带皮焙炒通过内源性多酚介导的核桃蛋白共价重塑增强其凝胶性及姜黄素递送能力

《Food Chemistry》:Pellicle-retained roasting enables endogenous polyphenol-mediated covalent remodeling of walnut protein for enhanced gelation and curcumin delivery

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月12日 来源:Food Chemistry 10.4

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   •保留胡桃皮的烘烤处理促进内源性多酚释放并实现其与胡桃蛋白(WP)的共价接枝。•共价接枝引发蛋白质结构重塑,并将蛋白溶解度提高至56.53%。•热诱导凝胶的稳定性主要由疏水相互作用和二硫键支配。引言脱脂胡桃粕是胡桃油加工的主要副产品,是一种丰富但尚未充分利用的高品质植物蛋白来

  
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    保留胡桃皮的烘烤处理促进内源性多酚释放并实现其与胡桃蛋白(WP)的共价接枝。
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    共价接枝引发蛋白质结构重塑,并将蛋白溶解度提高至56.53%。
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    热诱导凝胶的稳定性主要由疏水相互作用和二硫键支配。

引言

脱脂胡桃粕是胡桃油加工的主要副产品,是一种丰富但尚未充分利用的高品质植物蛋白来源(Zhu等,2024)。谷蛋白占胡桃蛋白(WP)总量的70%以上,由于其紧密的分子组织和强烈的分子间相互作用,表现出有限的水溶性(Wang等,2024)。这些特性限制了WP在水基食品体系及其他食品胶体中的应用(Zhao等,2025)。在胡桃加工过程中,若保留胡桃皮(pellicle),所得脱脂粕中还含有内源性多酚,包括没食子鞣质、缩合单宁和黄酮类化合物,这些成分主要富集于胡桃皮中(Huang等,2024)。因此,WP与胡桃皮多酚共存于同一种加工物料中。
碱溶酸沉法通常用于制备WP。在对含皮胡桃粕进行碱提取时,内源性酚类物质可能与蛋白质一同进入提取介质中(Cao等,2026)。在碱性和有氧条件下,部分酚类物质可被氧化为亲电性醌,后者可与蛋白质中的亲核基团发生反应,特别是赖氨酸的ε-氨基和半胱氨酸的巯基(Kieserling等,2024)。以往研究主要侧重于使用外源添加的纯化酚类物质来修饰蛋白质。例如,EGCG提高了豆科植物蛋白的溶解度和乳化稳定性(Zhang等,2025),而咖啡酸和绿原酸则分别改变了米糠清蛋白和葵花籽蛋白的结构与功能特性(Guo等,2026;Jia等,2022)。这些方法需要单独提取或纯化酚类物质,然后在受控条件下将其添加到分离蛋白中。
内源性胡桃皮酚类物质的影响也引起了关注。Cao等(2026)研究了内源性胡桃皮多酚对胡桃粕蛋白结构和功能特性的影响。然而,保留胡桃皮进行烘烤的作用,尤其是其对酚类物质可用性及后续碱提取过程中蛋白质修饰的影响,仍缺乏充分认识。烘烤可破坏植物组织并提高某些结合态酚类物质的可提取性,但这些变化的程度取决于食品基体和烘烤条件(Kulik & Waszkiewicz-Robak,2025)。烘烤还会改变蛋白质的构象、聚集以及反应性基团的可达性(Lao等,2023)。在松子中,保留天然种皮进行烘烤调控了蛋白质聚集和加工功能特性(Wang等,2025)。也有报道指出烘烤可改变大麦麦芽中的内源性蛋白-多酚复合物(Wu等,2025)。然而,这些发现无法确定胡桃蛋白的功能变化究竟源于烘烤本身、胡桃皮来源的酚类物质、氧化反应,还是它们的综合作用。
热诱导凝胶化是将蛋白分散体系转化为结构化食品基质的有效手段。此前研究已利用胡桃蛋白凝胶、复合物和纳米粒子来包埋生物活性化合物。超声和转谷氨酰胺酶诱导的胡桃蛋白凝胶被用于茶多酚的包埋与释放(Pei等,2023);电喷雾制备的胡桃蛋白纳米粒子在模拟胃消化过程中限制了姜黄素的释放(Asadi等,2021),而磷酸化胡桃蛋白纳米复合物则改善了姜黄素的水溶性和储存稳定性(Ling等,2022)。然而,这些研究并未将递送基质的形成与胡桃加工过程中内源性胡桃皮酚类物质的释放和利用联系起来。
因此,我们提出假设:烘烤过程中保留胡桃皮可增加内源性胡桃酚类物质的可用度,并促进其在后续碱提取过程中与WP的原位反应,包括可能的共价结合。这些变化预计将影响蛋白质结构、分子间相互作用、热诱导凝胶化以及姜黄素的保留与释放。为验证该假设,本研究比较了未经处理的去皮仁、烘烤去皮仁、保留胡桃皮的烘烤仁和带壳烘烤仁所制备的WP。同时纳入相应的去酚化样品,以评估与酚类保留相关的变化。对酚类组成、蛋白结合态酚含量、蛋白反应性基团、蛋白结构、氧化指标及功能特性进行了表征。采用LC-MS/MS筛查多酚相关肽段修饰。随后评估所得蛋白质的热诱导凝胶化、姜黄素负载及模拟胃肠释放特性。该实验设计用于判断胡桃皮保留、烘烤、碱提取和凝胶形成这一整合途径是否产生了区别于单纯烘烤的功能效应。

