《Foods》：Egg-Derived Proteins as Functional Food Ingredients: Modification Strategies, Bioactive Peptides, Bioavailability, and Techno-Functional Applications
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蛋源蛋白正日益被研究作为多功能配料，用于开发兼具营养价值、技术性能与潜在生物学功能性的食品。本结构化叙述性综述批判性地综合了近年来关于蛋清蛋白和蛋黄蛋白作为技术功能性与生物活性食品配料前体的文献。综述聚焦于酶解、发酵辅助改性、物理技术以及化学或生化策略，并将这
蛋源蛋白正日益被研究作为多功能配料，用于开发兼具营养价值、技术性能与潜在生物学功能性的食品。本结构化叙述性综述批判性地综合了近年来关于蛋清蛋白和蛋黄蛋白作为技术功能性与生物活性食品配料前体的文献。综述聚焦于酶解、发酵辅助改性、物理技术以及化学或生化策略，并将这些干预措施与分子重排、肽释放、消化率、生物利用度、致敏性及在食品基质中的表现相关联。现有证据表明，受控改性可改善溶解度、起泡性、乳化性、凝胶性、矿物质结合能力，以及具有抗氧化、抗炎、抗高血压、抗菌和免疫调节潜力的肽的释放。然而，功能改善强烈依赖于工艺和基质，且所报道的大多数生物活性的证据仍处于临床前阶段，主要来源于体外试验和动物研究，尚未确立对人体的生理功效。向功能性食品的转化仍受到肽标准化不完整、人体验证缺乏、致敏性可能持续存在或改变、感官缺陷、清洁标签限制、加工重现性及可规模化性等限制。总体而言，蛋源蛋白代表了下一代功能性食品的有前景平台，前提是未来研究将分子表征与消化和吸收研究、安全性评估、感官评价、中试规模加工及在真实食品体系中的验证相结合。
论文主体内容总结
3. 蛋源蛋白的组成、结构与功能潜力
3.1 蛋清蛋白：组成与功能相关性
蛋清是一个含水体系，含有不同分子量、等电点、糖基化模式、热敏感性和生物学功能的蛋白质。主要成分包括卵清蛋白（ovalbumin）、卵转铁蛋白（ovotransferrin）、卵类黏蛋白（ovomucoid）、卵黏蛋白（ovomucin）、溶菌酶（lysozyme）和抗生物素蛋白（avidin）等。卵清蛋白是含量最丰富的蛋清蛋白，是凝胶化、起泡和乳液稳定的主要贡献者。卵转铁蛋白的金属结合能力贡献于其抗菌活性，其释放的肽与抗氧化、抗菌和抗高血压效应相关。卵类黏蛋白以其稳定性、抗消化性和与蛋过敏的相关性而著称。溶菌酶贡献抗菌活性，而卵黏蛋白通过其大型糖蛋白结构支持浓蛋清的黏度和泡沫稳定性。蛋清蛋白形成凝胶、泡沫、膜和界面层的集体能力支持其作为结构剂、食品亲水胶体和递送材料的应用。
3.2 蛋黄蛋白与脂蛋白组分
蛋黄在结构上比蛋清更复杂，因为其许多蛋白质存在于富含脂质的超分子组装体中。主要含蛋白组分包括低密度脂蛋白（low-density lipoproteins）、高密度脂蛋白（high-density lipoproteins）、脂卵黄磷蛋白（lipovitellins）、卵黄高磷蛋白（livetins）和卵黄高磷蛋白（phosvitin）。血浆部分富含低密度脂蛋白和卵黄高磷蛋白，而颗粒含有高密度脂蛋白、脂卵黄磷蛋白和卵黄高磷蛋白，通过磷酸钙桥相互关联。低密度脂蛋白通过油-水界面的吸附和膜形成对乳化做出主要贡献。卵黄高磷蛋白的高磷酸化水平解释了其对金属离子的强亲和力及其潜在的抗氧化、矿物质结合和营养递送功能。
