引言
大豆分离蛋白 (SPI) 因其良好的乳化性和凝胶特性而在食品工业中应用广泛 (Yuan et al., 2025)。然而,其加工功能性与分子结构和胶体状态密切相关,其固有的聚集倾向和溶解度不足限制了其在某些复杂食品基质中的有效应用 (Xu, Zhang, Ma, Wang, & Zhang, 2025)。针对这一挑战,近年来蛋白质与多糖的非共价复合已作为一种温和、绿色且可控的改性策略应运而生 (Cheng et al., 2025)。该方法利用多种非共价相互作用,包括静电作用、疏水作用和氢键,诱导蛋白质 - 多糖复合物的形成,从而协同改善蛋白质的溶解度、稳定性和界面行为 (Li, Huang et al., 2025)。既往研究表明,SPI 可与多种多糖发生非共价相互作用,如壳聚糖、瓜尔胶、结冷胶和κ-卡拉胶 (Han, Zhu, Zhang, Liu, & Wu, 2024; Lu, Lee, & Yang, 2023)。这些相互作用诱导蛋白质构象和二级结构的变化,以及功能特性的改变。因此,它们影响 SPI 的多种行为,如凝胶化、乳化和发泡。
大豆可溶性多糖 (SSPS) 源自大豆加工副产品,由于其明确的组成结构和分子建筑特征,以及类似果胶的结构而引起了极大的关注。其分子结构含有带负电的羧基和丰富的中性糖侧链,赋予了电荷特性和水合能力 (Wang, Huang, Nakamura, Burchard, & Hallett, 2005)。此外,其高分子量、丰富的侧链和残留蛋白质成分使 SSPS 能够提供骨架支持并参与界面吸附和保护,从而增强复合系统的连续性和完整性 (Li, Bao, et al., 2025)。这些特性使 SSPS 特别适合与 SPI 设计复合乳化剂。此外,SSPS 更容易与 SPI 形成均匀、致密且稳定的复合界面层。通过氢键和静电相互作用,协同增强蛋白质 - 多糖复合物的界面锚定,导致在油 - 水界面形成更厚的水合吸附层和更强的空间位阻 (Zhao et al., 2022)。因此,SPI 和 SSPS 代表基于非共价复合策略构建功能性食品胶体系统的理想候选者。
目前,关于 SSPS 和 SPI 复合的大多数研究都集中在共价改性策略上。这些包括但不限于糖基化 (Li, Lan, Wu, Wang, & Xu, 2025)、美拉德反应 (Ke, Zhang, Yang, & Li, 2024)、超声辅助 (Ma et al., 2025) 和多酚改性 (Ke & Li, 2024)。这些领域的研究主要检查了结构变化和乳化性能改善。然而,这些共价方法通常需要苛刻的反应条件、高能耗和复杂的操作程序,这限制了其大规模工业应用的可行性。相比之下,SSPS 和 SPI 之间的非共价复合受到的研究相对较少,尽管它提供了一条温和、绿色且可控的途径。因此,需要更多系统的研究来阐明非共价相互作用及其对乳液系统稳定性和功能性的贡献。
此外,现有关于蛋白质 - 多糖复合的研究主要采用基于三酰甘油 (TAG) 的油作为油相。相比之下,二酰甘油 (DAG) 因其潜在的健康益处,包括降低餐后血清甘油三酯和减轻体内脂肪积累,而引起了功能脂质研究领域的广泛关注 (Xie, Mao, et al., 2025)。在本研究中,鉴于其独特的代谢途径和两亲结构,选择 DAG 作为油相 (Wang, Badar, et al., 2025)。重要的是,这项工作的核心新颖性不在于仅仅重新确认 SSPS 可以改善 SPI 的功能特性。相反,它侧重于阐明 SSPS 的结构特征如何驱动 SPI 从分散状态向复合状态的演化转变,以及这种转变随后如何决定复合物在 DAG 界面的吸附行为和稳定机制。这种针对性方法为理解基于 DAG 的乳液系统中的多组分界面相互作用提供了新的视角。
基于上述背景,本研究利用 SSPS 和 SPI 之间的非共价相互作用,开发了一种温和的改性策略,以提高 DAG 乳液的适用性和经济可行性。采用动态和静态表征方法的组合,系统研究从复合物形成到 DAG 乳液的整个过程。关键的新颖性不仅在于确认性能的改善,还在于阐明 SSPS 如何调节复合物的结构和功能转变,以及这种转变如何决定在 DAG 界面的吸附和稳定机制。这为设计基于 DAG 功能脂质的高效、绿色乳液系统提供了理论基础。
Ziyi Wang|Xin Li|Yafei Zhou|Chao Zhang|Fangda Sun|Qian Liu|Qian Chen|Baohua Kong|Haotian Liu