《Food Chemistry》：Quercetin attenuates acrylamide-induced damage to largemouth bass myofibrillar protein and associated gut health impairments
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摘要热加工可以改善水产品的营养品质和风味；然而，加工过程中形成的丙烯酰胺等有害物质可能对蛋白质和肠道健康产生不利影响。本研究以大口黑鲈中提取的肌原纤维蛋白（MP）为模型，系统研究了槲皮素对丙烯酰胺诱导的蛋白质损伤和肠道健康损害的调节作用。结果表明，丙烯酰胺处理显著增大了MP的
摘要
热加工可以改善水产品的营养品质和风味；然而，加工过程中形成的丙烯酰胺等有害物质可能对蛋白质和肠道健康产生不利影响。本研究以大口黑鲈中提取的肌原纤维蛋白（MP）为模型，系统研究了槲皮素对丙烯酰胺诱导的蛋白质损伤和肠道健康损害的调节作用。结果表明，丙烯酰胺处理显著增大了MP的粒径，促进蛋白质聚集，并显著降低了α-螺旋含量，表明结构受到严重破坏。槲皮素预处理能有效缓解这些结构变化，在3%浓度下效果最为显著，此时粒径降至106.98 μm，α-螺旋含量升至22.42%。此外，体外消化和肠道微生物群发酵结果表明，丙烯酰胺显著降低了MP的消化率（从76.68%降至54.87%，p < 0.01），降低了Caco-2细胞活力，并增加了细胞凋亡率。3%槲皮素预处理显著提高了蛋白质消化率（71.88%），增强了Caco-2细胞活力，并抑制了细胞凋亡。总体而言，本研究阐明了丙烯酰胺对肌原纤维蛋白和肠道健康的有害作用，并展示了槲皮素在缓解丙烯酰胺诱导损伤方面的潜力，为天然生物活性物质在水产品营养品质改善和加工过程中有害物质控制中的应用提供了理论依据。
引言
大口黑鲈富含优质蛋白质和多种营养素，具有肉质细嫩、脂肪含量低、风味温和等特点，具有显著的市场价值。热加工是水产品加工的关键步骤，它不仅能够有效杀灭病原微生物、改善风味、提高消化率，还显著影响营养品质（Shakila等，2013）。然而，在高温条件下，水产品中的蛋白质和脂质容易发生氧化和美拉德反应，导致其结构和功能特性发生改变。这些反应可引起不饱和脂肪酸和氨基酸的降解和交联，产生各种潜在的有害物质，如丙二醛、晚期糖基化终末产物和丙烯酰胺（Khan等，2022）。研究表明，这些化合物可诱导氧化应激和细胞毒性反应，并与多种慢性疾病的发生密切相关（Bouvard等，2015；Vignesh等，2024）。近年来，食品加工过程中营养保留和健康效应的研究日益受到关注，特别是有害物质与食品基质的相互作用机制。研究发现，某些有害物质可与蛋白质结合，诱导构象变化和聚集，干扰消化酶活性，从而降低蛋白质的溶解度和消化率（Wang等，2024；Zhao等，2017）。此外，残留在肠道中未被完全消化的蛋白质可被肠道微生物发酵，产生有毒代谢物，可能破坏肠道微生态平衡（Kushkevych等，2020）。其中，丙烯酰胺由于其通过美拉德反应普遍形成及其与蛋白质相互作用的潜力，值得特别关注。
丙烯酰胺是一种典型的热加工污染物，主要产生于高温下天冬酰胺与还原糖之间的美拉德反应。由于其分子中含有活泼的氨基、乙烯基和酰胺基，丙烯酰胺具有与蛋白质相互作用的潜力。我们之前的研究表明，丙烯酰胺以浓度依赖的方式改变大口黑鲈MP的结构和消化率。然而，关于丙烯酰胺诱导的蛋白质结构损伤和肠道健康风险的缓解策略研究仍然有限，槲皮素的具体作用及其潜在机制尚需系统研究。槲皮素是一种天然黄酮类化合物，广泛存在于水果和蔬菜中，具有显著的抗氧化活性。已有研究表明，它能稳定蛋白质构象并调节肠道微生物群及其代谢功能（Lei等，2025）。此外，槲皮素可被肠道微生物代谢为具有生物活性的酚类衍生物，从而进一步改善肠道健康（Shabbir等，2021）。因此，槲皮素在缓解热加工污染物诱导的蛋白质损伤和肠道毒性方面具有潜在的应用价值。
MP是大口黑鲈中主要的结构蛋白，其结构完整性和功能特性与最终产品的营养品质和消化率直接相关。在热加工过程中，MP易受高温诱导的氧化变性和美拉德反应产物的影响，导致疏水基团暴露、蛋白质聚集和溶解度降低（Niu等，2025；Wang等，2020）。作为一种典型的美拉德反应产物，丙烯酰胺凭借其反应性官能团，具有与MP相互作用并诱导构象变化的潜力。因此，系统阐明丙烯酰胺对MP结构和消化率的影响，并探索槲皮素的缓解机制，对于提高热加工水产品的安全性和营养品质具有重要意义。
本研究以大口黑鲈MP为模型，系统研究了槲皮素缓解丙烯酰胺诱导的蛋白质结构损伤及其对肠道健康潜在风险的机制。通过粒径分析和傅里叶变换红外光谱评估蛋白质的结构变化，利用分子对接揭示分子间相互作用模式。此外，采用体外消化-发酵模型与Caco-2细胞检测相结合的方法，阐明槲皮素在调节蛋白质构象、肠道微生物代谢和细胞功能方面的机制。本研究为热加工污染物影响蛋白质结构和肠道健康的机制提供了新的见解，并为天然生物活性化合物在食品安全和营养干预中的应用提供了理论依据。
章节摘录
材料
新鲜鱼肉（大口黑鲈）购自南湖北鲜水产市场（中国湖北省武汉市）。人工模拟胃液和肠液购自菲杰生物科技有限公司（中国福州）。槲皮素（CAS 117-39-5，纯度≥97%）购自上海麦克林生化科技有限公司（中国上海）。丙烯酰胺（CAS 79-06-1，纯度≥99%）购自上海阿拉丁生化科技有限公司（中国上海）。试剂包括
粒径和Zeta电位分析
粒径变化反映了MP的聚集行为。如图1A所示，添加丙烯酰胺诱导了MP的聚集，使粒径增至121.66 μm。经槲皮素预处理后，MP的粒径呈先降低后升高的趋势。值得注意的是，MP-AA-Q2组的粒径与MP组相比无显著差异（P > 0.05），表明槲皮素预处理有助于维持
结论
本研究采用4 °C模型研究了槲皮素缓解丙烯酰胺诱导的MP损伤和肠道健康损害的机制。尽管该条件与热加工使用的温度不同，但它揭示了天然生物活性化合物对蛋白质结构和肠道损伤的改善作用，提供了重要的理论指导。结果表明，丙烯酰胺显著破坏了MP的结构完整性，促进蛋白质
CRediT作者贡献声明
刘璇：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，验证，方法学。胡传峰：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，验证，软件。徐永辉：验证，监督，数据整理，概念化。王兰：项目管理，资金获取。乔宇：监督，调查，形式化分析。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究由中国国家重点研发计划（2022YFD2100904）和中华人民共和国农业科研体系（CARS-46）资助。
Xuan Liu|Chuanfeng Hu|Yonghui Xu|Lan Wang|Yu Qiao