3.3 构效关系
蛋源蛋白的功能特性由其结构状态决定。二级结构组织、三级构象、分子柔性、表面电荷、暴露的疏水区域、巯基可用性、粒径和聚集状态决定蛋白质溶解度、界面吸附以及形成内聚性泡沫、乳液或凝胶网络的能力。适度蛋白质去折叠可暴露先前埋藏的疏水和反应性基团，增加分子柔性，促进空气-水或油-水界面的吸附。过度去折叠后伴随不可控聚集则会降低溶解度、限制分子扩散并产生异质性界面膜或凝胶网络。凝胶化依赖于去折叠与结合之间的不同平衡，部分去折叠暴露疏水区域和巯基，参与加热过程中的疏水相互作用、氢键和巯基-二硫键交换。
3.4 功能性食品设计的相关性
蛋清蛋白主要适用于起泡、凝胶化、成膜和蛋白质基递送系统，而蛋黄蛋白和脂蛋白主要贡献于乳化和脂质结构化。两个组分均可作为生物活性肽的前体，卵黄高磷蛋白及其衍生磷酸肽提供矿物质结合潜力。
4. 蛋蛋白的酶解与发酵辅助改性
4.1 酶解作为蛋蛋白功能化的工具
蛋白水解将蛋蛋白转化为多肽和肽，其性质由酶特异性、水解度、底物浓度、pH、温度、反应时间和底物预处理决定。有限水解可增加溶解度、分子柔性和界面吸附，或释放具有抗氧化、抗炎、抗菌或ACE抑制潜力的肽。广泛水解则可能削弱界面膜和凝胶网络，并通过释放疏水序列增加苦味。
4.2 蛋清蛋白水解物与生物活性肽释放
卵清蛋白、卵转铁蛋白、溶菌酶、卵黏蛋白和卵类黏蛋白可作为生物活性肽的前体。卵转铁蛋白衍生水解物因其ACE抑制、抗高血压、抗氧化和抗菌潜力而受到特别关注。水解物的技术和生物学性质取决于肽大小、序列和水解度。蛋源肽的胃肠稳定性是其在体活性的主要决定因素，肽在消化过程中的命运取决于其长度、氨基酸序列、构象、末端残基及与食品基质其他组分的相互作用。
4.3 蛋黄蛋白与脂蛋白的酶法改性
蛋黄对酶处理的响应取决于蛋白质水解和脂质-蛋白组织变化的共同作用。磷脂酶A1或A2处理修饰蛋黄脂蛋白的磷脂环境，可增加蛋白质溶解度、热稳定性和乳化性能。卵黄高磷蛋白水解通过释放磷酸化肽提供矿物质结合和抗氧化潜力。
4.4 发酵辅助改性
发酵将微生物蛋白水解与酸化及代谢物形成相结合。乳酸菌已被用于通过蛋白质结构变化、肽释放、粒径和消化率变化来改性蛋源配料。在喷雾干燥蛋黄粉中，发酵增加了溶解度、水分散性、分散稳定性和模拟胃肠消化率。
4.5 酶法交联
转谷氨酰胺酶（transglutaminase）介导的交联在可及的谷氨酰胺和赖氨酸残基之间形成共价键。天然球状蛋清蛋白的紧凑三级结构可能限制酶对这些残基的可及性，而热或还原预处理诱导的部分去折叠可增加其可用性。受控交联可增强蛋白质网络并改善保水性，而过度反应可能产生刚性结构并降低溶解度。
5. 物理改性技术
5.1 热处理
热处理通过疏水相互作用、氢键和二硫键交换使球状蛋蛋白去折叠并促进聚集。适度处理可支持网络形成和消化酶可及性，而过度加热可产生致密聚集体，降低溶解度和消化过程中的酶可及性。延长煮沸增加了硬度和咀嚼性，但降低了消化率和抗氧化肽释放。
5.2 高压处理
高压处理（high-pressure processing）破坏非共价相互作用，可在比常规加热更低的热负荷下诱导蛋白质去折叠、聚集和凝胶形成。温和的高静水压可修饰卵清蛋白构象、起泡能力、乳化活性和致敏性。压力诱导凝胶化可改善蛋清白布丁的质地、脱水收缩和微观结构。
5.3 超声处理
超声处理主要通过声空化、局部剪切力、湍流和微流效应发挥作用，可破坏弱聚集体、减小粒径并促进部分去折叠。超声改性已被报道可改善巴氏杀菌液体蛋清的起泡性能和储存稳定性。超声强度和持续时间必须严格控制，过度超声可能诱导氧化和蛋白质再聚集。
