南瓜籽蛋白水解物肽-锌螯合物的结构特征、加工稳定性及抗氧化活性

《Food Chemistry》：Structural characteristics, processing stability, and antioxidant activity of peptide-zinc chelates from pumpkin seed protein hydrolysates

　　

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  南瓜籽蛋白水解物的锌螯合物制备
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  肽段可通过羰基和羧基有效结合锌。
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  螯合物富含谷氨酸（Glu）和天冬氨酸（Asp）。
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  酸性蛋白酶螯合的锌在严苛加工条件下仍能保持良好的保锌效果。

引言

全球约31.5%的人口遭受不同程度的锌缺乏（Sun et al., 2021），其中儿童、孕妇和婴幼儿是主要受影响群体（Wani et al., 2017）。锌对人体免疫系统至关重要（J. P. Li et al., 2019），而人体无法储存锌，因此需要通过膳食或补充剂持续摄入（Cummings & Kovacic, 2009; Ouyang et al., 2026）。

通过蛋白质酶解释放出的潜在生物活性肽可作为功能性食品、营养保健剂和特定生物活性药物进行商业化开发（Basri et al., 2025）。研究表明，来源于植物（Fan et al., 2026）、动物（Gabrilyants et al., 2025）和海洋生物（Shen et al., 2026）等来源经酶解获得的肽段具有抗氧化、抗糖尿病等多种生物活性。由食品来源的蛋白质肽形成的锌螯合物是一种潜在的膳食锌来源，大约20%–30%的食品源肽可作为锌载体，有助于促进肠道对锌离子的吸收，并增强锌在食品中的稳定性（Yu et al., 2025）。锌可与肽段稳定络合，从而屏蔽该矿物质与其他成分发生不良相互作用（S. Y. Wang et al., 2024; J. N. Zhang & Ye, 2022）。

相比之下，现有市售的无机锌制剂（例如ZnSO₄、ZnCl₂）存在明显缺陷：它们不仅生物利用度低，而且在胃酸中解离出的Zn²⁺还容易与膳食纤维、单宁酸等物质结合形成难溶复合物（W. F. Wu et al., 2017）。近年来的研究已证实，肽复合物中的锌相较无机锌具有显著优势（Caetano-Silva et al., 2021）。此外，Yin等（2025）发现，锌离子与燕麦蛋白肽螯合后富集了燕麦抗氧化肽，并显著增强了其抗氧化能力。K. Zhang, Li等（2018）也报道，牡蛎蛋白水解物与锌结合后，其抗氧化活性在一定程度上得到提升。然而，上述研究均仅关注单一酶解肽-锌螯合物的抗氧化增强效果。迄今为止，尚无任何相关研究比较过不同南瓜籽蛋白肽-锌螯合物之间的抗氧化活性。

南瓜籽富含蛋白质，并具有抗氧化、免疫调节等治疗特性，是一种极具前景的生物活性肽来源（Habib et al., 2025）。然而，在当前的加工操作中，南瓜籽粕往往被当作副产品处理，或遭丢弃或仅用作动物饲料，这种低值化的利用方式造成了资源浪费。Duan等（2025）从大豆蛋白水解物中分离鉴定了新型锌螯合肽；而Lin等（2025）则研究了核桃肽螯合锌后的锌转运能力。虽然目前已有关于其他植物来源蛋白肽-锌螯合物的大量研究报道，但来源于南瓜籽粕的肽-锌螯合物的螯合特性、结构特征和功能性性质仍基本未被探索。既往研究已表明，Zheng等（2023）从椰子粕球蛋白水解物中获得的肽-锌螯合物具有抗氧化活性。然而，源自南瓜籽蛋白的肽-锌螯合物的抗氧化潜力仍有待充分阐明。此外，一些食品加工条件，如加热、酸碱处理，可能导致肽段变性并降低肽-锌螯合物的生物利用度（Singh & Vij, 2018）。因此，有必要研究更广泛加工条件对螯合物保锌率的影响。

本研究利用五种不同的蛋白酶水解南瓜籽粕以获得肽段，并使其与锌离子螯合。系统比较了这五种肽-锌螯合物的结构特性、在多种食品加工条件下的稳定性及抗氧化活性，以阐明蛋白酶类型对螯合物特性的影响。本研究为南瓜籽加工副产品的增值利用提供了一种新策略。

章节摘录

材料

南瓜籽粕（蛋白纯度90%）购自湖北百多瑞健康产业有限公司（中国湖北省荆门市）。中性蛋白酶、酸性蛋白酶、复合蛋白酶、胃蛋白酶、菠萝蛋白酶和木瓜蛋白酶均购自上海源叶生物科技股份有限公司（中国上海）。碱性蛋白酶购自北京索莱宝科技有限公司（中国北京）。其他所有试剂均为分析纯，购自汕头西陇化学有限公司（中国广东省汕头市）。

南瓜籽蛋白水解物（PSPHs）的制备

南瓜籽蛋白（PSP）……

锌盐的选择与锌螯合能力测定

蛋白水解物与锌之间的螯合反应受溶液中Zn²⁺来源的影响。在制备蛋白水解物-锌螯合物时，锌源的选择需要考虑其与PSPHs的螯合效率。对硫酸锌、氯化锌和醋酸锌等常用锌化合物进行了评估。考虑到本研究采用乙醇沉淀法分离目标产物，氯化锌和醋酸锌因其……被选为候选物质。

结论

本研究利用不同的蛋白酶制备了五种PSPHs-Zn螯合物。结构分析证实了锌离子与肽链之间的络合。然而，我们认识到缺乏肽段序列信息限制了更深入的机理阐释，且最终产物很可能由多种锌结合物种组成，而非单一明确的复合物。进一步采用LC-MS/MS、ITC和XRD等研究手段将有助于获取更为直接和确凿的证据。

CRediT作者贡献声明

刘梦露：撰写——初稿、可视化、方法学、调查研究。刘蓉：撰写——审阅与编辑、方法学、调查研究。杨思琪：撰写——审阅与编辑、可视化、软件、调查研究。舒伟通：撰写——审阅与编辑、调查研究。陈子淇：调查研究。王松玉：调查研究。杜玉兰：软件。赵强：撰写——审阅与编辑、监督、项目管理、获取经费、概念构思。

利益冲突声明

作者声明，他们不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能影响本文所报道的工作。

致谢

本研究获得国家自然科学基金（32460588）、江西省自然科学基金（20232BAB205075）和南昌大学江西省金融科技专项项目（ZBG20230418037）的经费支持。

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