章节摘要

材料

"文185"号胡桃购自中国新疆维吾尔自治区。胡桃油购自滁州楚古食品有限公司(安徽滁州)。纯度≥99.5%的无水甲醇和纯度≥99.5%的乙酸乙酯购自北京现代东方科技发展有限公司。纯度均≥98%的没食子酸、绿原酸、咖啡酸、儿茶素、没食子酸、芦丁和槲皮素分析标准品购自

酚类组成分析

图1B显示,RK-P和RK-P-S的TPC值分别为11.83和10.24 g GAE/100 g 干基,显著高于K和RK的TPC值(分别为0.48和0.58 g GAE/100 g 干基,p < 0.05)。表S4进一步列出了脱脂胡桃粕中七种酚类化合物的浓度。保留胡桃皮的样品中儿茶素、芦丁、绿原酸和鞣花酸的浓度均高于K和RK,凸显了胡桃皮对

结论

保留胡桃皮进行烘烤可提高多种内源性酚类物质的可提取含量,并改善所得WP的功能特性。与K和RK相比,RK-P表现出更高的蛋白结合态酚含量、更强的溶解性以及更优的热诱导凝胶性能。LC-MS/MS的鉴定结果支持多酚相关肽段修饰的存在,与蛋白反应性基团和蛋白构象的变化相互印证。增强的

CRediT作者贡献声明

Lu Yongyi:撰写—原稿、可视化、方法论、调查研究、正式分析、数据管理、概念构思。Li Yichun:方法论、调查研究、正式分析、数据管理。Guan Jingwen:调查研究、正式分析。Yu Huiyi:方法论、调查研究。Wang Ziwen:数据管理。Wang Fengjun:撰写—审阅与编辑、监督、项目管理、概念构思。Jin Feng:撰写—审阅与编辑、监督、资金获取,

资助

本研究得到以下资金的资助:京津冀区域环境质量协同提升国家科技重大专项(项目编号:2026ZD1215300)、中央高校基本科研业务费(QNTD202509)、中央高校基本科研业务费PTJS202625以及北京林业大学大学生创新创业训练计划(X202610022084)。

利益冲突声明

作者声明不存在可能合理地被视为影响本手稿所报告的研究和结论的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

我们感谢北京林业大学材料科学与工程学院公共分析与测试平台的资助支持。
Lu Yongyi|Li Yichun|Guan Jingwen|Yu Huiyi|Wang Ziwen|Wang Fengjun|Jin Feng
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