核桃蛋白已成为一种具有卓越营养价值的高质量蛋白质的理想选择。作为必需氨基酸的可靠来源,除甲硫氨酸外,其必需氨基酸含量符合世界卫生组织推荐的成人膳食标准(Liu, Zhang, et al., 2024)。此外,其丰富的谷氨酸和精氨酸有助于降低血氨水平并支持肝脏解毒(Zhang, Cai, Wang, Zhao, & Zhao, 2024)。与其他大多数植物蛋白类似,核桃蛋白在水中的分散性较低,功能性较差。为克服这些局限,一种有效的方法是将蛋白质转化为纤维结构。具体来说,蛋白质可在酸性条件下经热处理转化为蛋白纤维。蛋白纤维因具有高长径比、独特的刚柔性和缠结分支聚集结构而备受关注,这些特征共同赋予其优异的凝胶化、乳化和发泡性能(Miao et al., 2025)。随着更多功能基团的暴露,蛋白纤维可更有效地结合各种小分子(Yin, Yang, & Li, 2025)。在我们先前的研究中,胰蛋白酶水解预处理核桃蛋白提高了其纤维化能力,获得了具有良好结构特征的纤维(Li, Chen, Yuan, Jin, & Wang, 2025)。因此,可以筛选具有生物活性的小分子来改善核桃蛋白水解物纤维(WPHF)的生物学特性。
绿原酸(CA)属于羟基肉桂酸家族的酚类化合物,由一个咖啡酸单元酯化一个奎宁酸单元组成(Santana-Gálvez, Cisneros-Zevallos, & Jacobo-Velázquez, 2017)。作为一种普遍存在的植物化学物质,CA占膳食酚类摄入量中的重要比例。其被认可具有多种药理学功能,包括强效自由基清除、抗炎、抗癌和抗高血压作用(Murai & Matsuda, 2023)。此外,作为食品添加剂,它具有抗菌特性并可作为益生元发挥作用(Rojas-González et al., 2022)。因此,其作为营养补充剂和食品添加剂的双重功能突显了其在开发营养保健品和健康导向型食品基质方面的巨大潜力。已有研究表明,CA可通过非共价相互作用(包括疏水效应和氢键)以及与共价相互作用与蛋白质结合(Qie et al., 2024; Xu et al., 2019)。与涉及自由基介导过程、碱性pH或氧化酶活性的共价相互作用不同,非共价复合在较温和的条件下发生,无需使用额外的交联分子。非共价相互作用安全且方法简便,在动态调节和复杂体系中往往具有更大优势(Can Karaca, Tan, Assadpour, & Jafari, 2025)。
先前的研究探讨了蛋白-多酚相互作用对蛋白质结构和功能的影响。例如,原花青素通过疏水相互作用和氢键自发结合到大豆分离蛋白(SPI)纤维上,重塑其结构并增强乳化活性和发泡能力(Yin et al., 2025)。阿魏酸可与SPI相互作用诱导其结构解聚和展开,从而增加蛋白质的结构柔性并增强界面功能和氧化稳定性(Chen, Zhang, Lan, & Wang, 2024)。此外,蛋白质与多酚配体之间的复合表现出强烈的pH依赖性,这包括结合强度、亲和力水平和分子间作用力性质的变化,最终影响组装体的结构特性(Ebrahimi, Lante, & Grossmann, 2025)。例如,与pH 3.0相比,pH 7.0下藜麦蛋白水解物与表没食子儿茶素没食子酸酯的结合亲和力更高,从而显著改善了抗氧化和乳化性能(Xu et al., 2024)。Yang等(2020)记录,与pH 3.0和5.0相比,大豆11S和7S在pH 7.0下与表没食子儿茶素没食子酸酯表现出最强的结合亲和力,这归因于结合位点的暴露。尽管已有对蛋白质与多酚在不同pH环境下相互作用的研究,但复合物结合的多酚与残余游离多酚之间的区分并非总能得到明确界定。这一区分对于解释蛋白-多酚复合物的功能特性至关重要,因为残余游离多酚也可能对抗氧化活性有所贡献。因此,对WPHF-CA复合物进行透析以减少未结合CA的干扰,从而更恰当地评估复合物的抗氧化活性。
本研究旨在在pH 2.0和7.0条件下以不同浓度比例形成WPHF-CA复合物,阐明CA对WPHF结构和抗氧化活性的影响及其相互作用机制。具体而言,选择pH 2.0是因为它是WPHF制备的关键条件,而选择pH 7.0是为了评估复合物在常见食品加工条件下的相互作用和性能。采用多光谱和理化方法对复合物的形成机制进行表征。此外,采用抗氧化活性和HepG2细胞模型的体外分析研究了透析后WPHF-CA复合物的抗氧化活性,证实CA具有有益效果。为验证抗氧化机制,进一步通过RT-qPCR检测mRNA表达。本研究将为扩展WPHF在功能植物蛋白产品中的应用提供基础见解。