马铃薯蛋白 - 阿拉伯胶 - β-环糊精三元复合物在乳液稳定性及抑制中国大鲵油挥发物释放方面的结构 - 功能关系

《Food Chemistry》：Structure–function relationships of potato protein–gum arabic–β-cyclodextrin ternary complexes for emulsion stability and suppression of volatile release from Chinese giant salamander oil

　　pH 调节马铃薯蛋白的聚集和阿拉伯胶的复合组织。β-环糊精改变了三元组装，而非单纯的碳水化合物添加。三元预组装保持了乳化性能并增强了热稳定性。三元乳液中几种醛类的相对顶空丰度较低。引言富含多不饱和脂肪酸的可食用油因其营养价值而作为功能性食品原料引起了广泛关注，但在生产、加工和储存过程中极易氧化（Pan et al., 2026），产生不良的挥发性化合物（Zeng et al., 2024；Zhang, Wang, Liu, et al., 2023）。这不仅降低了油的营养品质，还产生了令人不快的气味，极大限制了其在食品体系中的应用。基于乳液的递送系统通过将油滴分散在水相中并稳定油-水界面，提供了一种改善脂质稳定性同时调节挥发性物质释放的有效策略（Chen et al., 2024；Mao et al., 2017）。在各种食用油中，水产来源的油因其富含多不饱和脂肪酸而被视为宝贵的营养成分（Jamshidi et al., 2020）。中国大鲵（*Andrias davidianus*）是中国特有的一种水产资源。从其脂肪组织中提取的油作为一种潜在的功能性脂质资源已引起关注（He et al., 2018；Wang et al., 2009）。然而，与许多水产油类似，中国大鲵油容易发生氧化并形成导致不良气味的挥发性化合物（Dong et al., 2025；Miyashita et al., 2018；Wen et al., 2023）。这些特性极大地限制了其在食品中的直接应用。因此，开发兼具结构稳定性和挥发性物质释放调节能力的乳液体系，对于在食品体系中利用中国大鲵油具有现实意义。蛋白质是常用的天然乳化剂，由于其两亲性结构，它们能在油-水界面形成稳定的吸附层（Cai et al., 2023；Ozturk & McClements, 2016）。近年来，植物蛋白作为动物蛋白的可持续替代品，得到了越来越多的关注（Zhang, Wang, Zhang, et al., 2023）。马铃薯蛋白（PP）是在从马铃薯中提取淀粉的过程中作为副产物获得的。它具有平衡的氨基酸组成，其低致敏性和无麸质特性使其具有优异的乳化和起泡功能（Bhutto et al., 2024；Hu et al., 2024）。尽管具有这些优势，天然PP在不同环境条件下通常表现出有限的稳定性（Dachmann et al., 2020）。特别是，在蛋白质的等电点附近，分子间静电斥力的丧失会导致聚集，从而降低界面吸附能力和乳液的稳定性（Bashash et al., 2024）。为了克服这些限制并改善蛋白质在胶体体系中的功能特性，构建蛋白质-多糖复合物已被广泛探索为一种有效策略（Albano et al., 2019；Cortés-Morales et al., 2021）。多糖能够参与蛋白质之间的静电、氢键和疏水相互作用，从而重塑其分子构象和界面活性（Li et al., 2025）。其中，阿拉伯胶（GA）是一种天然支链多糖，由于其优异的水溶性、低粘度和强空间稳定性，在食品乳液中广泛使用（Prasad et al., 2022）。蛋白质-GA复合物增强了乳液的稳定性，这归因于较厚界面层的形成以及液滴之间更强的静电斥力（Khubber et al., 2025）。挥发性物质释放的调节是含脂质食品体系中的另一个重要考量。不饱和脂质的氧化通常会产生挥发性醛类、酮类和醇类，这些物质可引起不良气味（Shahidi & Hossain, 2022）。β-环糊精（β-CD）是由七个吡喃葡萄糖单元组成的环状寡糖，已作为减少不良挥发性化合物释放的有效包合剂进行了广泛研究（Crini et al., 2018）。由于其疏水内腔和亲水外表面，β-CD可以通过主客体相互作用与各种疏水分子形成包合物，这一特性使β-CD能够包合挥发性化合物并减少其向周围环境的释放（Liu et al., 2022；Zhang, Huang, et al., 2025）。此外，据报道，β-CD能与蛋白质相互作用，改变其局部分子环境和聚集行为（Niccoli et al., 2017）。这些特性表明β-CD可能影响蛋白质-多糖组织和挥发性物质释放，但其在三元体系中的独特贡献仍不清楚。因此，本研究构建了PP-GA-β-CD三元复合体系，以稳定中国大鲵油油包水乳液，并研究了三组分共组装是否会产生与相应蛋白质-多糖二元体系、游离β-CD添加或非特异性碳水化合物效应不同的结构和功能效应。具体而言，本研究解决了两个相关问题：pH如何调节PP-GA二元体系的聚集状态和分子组织，以及PP-GA-β-CD的共组装是否会产生与二元体系及相应对照不同的结构组织、乳液特性和顶空挥发性物质释放变化。我们假设，在有利于PP分散的条件下，β-CD参与三组分共组装将改变系统的分子环境和结构组织，从而产生不同于简单组成效应的结构-功能特性，并导致乳液行为、稳定性和顶空挥发性物质释放的相应差异。基于此，从复合物组装及相关特性到乳液特性、氧化相关变化和顶空挥发性物质谱图，系统地评估了结构-功能关系。章节摘要化学试剂与材料中国大鲵样品由汉中午龙山水产养殖有限公司提供（陕西汉中）。本研究使用的中国大鲵油由本实验室从中国大鲵尾部脂肪组织中提取。马铃薯蛋白（PP）购自陕西蓝丽生物科技有限公司（陕西西安）。阿拉伯胶（GA）、β-环糊精（β-CD）、柑橘来源果胶（Pec）和木瓜蛋白酶（酶活性：800 U/mg）购自上海源叶…pH 调节的 PP–GA 复合物组装行为蛋白质-多糖复合物的形成强烈依赖于 pH，因为 pH 调节蛋白质电荷、溶解度、聚集状态，以及静电和其他非共价相互作用之间的平衡（Babu et al., 2024；Gentile, 2020）。如图 1a–c 和 S1a 所示，在 pH 5 时，PP-GA 体系表现出最小的粒径、最低的绝对值 Zeta 电位和最高的浊度。该条件接近 PP 的等电区域（…结论本研究揭示了 PP-GA-β-CD 三元体系中分子组织与乳液功能之间的结构-功能关系。pH 主要通过调节 PP 的电荷、分散和聚集状态来影响 PP-GA 体系，pH 8 为结构组织提供了有利条件。在这些条件下，PP、GA 和 β-CD 共组装形成不同于 PP-GA 二元体系以及 MD、Pec 和游离 β-CD 对照的分子组织…CRediT 作者贡献声明李可欣：撰写——初稿、方法论、形式分析、数据管理。马梦瑶：可视化、验证。韩兵：形式分析、数据管理。王书瑜：可视化。王冬秀：可视化。程胡：资源。郭连红：指导、形式分析、数据管理。朱杰：撰写——审阅与编辑、指导、项目管理、资金获取。利益冲突声明作者声明，他们没有已知的相互竞争的财务利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本研究中报告的工作。致谢本项目由杨凌农业科学示范与推广基地（2025SFTG-10，JZ）和中国高校科学基金（2452023083，JZ）资助。李可欣|马梦瑶|韩兵|王书瑜|王冬秀|程胡|郭连红|朱杰