《Food Chemistry》:Pineapple peel polyphenols mitigate fructose-induced bovine lactoferrin glycation and aggregation: insights into enhanced digestibility and bioactivity of digests
编辑推荐:
•多酚可以减轻果糖引起的乳铁蛋白糖基化,并恢复其消化性。•阿魏酸能将乳铁蛋白在胃肠道消化后的水解程度提高到68.6%。•没食子酸和表儿茶素可以促进糖基化乳铁蛋白分解为小肽(<3 kDa)。•多酚能保护赖氨酸/精氨酸残基免受糖基化,从而保持蛋白酶切割位点的完整性。•这是首次针对三种
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多酚可以减轻果糖引起的乳铁蛋白糖基化,并恢复其消化性。
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阿魏酸能将乳铁蛋白在胃肠道消化后的水解程度提高到68.6%。
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没食子酸和表儿茶素可以促进糖基化乳铁蛋白分解为小肽(<3 kDa)。
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多酚能保护赖氨酸/精氨酸残基免受糖基化,从而保持蛋白酶切割位点的完整性。
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这是首次针对三种多酚在改善糖基化蛋白质消化效果方面的结构依赖性比较研究。
引言
在食品加工过程中,尤其是在热加工过程中,还原糖与蛋白质之间的美拉德反应不可避免地会发生,导致蛋白质的物理化学性质和结构发生一系列变化(Hou等,2025)。其中,蛋白质糖基化——作为美拉德反应的一个核心部分——会导致蛋白质构象改变、分子间交联以及老化糖(AGEs)的形成(Sun等,2024)。这些变化不仅通过掩盖酶切割位点降低了蛋白质的营养生物利用率,还会产生潜在的有害副产物,使其成为食品科学和营养学领域的研究热点(Chen等,2024)。
乳铁蛋白(LF)是一种分子量约为78 kDa的铁结合糖蛋白,广泛存在于牛奶和其他生物液体中,具有多种生物功能,包括抗菌、免疫调节和铁转运作用(Dyrda-Terniuk & Pomastowski,2023)。由于其优异的功能特性,乳铁蛋白被广泛用于功能食品、乳制品和制药行业(Demir等,2025)。然而,在富含乳铁蛋白的食品(如奶粉和婴儿配方奶粉)进行热加工时,由于食品系统中还原糖(如果糖)含量高,乳铁蛋白极易发生果糖引起的糖基化。过度的糖基化会导致乳铁蛋白聚集,显著降低其胃肠道消化性,并减少必需氨基酸的释放,从而限制其营养价值(Moscovici等,2014)。同时,乳铁蛋白糖基化过程中产生的老化糖对健康也存在潜在风险;因此,开发有效的缓解策略具有重要意义(Zhang, Zhang, Tu等,2025;Zhu等,2024)。
多酚作为一种天然生物活性化合物,已被证明可以通过清除活性羰基物质、抑制蛋白质交联和调节美拉德反应过程来发挥强大的抗糖基化作用(Zhu, Wang等,2025)。没食子酸(GA)、表儿茶素(EC)和阿魏酸(FA)是三种常见于天然植物中的多酚,在菠萝皮中含量丰富(Li等,2014)。菠萝加工副产品(包括果皮、果核和果实顶部)占整个果重的约60%,其中果皮单独占28%-42%(Oliver-Simancas等,2024)。充分利用这种富含多酚的资源对于食品行业的可持续发展具有重要意义。先前的研究证实,这三种多酚具有优异的抗氧化和抗糖基化潜力(Bekheit等,2025;Wu等,2019;Zhang, Li, Liu等,2025)。这三种多酚在结构上有所不同:没食子酸具有三个相邻酚羟基的吡咯可酚结构,表儿茶素具有B环邻位双羟基的黄酮-3-醇骨架和疏水性主链,而阿魏酸则具有连接在甲氧基取代酚环上的α, β-不饱和羧酸侧链。然而,它们单独作用时对果糖引起的乳铁蛋白糖基化的调控机制、结构-活性关系及其改善糖基化乳铁蛋白消化性的具体机制尚不清楚,这不仅限制了它们在乳铁蛋白基功能食品中的精确应用,也阻碍了菠萝皮多酚资源的有效利用。
我们之前的实验筛选表明,这三种多酚在较低的浓度(0.25 mg/mL)下就对乳铁蛋白表现出良好的抗糖基化作用(Xin等,2026)。因此,选择它们作为代表化合物,进一步探讨其对糖基化乳铁蛋白消化性的改善效果。本研究系统地研究了它们对果糖引起的牛乳铁蛋白糖基化的抑制作用,并阐明了这三种化合物单独作用时在结构稳定性、体外胃肠道消化性、抗氧化能力和糖基化乳铁蛋白老化糖形成方面的调控差异和结构-活性关系。这为开发高效安全的天然糖基化抑制剂提供了理论基础,同时为优化乳铁蛋白基食品加工技术和促进菠萝皮多酚资源的高值利用提供了技术支持。
章节摘录
材料
乳铁蛋白(牛源)由FIRMUS有限公司(中国齐齐哈尔)提供。三种多酚——没食子酸、表儿茶素和阿魏酸——从Aladdin有限公司(中国上海)购买。果糖(Fru)、DPPH试剂、ABTS+试剂、邻苯二甲醛(OPA)、模拟胃液(SGF)和模拟肠液(SIF)由Yuanye生物技术有限公司(中国上海)提供。其他化学试剂从陕西杨凌的Yuchen化学玻璃站购买。
浊度测量
所有实验组的浊度均通过紫外-可见光谱法在450 nm处测定。如图1a所示,天然乳铁蛋白(LF)、糖基化LF、GA-糖基化LF、EC-糖基化LF和FA-糖基化LF的平均浊度值分别为11.10%、10.87%、18.70%、11.63%和7.97%。同时,目视观察确认所有测试溶液均清澈透明,无可见沉淀或不溶性聚集物,其中GA处理组表现出……
结论
本研究旨在探讨果糖引起的乳铁蛋白糖基化对其形态特征、体外消化过程中的消化性、抗氧化活性以及老化糖形成的影响,以及三种菠萝皮多酚(没食子酸、表儿茶素和阿魏酸)的改善效果。结果表明,这三种多酚都能以结构依赖的方式抑制乳铁蛋白的糖基化和聚集,显著……
作者贡献声明
辛宇航:撰写——初稿、方法学、数据分析、概念构建。董英Xi:数据分析。田卓尔:数据分析。王小茹:撰写——审稿与编辑、方法学、数据分析。段祥:撰写——审稿与编辑、资金筹集。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了中国国家重点研发计划(编号2023YFF1103404)和杨凌示范区科技成果产业化联合体发展项目(编号2025LHT-08)的支持。作者感谢西北农林科技大学食品科学与工程学院的仪器共享平台。
辛宇航|董英Xi|田卓尔|王小茹|段祥|段祥