《Food Chemistry》：Ultrasound-assisted complexation of
Millettia speciosa by-product protein with polyphenols: improved structural properties, antioxidant and hypoglycemic activities, and gut microbiota modulation
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•超声通过多酚共价修饰实现了副产物蛋白的高值化利用。•超声形成多孔蛋白；多酚在结构上将α-螺旋转变为β-折叠。•复合物，特别是与单宁酸的复合物，显示出与阳性对照相当的抗氧化活性。•它们调节肠道菌群：富集有益菌，抑制病原体，提升多样性。引言亮叶猴耳环 Champ 是中国南方一种
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超声通过多酚共价修饰实现了副产物蛋白的高值化利用。
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超声形成多孔蛋白；多酚在结构上将α-螺旋转变为β-折叠。
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复合物，特别是与单宁酸的复合物，显示出与阳性对照相当的抗氧化活性。
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它们调节肠道菌群：富集有益菌，抑制病原体，提升多样性。
引言
亮叶猴耳环 Champ 是中国南方一种有价值的豆科植物，富含多糖、黄酮类和蛋白质等生物活性成分 (Wu et al., 2020)。由于其抗氧化和免疫调节活性，其多糖引起了广泛的研究兴趣 (Shi et al., 2023)。然而，其纯化过程会产生大量富含蛋白质的副产物。目前，这些富含蛋白质的副产物通常被视为废物。其功能特性及再利用潜力尚未得到充分探索，导致资源浪费和环境负担。因此，开发这种蛋白质的高值化应用对于资源可持续性至关重要。这种方法符合提升农业副产物中未被充分利用的植物蛋白价值的增长趋势，以同时解决环境和经济问题 (Kamani et al., 2024)。
多酚是广泛的植物代谢物，具有抗炎、抗氧化、抗菌、降糖和心脏保护作用 (Ashwin et al., 2021)。它们在功能性食品开发中备受推崇。将蛋白质与多酚相互作用是修饰蛋白质功能性的有效策略。超声辅助技术利用机械剪切、空化效应和热效应来展开蛋白质结构。这些相互作用主要是非共价的（氢键和疏水效应），因为缺乏共价结合的直接证据。这暴露了更多的活性位点，并促进了蛋白质与多酚之间的非共价相互作用 (Wei et al., 2024; Zhang et al., 2024)。该方法促进复合物形成，提高蛋白质溶解度和生物活性，并进一步增强抗氧化能力等特性 (Tang et al., 2021)。它提供了一种绿色且高效的蛋白质修饰途径。
然而，此类修饰的合理设计需要对蛋白质的内在理化性质有清晰的了解。从多糖提取中回收的亮叶猴耳环副产物蛋白 (MSCP) 表现出几个有利于多酚结合的特征。正如我们的氨基酸分析所示 (表 1)，MSCP 含有高比例的酸性氨基酸（天冬氨酸和谷氨酸），赋予其两性特征和强烈的静电相互作用潜力。低水平的含硫氨基酸（蛋氨酸和半胱氨酸）表明二硫键交联最小，这转化为结构柔性。此外，丰富的芳香族残基（酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸）提供了紫外光谱手柄和疏水斑块，可以与多酚环发生π-堆积和疏水相互作用。这些内在特征使 MSCP 成为一种有前景的两性生物聚合物，可用于与多酚的非共价结合。这种增值策略符合从豆科植物加工副产物中回收高附加值蛋白质的增长趋势 (Kamani et al., 2024)。事实上，最近的研究报道了从亮叶猴耳环种子中提取的蛋白质具有与大豆分离蛋白相当的乳化、发泡、持水和吸油能力 (Yang et al., 2025)，以及亮叶猴耳环蛋白与槲皮素的非共价复合通过疏水相互作用和氢键增强了其粒径、ζ-电位、抗氧化活性和生物可及性 (Huang et al., 2025)。
