《Food Hydrocolloids》：Pumpkin seed protein glycation using glucose based Natural Deep Eutectic solvents: A sustainable approach for tailoring their structural and functional characteristics
编辑推荐：
•与水性介质相比，NADES为糖化过程提供了更为可控的途径。•NADES介导的糖化改善了南瓜子蛋白的功能特性。•糖化后的南瓜子蛋白表现出改善的热稳定性和形态特征。•糖化通过减少有序β-折叠改变了蛋白质的二级结构。•分子对接分析显示11S球蛋白蛋白与葡萄糖的结合力较强，结合能为
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与水性介质相比，NADES为糖化过程提供了更为可控的途径。
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NADES介导的糖化改善了南瓜子蛋白的功能特性。
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糖化后的南瓜子蛋白表现出改善的热稳定性和形态特征。
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糖化通过减少有序β-折叠改变了蛋白质的二级结构。
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分子对接分析显示11S球蛋白蛋白与葡萄糖的结合力较强，结合能为?5.3 kcal/mol。
引言
全球人口的增长使人们对可持续和替代性蛋白质来源的需求日益迫切。然而，传统蛋白质来源伴随着严重的环境退化和生物多样性的改变（Hadidi等，2024）。来源于南瓜子或其粕的植物蛋白（蛋白质含量60-65%）是一种极具前景的可持续蛋白质来源，能够满足全球日益增长的蛋白质需求（Orellana-Palacios等，2025；Vinayashree & Vasu，2021）。南瓜子约占果实的3.52%–4.27%，富含蛋白质（14.05%–39.75%）和脂质（31.9%–58.0%），使其成为脂质和蛋白质的可靠来源（Devi等，2018；Polyzos等，2024）。油提取副产物——南瓜子粕的增值利用支持了可持续发展目标（SDG 12、SDG 2和SDG 9），并为将南瓜副产物转化为可市场化、具有营养价值且环境友好的食品材料提供了战略途径。南瓜子蛋白的技术功能特性有限，这与其蛋白质结构特征和主要球蛋白密切相关（Hadidi等，2025）。为了在饮料、乳液、泡沫和其他配方食品中应用，需要对南瓜子蛋白进行可控的结构修饰以增强其功能特性和质构特性（Vinayashree & Vasu，2021）。
蛋白质的糖化是美拉德反应的早期阶段，被认为是最有前景的食品蛋白质修饰策略之一（Xu等，2025）。糖化过程涉及还原糖的羰基与蛋白质的游离氨基反应，导致共价结合并继而改变蛋白质的分子构象、电荷分布和聚集行为（Liu等，2020；Yang等，2022；Zhang等，2025）。与其他较为剧烈的食品蛋白质化学修饰方法相比，糖化因其条件温和、食品相容性好且通常不需要外加化学品而特别具有吸引力（Ruan等，2025）。与较为剧烈的化学修饰相比，可控的糖化特别具有吸引力，因为它可以在温和且食品相容的条件下进行，并且不需要外加化学品（Kutzli等，2021；Ruan等，2025）。糖化引起的结构变化可转化为改善的技术功能特性，包括溶解度提高、持水力增强、凝胶行为改善以及乳化性能和起泡性能提升，从而扩展了植物蛋白在食品配方中的应用潜力（Li等，2015；Wang等，2018；Fu等，2020；Zhang等，2022, 2024；Rawat & Saini，2025）。既往文献表明，糖化是一种有效的食品蛋白质修饰策略，与天然蛋白质相比，糖化后的蛋白质技术功能性能得到改善（Li等，2015；Fu等，2020；Zhang等，2022；Wang等，2018；Zhang等，2024）。糖化可以改善植物蛋白的技术功能特性；然而，糖化程度是决定所得蛋白-碳水化合物结合物的结构特性和功能性能的关键因素（Li等，2019）。传统的蛋白质糖化方法包括干加热和湿加热方法，存在诸多局限性。传统干加热方法通常需要长时间在控制温度和相对湿度下孵育，而湿加热可以加速分子运动和蛋白-糖类相互作用，但可能加剧蛋白质展开、聚集和褐变（Doost等，2019；Fu等，2020；Chaiwong等，2026）。过度的美拉德反应会促进晚期糖化终末产物的形成，对营养价值、外观、感官特性和产品安全性产生不利影响（Kutzli等，2021；Zhang等，2024）。因此，需要在美拉德反应的早期或中期促进高效的蛋白-糖类结合，同时最大限度减少过度褐变、不可控的聚集和不良的蛋白质结构劣变。这一局限性凸显了对能够在温和且更可控条件下增强糖化效率的替代反应介质的需求。
