pH调控的单宁酸桥接效应调节肌原纤维蛋白/κ-卡拉胶三元凝胶网络

《Food and Bioprocess Technology》：pH-governed Tannic Acid Bridging Modulates Myofibrillar Protein/κ-Carrageenan Ternary Gel Networks

　　

摘要

蛋白质-多糖二元凝胶通常存在交联密度有限、网络致密性和水分固定控制不足的问题。在本研究中，我们开发了一种肌原纤维蛋白（MP）/κ-卡拉胶（KC）/单宁酸（TA）三元凝胶体系，并研究了单宁酸浓度和pH如何调控多酚介导的网络组装。在MP/KC混合物中加入0.50–0.65%的单宁酸，并相应调节pH。结果表明，单宁酸的添加促进了MP的解折叠以及MP、KC和TA之间的三元相互作用，形成了更致密且更连续的凝胶网络。值得注意的是，pH 6.4为单宁酸介导的桥接作用提供了有利的电荷平衡窗口。在pH 6.4条件下使用0.60%单宁酸制备的凝胶表现出最佳的水分保持性能，持水率（WHC）从二元对照组的48%提高到73%。与此同时，单宁酸的添加显著改变了ζ电位，从–18.1 mV变为–25.6 mV，表明静电稳定性增强。同时，随着单宁酸浓度的增加，反应性巯基含量从75.6 nmol/mg降至48.3 nmol/mg，而α-螺旋含量从53%降至38%，证实了单宁酸诱导的MP解折叠。此外，凝胶孔隙率从对照组的8.4%降至2.1%，进一步证实了更致密网络结构的形成。然而，过量添加单宁酸会导致过度交联和网络收缩，虽然增加了结构刚性，但降低了水分保持能力。随着单宁酸浓度的继续增加，持水率降至69%。这些发现表明，pH在MP/KC/TA三元凝胶中充当调控单宁酸介导桥接的分子开关，为设计具有可调质构、持水率和微观结构的肉蛋白凝胶体系提供了一种基于机理的策略。

图形摘要

蛋白质-多糖二元凝胶通常存在交联密度有限、网络致密性和水分固定控制不足的问题。在本研究中，我们开发了一种肌原纤维蛋白（MP）/κ-卡拉胶（KC）/单宁酸（TA）三元凝胶体系，并研究了单宁酸浓度和pH如何调控多酚介导的网络组装。在MP/KC混合物中加入0.50–0.65%的单宁酸，并相应调节pH。结果表明，单宁酸的添加促进了MP的解折叠以及MP、KC和TA之间的三元相互作用，形成了更致密且更连续的凝胶网络。值得注意的是，pH 6.4为单宁酸介导的桥接作用提供了有利的电荷平衡窗口。在pH 6.4条件下使用0.60%单宁酸制备的凝胶表现出最佳的水分保持性能，持水率（WHC）从二元对照组的48%提高到73%。与此同时，单宁酸的添加显著改变了ζ电位，从–18.1 mV变为–25.6 mV，表明静电稳定性增强。同时，随着单宁酸浓度的增加，反应性巯基含量从75.6 nmol/mg降至48.3 nmol/mg，而α-螺旋含量从53%降至38%，证实了单宁酸诱导的MP解折叠。此外，凝胶孔隙率从对照组的8.4%降至2.1%，进一步证实了更致密网络结构的形成。然而，过量添加单宁酸会导致过度交联和网络收缩，虽然增加了结构刚性，但降低了水分保持能力。随着单宁酸浓度的继续增加，持水率降至69%。这些发现表明，pH在MP/KC/TA三元凝胶中充当调控单宁酸介导桥接的分子开关，为设计具有可调质构、持水率和微观结构的肉蛋白凝胶体系提供了一种基于机理的策略。

图形摘要