为了系统调查多酚结构如何影响蛋白质复合效率和功能结果，选择了三种结构不同的多酚。单宁酸 (TA) 是一种分子量高且富含没食子酰基的水解单宁，因其高密度的酚羟基而被选中，这能与蛋白质链发生多点氢键结合和疏水交联，通常导致显著的结构压缩 (Meng & Li, 2021)。槲皮素 (QR) 是一种具有平面芳香环结构的黄酮，因其能够通过π-堆积和疏水相互作用插入蛋白质疏水口袋而增强结构柔性而被选中 (Chen et al., 2025; Li et al., 2009)。白藜芦醇 (RSV) 是一种羟基有限的 stilbenoid，代表一种低分子量多酚，由于氢键位点较少，通常表现出较弱的蛋白质结合亲和力。加入 RSV 允许对分子大小、羟基密度和平坦性如何共同影响结合效率及后续功能改进进行比较评估。这种三种多酚选择策略直接得到最近一项研究的支持，该研究也在超声辅助非共价条件下采用了 TA、QR 和 RSV 来改善蛋白质溶解度、乳化、发泡和抗氧化特性 (Wei et al., 2024)。
现有研究表明超声可以改变蛋白质结构并改善多酚结合。然而，关于副产物蛋白非共价复合的系统研究仍然缺乏。特别是需要对修饰后的蛋白质进行详细的结构分析。此外，现有工作主要集中在蛋白质自身的功能特性上。它们对肠道菌群调节的联合效应，以及体外降糖和抗氧化活性尚未被充分了解。大多数研究单独考察了多糖、多酚或肽，使得蛋白质 - 多酚复合物作为整体的协同肠道菌群调节作用在很大程度上仍是未知的。因此，本研究旨在利用超声辅助与多酚（单宁酸，TA；槲皮素，QR；白藜芦醇，RSV）复合来修饰亮叶猴耳环副产物蛋白 (MSCP)。我们使用紫外 - 可见光光谱、荧光光谱和圆二色谱、傅里叶变换红外光谱 (FTIR)、氨基酸分析、扫描电子显微镜 (SEM)、Zeta 电位和粒径测量系统地表征了结构变化。通过体外抗氧化和与餐后血糖调节相关的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制测定评估了生物活性。我们还使用体外人粪发酵模型研究了其对肠道菌群组成和预测代谢功能的影响。这项研究为亮叶猴耳环副产物蛋白的高值化利用提供了理论和技术基础。
章节摘要
材料
亮叶猴耳环 Champ 购自广东省小范良心药材店 (批号：20250506)。该产品符合《亮叶猴耳环》广东省食品安全地方标准 (DBS 44/016–2021)。该植物材料由作者之一 (J.W.) 基于形态特征进行了鉴定，凭证标本 (编号：GDOU-MSC-20250506) 已存入广东海洋大学食品科学与工程学院。
水解氨基酸组成
MSCP 的氨基酸组成如表 1 所示。检测出 20 多种氨基酸，确认了相对完整的谱图。然而，未检出天冬酰胺 (Asn) 和谷氨酰胺 (Gln) (N.D.)，这可能是因为在酸水解过程中脱酰胺为天冬氨酸 (Asp) 和谷氨酸 (Glu) (Zhang et al., 2023)。在营养上，MSCP 含有所有必需氨基酸，但表现出典型的植物蛋白局限性：含硫氨基酸（蛋氨酸和半胱氨酸）非常低
结论
本研究通过超声辅助与多酚（单宁酸、槲皮素、白藜芦醇）复合，成功将一种未被充分利用的副产物亮叶猴耳环蛋白 (MSCP) 转化为多功能配料。这种方法直接解决了与多糖纯化相关的资源浪费和环境负担的双重挑战。
结构分析确立了一个清晰的修饰顺序。超声预处理首先展开蛋白质，创造了一个
CRediT 作者贡献声明
王猛: 撰写 – 原稿，方法论，调查，概念化。 李解溪: 验证，资源，调查。 李峰: 验证，资源，调查，形式分析。 陈业保: 验证，调查。 班方芳: 资源，形式分析。 杨华: 撰写 – 审查与编辑，监督。 朱思明: 撰写 – 审查与编辑，监督。 徐丹: 监督，资金获取，概念化。 吴俊林: 监督，项目管理，
基金
本研究得到了 广东海洋大学科学研究启动基金计划 (YJR24005 和 No. 360302062404)；国家自然科学基金 (No. 32502357) 的资助。
未引用参考文献
Abdul Kalam Saleena et al., 2024
Ballon et al., 2024
Sharma et al., 2025
利益冲突声明
作者声明他们没有任何已知的竞争财务利益或个人关系，这可能被认为影响了本论文中报告的工作。
王猛 |李解溪 |李峰 |陈业保 |班方芳 |杨华 |朱思明 |徐丹 |吴俊林
