《Food Chemistry》：Cellulose nanofibers enhance the binding of pea protein amyloid fibrils with 2,5-dimethylpyrazine via regulating protein conformation and microstructure
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•纤维化处理将PPI对2,5-二甲基吡嗪的结合率从8.95%提高至16.50%。•CNF将PAFs对2,5-二甲基吡嗪的结合率提高至30.30%。•CNF提高了2,5-二甲基吡嗪与PAFs结合的热稳定性。•CNF使PAFs网络更加致密，有利于2,5-二甲基吡嗪的限域。•疏水作
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纤维化处理将PPI对2,5-二甲基吡嗪的结合率从8.95%提高至16.50%。
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CNF将PAFs对2,5-二甲基吡嗪的结合率提高至30.30%。
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CNF提高了2,5-二甲基吡嗪与PAFs结合的热稳定性。
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CNF使PAFs网络更加致密，有利于2,5-二甲基吡嗪的限域。
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疏水作用和氢键作用支撑了2,5-二甲基吡嗪的结合。
引言
随着对健康饮食模式日益重视和可持续发展需求的不断增长，植物基肉制品受到了广泛关注。然而，在加工和食用过程中，植物基肉制品常常表现出令人不快的豆腥味，缺乏动物肉通过热处理产生的特征肉香。吡嗪类化合物是美拉德反应过程中产生的重要挥发性风味物质，赋予食物烘焙、坚果和肉味风味（Yu等人，2023），在提升植物基食品的肉味品质方面发挥着重要作用。然而，由于其高挥发性和不稳定性，吡嗪类化合物在加工和储存过程中极易损失（Zhou等人，2025；Zhou等人，2025）。因此，提高吡嗪类芳香化合物的保留率和加工稳定性对于提升植物基肉制品的风味品质和感官接受度至关重要。
尽管传统的芳香物质包裹策略可以在一定程度上减少风味损失，但常用的蛋白质或多糖基包裹基质往往存在结构稳定性不足和对环境条件敏感性高的问题（Premjit等人，2022）。蛋白质淀粉样纤维化作为一种新兴的蛋白质结构重塑策略，可以在特定条件下诱导形成具有交联β折叠结构的高度有序纤维状聚集体（Lv等人，2025）。与传统的β折叠相比，交联β折叠结构形成了高度有序的疏水核心，而氢键则沿纤维的纵向和横向方向延伸，构建了三维稳定的网络支架。这种结构排列赋予了蛋白质淀粉样纤维更强的结构稳定性和环境耐受性（Cao & Mezzenga, 2019）。近年来，蛋白质淀粉样纤维在植物基肉的质地调节和生物活性化合物递送方面显示出巨大潜力，有效促进了β-胡萝卜素（Chen等人，2025）和姜黄素（Han等人，2025）等生物活性物质的递送。然而，蛋白质淀粉样纤维是否能用于构建稳定的芳香结合载体以提高吡嗪保留率尚缺乏充分的了解。
得益于高比表面积、大量表面羟基和优异的生物相容性，纳米纤维素在食品体系中的结构调节和界面稳定方面表现出卓越的能力（Pradeep, Patel, Onkarappa, Pratiksha, & Prasanna, 2022; Tang等人, 2026）。我们之前的研究发现，纤维素纳米晶体可以通过氢键和静电相互作用诱导豌豆蛋白分离物中α-螺旋向β-折叠的转变，导致蛋白质构象的显著重排（Gao等人，2024）。进一步的研究证实，纤维素纳米纤维的加入还可以作为物理交联位点，促进豌豆蛋白淀粉样纤维内更加致密有序三维网络的发展（Zhou, Zha等人，2025；Zhou, Zhang等人，2025）。然而，通过CNF介导的蛋白质淀粉样纤维结构和网络组织调控来增强吡嗪芳香结合的研究尚未见报道。这一知识空白限制了植物基食品中蛋白质-纳米纤维素复合体系用于风味稳定化的合理设计。
基于此，我们假设纤维素纳米纤维可以通过调节纤维组织和局部微环境来增强吡嗪类风味化合物与豌豆蛋白淀粉样纤维的结合。为验证这一假设，（1）研究了纤维素纳米纤维（CNF）的加入对豌豆蛋白淀粉样纤维（PAFs）结构特征和理化性质的影响。（2）构建了CNF增强的PAFs复合体系，并评估了其对2,5-二甲基吡嗪的结合率和热稳定性。（3）利用光谱分析、荧光热力学和分子对接探索了可能的相互作用机制。本研究为利用纳米纤维素-蛋白质淀粉样纤维复合材料提高植物基食品体系中吡嗪芳香保留率提供了新的见解。
章节片段
材料
豌豆蛋白分离物（PPI，纯度80%）购自中国上海源叶生物技术有限公司。CNF购自中国桂林奇宏科技有限公司，为商业羧化纤维素纳米纤维分散液。据供应商介绍，该分散液以棉纤维素制备，固体含量为0.8%（w/v），纯度为95%，pH为8–9。2,5-二甲基吡嗪（纯度98%）购自中国上海麦克林生化科技有限公司。其他所有
PAFs和CNF的微观结构
透射电子显微镜图像显示，采用酸-热法制备的PAFs呈现短纤维形态（图1A）。PAFs的平均长度和直径分别为56.34 nm和8.73 nm，纵横比为6.80（图S1A–C）。由于分子间相互作用，部分纤维显示出轻微弯曲和缠结，这与蛋白质淀粉样纤维典型的交联β折叠组装特征一致（Dong等人，2023）。相比之下，CNF表现出
结论
本研究表明，CNF的加入显著提高了PAFs对2,5-二甲基吡嗪的芳香结合率。酸-热纤维化将PPI的芳香结合率从8.95%提高至16.50%，而PAFs + CNF在37 °C下表现出最高的结合率30.30%，比单独PAFs增加了83.6%。PAFs + CNF在50、80和120 °C热处理后仍保持最高的结合率，表明热保留性有所提高。结构
CRediT作者贡献声明
Liu Lin：撰写——初稿。Lejun Hu：方法论。Xiuqing Wang：软件。Xiyao Liang：可视化。Yuqing Zhang：资源。Zhenyu Yu：形式分析。Yingnan Liu：验证。Xiaonan Sui：验证。Yaqing Xiao：撰写——审阅与编辑。
未引用参考文献
Barallat-Pérez, Janssen, Martins, Fogliano and Oliviero, 2023
Devi, Sarmah, Khatun and Maji, 2017
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。
Liu Lin|Lejun Hu|Xiuqing Wang|Xiyao Liang|Yuqing Zhang|Zhenyu Yu|Yingnan Liu|Xiaonan Sui|Yaqing Xiao
