不同阶段产生的水解产物可能遵循不同的相互作用和组装途径（An & Li, 2024; Tang et al., 2023）。丝胶（Ser）是这种方法的一种合适蛋白质来源，因为其丰富的极性和可电离残基为含有羟基和羧基的果胶基质提供了潜在的相互作用位点，而水解则减小了片段大小并改变了分子运动性和相互作用位点的可及性，从而调节丝胶-果胶的相互作用。丝胶还约占蚕茧质量的20–30%，其中大部分在脱胶过程中被去除（Sabu Mathew et al., 2024）。其肽段也显示出调节食物质地的潜力；添加8%的丝胶肽后，乳清蛋白基和酪蛋白酸钠基营养棒的硬度在储存72小时后分别降低了63.7%和54.6%（Zhu et al., 2023）。这些特性支持分级水解作为产生具有不同分子大小和构象特征的丝胶群体的途径，从而调节果胶相互作用、界面组织和凝胶性能。
因此，本研究采用分级碱性蛋白酶水解来调控丝胶并优化柑橘果胶凝胶性能。所获得的水解产物在分子、构象、表面和分散水平上进行了表征，而水解度（DH）受限的虚拟水解描述了片段的再分布。无油丝胶-果胶凝胶首先考察了这些变化是否能调控网络形成、流变性和形变抵抗力。然后将相同配方开发成乳液流体凝胶，以评估流动性、恢复性、加工性能、结构组织和稳定性。最后，受限流动模拟将IDDSI相关的餐具响应与出口流量、平均速度和低速体积分数联系起来。我们假设，分级水解将通过分子大小、构象、表面性质和分散状态的耦合变化产生不同的丝胶分子状态，从而引起丝胶-果胶网络组织和流体凝胶性能的非单调变化。用于产生这些丝胶分子状态的水解设计如图1a所示。
章节摘要
材料
丝胶购自上海麦克林生化科技有限公司（上海，中国）。柑橘果胶购自上海阿拉丁生化科技有限公司（上海，中国），酯化度为76.28%，半乳糖醛酸含量为78.45%。碱性蛋白酶（声明活性为750U/mg）、中链甘油三酯（MCT）油、异硫氰酸荧光素（FITC）、尼罗红以及所有其他分析级试剂均购自Sigma-Aldrich公司（St.
水解引起的丝胶结构变化
丝胶水解产物按照图1a所示的流程制备和表征，重点在于水解相关的分子和分散特性变化，这些变化与后续的果胶凝胶形成相关。
结论
本研究采用分级碱性蛋白酶处理，产生具有耦合分子大小和构象特征的丝胶水解产物，用于调节柑橘果胶软凝胶和乳液流体凝胶。碱性蛋白酶产生的最终水解度约为65.2%。表观分子量主要在最初15分钟内下降，随后保持在一个相对稳定的范围内，而分子量分布逐渐变窄。持续的水解改变了丝胶的构象、表面电荷和侧链…
CRediT作者贡献声明
Junren Wen：撰写——初稿，调查，正式分析。Yujiao Qian：撰写——审阅与编辑，正式分析。Ziyi Xie：调查，数据整理。Jie Ouyang：方法论。Lingtao Kang：撰写——审阅与编辑，调查，概念化。Zhipeng Su：撰写——审阅与编辑，调查，概念化。Gaoyang Li：撰写——审阅与编辑，监督，项目管理，资金获取，概念化。
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究得到中国国家自然科学基金委员会资助（U24A20466）。
Junren Wen|Yujiao Qian|Ziyi Xie|Jie Ouyang|Lingtao Kang|Zhipeng Su|Gaoyang Li
