分子量作为核桃肽与酚酸共价络合的关键决定因素:结合效应、结构性质与抗氧化活性的综合分析

《Food Chemistry》:Molecular weight as a key determinant in the covalent complexation of walnut peptides and phenolic acids: a combined analysis of binding effects, structural properties, and antioxidant activities

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月12日 来源:Food Chemistry 10.4

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   摘要多酚结合的程度直接决定了肽生物活性的增强,但肽分子量对这种相互作用的影响仍知之甚少。我们的结果表明,小分子量的核桃肽(S-WP)表现出更高的酚酸结合率和更显著的游离氨基与巯基减少,表明其形成共价结合物的倾向更大。结构表征表明,共价结合降低了肽的表面疏水性,增强了紫外吸收,

  

摘要

多酚结合的程度直接决定了肽生物活性的增强,但肽分子量对这种相互作用的影响仍知之甚少。我们的结果表明,小分子量的核桃肽(S-WP)表现出更高的酚酸结合率和更显著的游离氨基与巯基减少,表明其形成共价结合物的倾向更大。结构表征表明,共价结合降低了肽的表面疏水性,增强了紫外吸收,诱导荧光猝灭,并增加了随机卷曲含量。抗氧化评估进一步证实,酚酸结合显著增强了核桃肽的抗氧化活性,其效果与酚酸含量呈正相关。总体而言,本研究首次提供了肽分子量在结合物形成中起关键作用的证据,为开发功能性核桃肽-酚类配料系统提供了新策略。

引言

许多研究已证明,源自核桃加工副产物的肽具有广泛的生物活性,包括抗氧化(Ouyang等,2025)、抗高血压(Mo等,2025)、神经保护(Wang, Tang等,2025)、降血糖(Zhao等,2024)、抗癌(Xie等,2024)、抗高尿酸血症(Li等,2019)及其他生物效应(Shen等,2024)。近期研究进一步表明,蛋白质/肽与酚类化合物之间结合物的形成可以增强其抗氧化活性,以及乳化、起泡性能、凝胶特性和生物利用度(Kim等,2024)。肽与多酚之间的相互作用已成为增强肽功能性的关键策略(Ma等,2026)。与用于制备肽的常规大宗原料(如大豆或海洋副产物)不同,核桃天然富含多种酚类化合物,为核桃蛋白质或肽的复合修饰提供了独特优势。我们之前的研究证实了核桃蛋白质与核桃多酚之间存在相互作用(Wu, Ma等,2025)。与此一致,Sheng等人报道核桃蛋白水解物与多酚形成的复合物表现出神经保护活性(Sheng等,2020)。尽管这些研究已证明了核桃肽与多酚之间存在相互作用,但调控核桃生物活性肽与酚类化合物相互作用的潜在机制尚未阐明。阐明核桃肽与多酚之间的复合物行为具有重要的应用价值,因为它将促进具有增强功能的肽-酚类结合物的开发,并实现对核桃蛋白质和酚类成分的双重增值利用。
在生物活性肽的制备过程中,通常采用分级技术来分离和获取具有最佳生物活性的特定分子量组分(Feng, Wu, Han等,2024)。在水解过程中,蛋白质的内部隐藏基团逐渐暴露。水解程度及这些基团的暴露情况,连同构象变化,可以显著影响肽与酚类化合物之间的相互作用模式,从而改变其结合能力。先前的研究表明,蛋白水解物可以与酚类化合物形成明确的复合物。然而,我们提出,按分子量对这些水解物进行分级可能会显著改变其与多酚的结合行为。目前,肽分子量对其与酚类化合物相互作用的内在调控机制尚未见报道。因此,本研究系统考察了不同分子量的核桃肽与酚类化合物之间的相互作用模式,旨在为高效制备高结合率的核桃肽-酚类结合物提供理论依据和技术支持。
核桃蛋白水解通常在碱性条件下进行(Chen等,2024;Wang等,2022)。此外,研究表明pH是影响蛋白质/肽与多酚之间结合物形成的关键因素,碱性条件有利于提高多酚结合率(Chen等,2024;Guo等,2025)。考虑到核桃蛋白水解本身在碱性环境中进行,系统考察碱性条件下核桃肽与酚类化合物之间的结合行为至关重要,从而阐明酶水解过程中天然肽-酚类结合物形成的机制。
本研究以多酚结合率、游离巯基和游离氨基为指标,考察不同分子量的核桃肽与核桃主要酚酸之间的相互作用。通过光谱分析,包括紫外光谱、荧光光谱和傅里叶变换红外光谱,进一步阐明了潜在的相互作用机制。基于DPPH自由基清除活性、ABTS自由基清除活性和铁离子还原抗氧化能力(FRAP)评估了各种结合物的抗氧化能力。本研究为核桃生物活性肽与酚类化合物之间的相互作用提供了有价值的见解,从而促进了肽-酚类结合物的制备。

章节摘要

材料

核桃(Juglans regia L.)购自杭州临安通达食品有限公司(2024年9月采收)(中国浙江)。碱性蛋白酶(200 U/mg)购自北京索莱宝科技有限公司(中国北京)。超滤膜(聚醚砜,PES)购自山东博纳生物集团(中国山东)。1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)和2,2'-联氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)为

核桃蛋白水解物与多酚提取物的紫外-可见光谱表征

不同浓度的核桃蛋白水解物与核桃多酚提取物结合物的紫外-可见吸收光谱呈现于图1A。由于核桃多酚芳香结构在275 nm附近的特征吸收,多酚的掺入增加了结合物的整体吸光度(Feng, Wu, Yu等,2024)。如图1A所示,结合物的吸收强度随着多酚的增加而逐渐增强

结论

本研究表明,核桃蛋白水解物在碱性条件(pH 11)下可与核桃多酚提取物有效结合,结合效率达到87.35 ± 0.50%。值得注意的是,肽分子量在核桃肽-酚类结合物的形成中起关键作用,小分子量肽(S-PGA1和S-PEA1)表现出最高的结合能力(分别为65.83 ± 0.34%和88.44 ± 0.77%)。游离的显著下降

CRediT作者贡献声明

Yinzi Chang:撰写——初稿、正式分析、数据整理、概念构思。Jiahui Hong:正式分析、数据整理。Haibo Wang:正式分析、数据整理。Yitian Wen:正式分析、数据整理。Wenyan Fu:正式分析、数据整理。Guanyu Fang:软件、正式分析。Changling Wu:可视化、方法论。Fenghua Wu:可视化、数据整理。Xingquan Liu:项目管理、方法论、概念构思。Zhiping He:撰写——审稿与编辑,

利益冲突声明

作者声明以下可能与本研究存在利益冲突的财务利益/人际关系:Zhiping He报告获得了浙江A与F大学的财务支持。如还有其他作者,他们声明不存在已知的可能影响本研究工作的竞争性财务利益或人际关系。
Yinzi Chang | Jiahui Hong | Haibo Wang | Yitian Wen | Wenyan Fu | Guanyu Fang | Changling Wu | Fenghua Wu | Xingquan Liu | Zhiping He
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