5.4 脉冲电场与冷等离子体
脉冲电场（pulsed electric fields）可能改变电荷分布、非共价相互作用和蛋白质构象，但蛋源蛋白的直接证据有限。冷等离子体（cold plasma）产生的活性物种可修饰蛋白质构象、溶解度、起泡、乳化和凝胶性能，并可能贡献微生物控制，但过度暴露可能氧化氨基酸残基。
5.5 微波、辐照与干燥相关改性
受控微波处理可改善蛋清粉的起泡性能，但不均匀温度分布可能导致局部过热。选定辐照剂量可增加液体蛋清的疏水性、起泡能力和热定型凝胶化。喷雾干燥条件影响蛋白质聚集、疏水基团暴露、复水性和凝胶形成。冻干比真空干燥或喷雾干燥更好地保留了咸鸭蛋清肽粉的溶解度、起泡性、乳化性和抗氧化活性。
5.6 组合物理改性策略
预加热结合高强度超声改变了卵清蛋白的二级结构、巯基暴露、表面疏水性和黏度。超声-微波处理已用于制备蛋清微凝胶，超声限制了微波加热引起的过度聚集。超声后接温和加热的预处理在干燥前应用于液体蛋清，改善了所得粉末的起泡稳定性、乳化活性和乳化稳定性以及体外消化率。
6. 化学与生化改性策略
6.1 pH偏移与受控电荷调节
pH偏移（pH-shifting）过程中，蛋白质暴露于强酸或强碱条件，随后恢复至中性或应用相关pH。碱性pH偏移通过分子结构、表面疏水性和界面吸附的变化改善了蛋清蛋白的乳化活性和乳液稳定性。
6.2 糖基化与美拉德型蛋白-多糖缀合
美拉德型糖基化（Maillard-type glycation）利用还原糖或多糖与蛋白质游离氨基反应形成共价缀合物。卵清蛋白-普鲁兰多糖缀合物改善了起泡稳定性。超声辅助卵清蛋白与木糖的美拉德糖基化增加了糖基化程度并改善了起泡和乳化性能。蛋清蛋白与麦芽糊精的糖基化改善了凝胶硬度、持水性和微观结构。中性多糖提供水化空间位阻层，阴离子多糖如果胶额外修饰表面电荷和界面膜黏度。反应条件必须受控以有利于早期缀合，同时限制晚期美拉德产物和营养损失。
6.3 磷酸化
磷酸化引入带负电荷的磷酸基团，可增加水合作用、静电排斥和矿物质结合能力。微波辅助磷酸化修饰了冻干蛋清粉的溶解度、起泡性、乳化性、持水持油性、黏度和粒径分布。磷酸化后接脉冲电场预处理改变了卵清蛋白构象并降低了免疫球蛋白G和免疫球蛋白E结合。
6.4 酰化与琥珀酰化
琥珀酰化（succinylation）引入带负电荷基团，增加静电排斥和分子柔性。琥珀酰化卵清蛋白表现出结构去折叠、溶解度改善、界面张力降低以及起泡和乳化性能改善。琥珀酰化蛋清蛋白水凝胶修饰了持水性、硬度、弹性和矿物质结合能力。
6.5 蛋白-多酚相互作用与共价缀合
多酚通过氢键、疏水相互作用以及氧化后的共价交联与蛋蛋白相互作用。含柑橘皮多酚的蛋蛋白基质表现出抗氧化活性和较低的免疫球蛋白E结合。共价缀合方法应报告氧化或引发体系、缀合产率、交联度、残留试剂和氧化衍生反应产物。
6.6 蛋蛋白改性策略的比较评估
蛋白水解适合肽释放和溶解度或界面行为调节，但广泛水解可能增加苦味。磷脂酶处理主要针对蛋黄乳化和热稳定性。物理处理在不直接化学衍生的情况下修饰蛋白质构象、粒径和聚集。化学和生化方法对电荷、空间稳定化和共价相互作用提供更有针对性的控制，但需考虑试剂可接受性、反应副产物、配料身份、感官效应和监管状态。
7. 蛋蛋白生物活性肽
7.1 来源、生产与鉴定
蛋清和蛋黄提供结构特征不同的肽前体。肽制备通常包括蛋白质回收、受控水解或发酵、分级、序列鉴定和生物学筛选。水解物通常含有复杂肽混合物，其组成随蛋白质底物、酶、水解条件、预处理和下游加工而变化。
7.2 抗氧化与抗炎活性