天然深共晶溶剂（NADES）是天然化合物的低熔点混合物，通常由氢键供体和氢键受体组成，通过广泛的分子间氢键网络相互作用（Choi等，2011；Dai等，2013）。由于其可调节的物理化学性质和调节蛋白-溶质相互作用的能力，基于葡萄糖的NADES已成为美拉德反应诱导糖化的有前景的替代介质（Fu等，2020；Chakravorty & Das，2025）。基于葡萄糖的NADES由于低水和氢键环境，提高了蛋白-糖类的相互作用，更好地控制褐变反应并有利于美拉德结合，为糖化过程提供了更绿色、更高效的反应介质（Xu & Zhao，2019；Fu等，2020；Wang等，2024）。与常规水溶液体系相比，基于葡萄糖的NADES提高了糖化效率，并改善了乳化活性和稳定性等功能特性（Su等，2023）。因此，基于葡萄糖的NADES可以被认为是蛋白质可控糖化的可持续且有效的介质（Fu等，2020；Wang等，2024）。然而，糖化必须仔细控制，因为过度的反应进展会加速褐变和晚期糖化终末产物的形成，可能损害质量和安全性（Zhang等，2024）。通过NADES基介质对蛋白质进行糖化提供了一种简便高效的方法来在可控条件下定制蛋白质的结构-功能关系，从而扩展其在食品工业中的应用（Khanalipour等，2025）。通过氯化胆碱与基于葡萄糖的天然深共晶溶剂介导的蛋白质糖化已被用于修饰蛋白质的功能性和结构特性（Fu等，2020；Fu等，2022；Fu等，2024；Qi等，2024；Wang等，2024；Wang等，2025）。尽管南瓜子蛋白（PSP）是一种具有潜在效益的有前景的可持续蛋白质来源，但关于利用绿色糖化技术改善其功能性能的研究十分有限。传统的美拉德反应诱导的糖化主要通过水溶液体系介导，这限制了反应效率并改变了蛋白质结构，产生不利影响。本研究通过使用多种基于葡萄糖的NADES（包括乳酸-葡萄糖、甘油-葡萄糖、尿素-葡萄糖、氯化胆碱-葡萄糖和果糖-葡萄糖）以及水溶液葡萄糖体系进行对比来弥补这一研究空白。主要假设是NADES介导的糖化可以改善PSP的结构、功能和热学特性，同时最大限度地减少对蛋白质结构的不利改变。为验证这一假设，进行了物理化学、结构、功能、热学、电泳、微观结构和分子对接分析。本研究是首批比较基于葡萄糖的NADES作为PSP糖化介质的研究之一，为可持续蛋白质修饰提供了新的机理见解，并推动了高品质植物基食品原料的开发。
各章节摘要
材料
南瓜子蛋白浓缩物（ETP Protein 2.5），蛋白质含量约为70%，采购自ET Protein（中国苏州新平街）。分析级化学品和标准品，包括葡萄糖（CAS No. 50-99-7）、乳酸（CAS No. 50-21-5）、D-(?)-果糖（CAS No. 57-48-7）、尿素（CAS No. 57-13-6）、氯化胆碱（CAS No. 67-48-1）、甘油（CAS No. 56-81-5）、十二烷基硫酸钠（SDS；CAS No. 151-21-3）、β-巯基乙醇（CAS No. 60-24-2）、邻苯二醛（OPA；
糖化度及其分析产物
糖化是通过美拉德反应进行的无酶过程，涉及糖类和蛋白质组分通过羰基和氨基之间的共价结合形成席夫碱（Li等，2022）。糖化度（DG）评估了反应介质中糖类和蛋白质化合物之间美拉德产物的形成（Miao等，2020）。南瓜子蛋白浓缩物（PSP）的DG显著受到糖化介质类型的影响，存在显著差异
CRediT作者贡献声明
Sajid Maqsood：撰写–审阅与编辑、可视化、验证、监督、项目管理、方法论、调查研究、资金获取、概念设计。Sajad Ahmad Sofi：撰写–原始草稿、可视化、验证、软件、资源、方法论、形式分析、数据整理、概念设计
未引用参考文献
Badjona等，2025；Chaiwong等，2025；Fu等，2020；Gao等，2024；Han等，2023；Hikmah等，2025；Jin等，2019；Lee等，2016；Li等，2019；Li等，2022；Nasrollahzadeh等，2017；Nooshkam和Varidi，2020；Pereyra Gonzales等，2010；Sheng等，2020；Starowicz和Zieliński，2019；Su等，2023；Tang等，2021；Wang等，2017；Wang等，2020；Wang等，2018；Xu等，2025；Zhang等，2022；Zhang等，2025；Zhang等，2022。
利益冲突声明
题为《基于葡萄糖的天然深共晶溶剂对南瓜子蛋白的糖化：一种定制其结构和功能特性的可持续方法》的研究论文的各位作者确认，不存在可能影响本文手稿所述工作的已知利益冲突。所有作者均已审阅并批准此声明。
致谢
本工作由阿联酋大学通过AUA-UAEU资助项目提供了资金支持，基金代码为12R300。同时感谢阿联酋大学物理系提供的SEM分析支持。
Sajad Ahmad Sofi|Sajid Maqsood