抗氧化活性是蛋源肽最常报道的性质之一，提出的机制包括自由基清除、金属螯合、脂质氧化抑制和细胞氧化应激通路调节。抗炎效应主要在细胞体系中进行研究，蛋清蛋白衍生肽与炎症标志物和氧化应激反应的变化相关。
7.3 抗高血压与心血管代谢潜力
蛋源肽的抗高血压潜力最常与血管紧张素转换酶（angiotensin-converting enzyme, ACE）抑制相关。蛋清蛋白水解物在自发性高血压和DOCA-盐大鼠模型中降低了血压或改善了血管参数。人体证据仍然有限，一项随机双盲安慰剂对照试验报道了老年超重或肥胖成人长期摄入蛋蛋白水解物后内皮功能改善。
7.4 抗菌、免疫调节与肠道相关活性
蛋源肽的抗菌潜力受到蛋中天然防御蛋白特别是溶菌酶和卵转铁蛋白的支持。蛋清水解物获得的肽对痤疮丙酸杆菌（Cutibacterium acnes）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）表现出抗菌和抗炎活性。免疫调节和肠道相关效应的证据仍处于早期阶段。
7.5 构效关系与证据强度
肽活性受氨基酸序列、分子量、疏水性、电荷、末端残基和抗酶降解能力的影响。低分子量肽可能有更大的肠道转运机会，但分子大小本身不能预测吸收或生物活性。现有证据存在若干反复出现的局限性：许多研究依赖化学测定、酶抑制试验或细胞模型；水解物并非总是在序列水平上表征；鉴定肽的稳定性、吸收和有效剂量很少被一起评估。
8. 消化率、生物利用度与食品基质相互作用
8.1 加工对蛋白质消化率的影响
加工可根据所产生的结构变化增加或降低蛋蛋白消化率。温和变性可暴露切割位点，而广泛加热、氧化或聚集可产生限制酶渗透和水解的致密网络。煮沸时间影响蛋清和蛋黄的凝胶形成、消化率和抗氧化肽释放。
8.2 肽释放与肠道转运
蛋源肽在消化过程中释放后的命运取决于其氨基酸序列、分子大小、疏水性、电荷、抗胃肠和刷状缘肽酶的能力以及与肠道转运通路的相互作用。一项动物模型研究中，蛋清水解物衍生的肽在口服给药后于血浆中被检测到，并提出网格蛋白依赖性内吞作为肠道转运通路。
8.3 食品基质的作用
基质结构可修饰酶可及性、水流动性、分子扩散和肽释放。凝胶体系中，网络密度和孔隙率调节消化酶的渗透。乳液中，界面组织和脂质-蛋白相互作用可改变消化动力学。蛋黄和全蛋基质特别复杂，因为蛋白质与脂质、磷脂和脂蛋白组装体相关联。
8.4 储存、包装与蛋粉基质
干燥、包装和储存可改变蛋粉配料的组成和后续性能。高密度聚乙烯（HDPE）和低密度聚乙烯（LDPE）包装在90天储存期间的比较显示，LDPE包装样品水分增加更多。铝含量多层包装在加速储存条件下更好地保持了全蛋粉的评估质量属性。
8.5 体外消化模型与证据要求
标准化体外消化模型为比较蛋白质水解、肽释放和基质效应提供受控条件。INFOGEST静态消化方案改善了方法学可比性，但仍是对人体胃肠消化的简化表示。体外消化应被视为证据通路中的一个阶段，而非生物利用度的证明。
8.6 对功能性食品开发的意义
功能性食品设计应整合技术性能与生物学可及性。蛋源蛋白应被评估为经历加工、包装、储存、食品制备、胃肠消化和肠道吸收的配料，而非仅作为分离分子。
9. 食品体系中的技术功能应用
蛋清蛋白提供起泡、凝胶化、保水性、成膜以及在某些体系中的乳液稳定化。蛋黄蛋白、脂蛋白和磷脂主要贡献于乳化、黏度、脂质结构化和热稳定性。改良策略在纯化分散体或模型体系中测量的改善不一定能预测在食品中的表现。含气食品需要稳定的气-液界面和热定型结构，乳化食品需要界面和氧化稳定性，粉末需要在储存和复水过程中保持功能性，饮料需要无可接受苦味或沉淀的溶解度。
