《Food Research International》：Development of edible films using chickpea protein-derived amyloid fibrils and their application in chilled fresh beef preservation
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•成功制备了鹰嘴豆蛋白淀粉样纤维-壳聚糖（CPF-CS）膜。•柠檬酸的添加促进并增强了CPF-CS网络结构的形成。•优化后的薄膜断裂伸长率达到112.85%，且O2渗透率显著降低。•优化后的薄膜对DPPH和ABTS自由基的清除活性均超过92%。•优化后的薄膜将4°C下冷鲜肉牛
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成功制备了鹰嘴豆蛋白淀粉样纤维-壳聚糖（CPF-CS）膜。
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柠檬酸的添加促进并增强了CPF-CS网络结构的形成。
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优化后的薄膜断裂伸长率达到112.85%，且O2渗透率显著降低。
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优化后的薄膜对DPPH和ABTS自由基的清除活性均超过92%。
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优化后的薄膜将4°C下冷鲜肉牛的货架期从9天延长至15天。
引言
鲜肉在储存和运输过程中极易受到微生物污染和酶促反应的影响，导致脂肪和蛋白质分解。该过程随后引发异味、色泽劣变，甚至表面产生黏液，最终使肉类不可食用（Tian等人，2022年）。全球因牛肉变质造成的经济损失每年超过数十亿美元，给肉类产业的可持续发展带来了严峻挑战（Zhu等人，2024年）。为延长肉类保质期，人们开发了多种技术，包括高压处理、过冷却、电离辐射、真空包装和化学防腐剂等（Indiarto等人，2023年；Santos等人，2020年；Zahid等人，2019年）。其中，基于生物聚合物的涂层和薄膜通过形成选择性屏障并直接调节食品表面微环境而展现出独特优势（Kumar等人，2023年）。
壳聚糖作为一种天然多糖，因其优异的成膜性能、广谱抗菌活性及其他优良特性，被广泛应用于水果、蔬菜和肉类的保鲜涂层和薄膜中（Pandey等人，2024年；Saberi Riseh等人，2024年；Wang、Yuan等人，2024年）。然而，纯壳聚糖薄膜力学强度有限且防潮性能较差，不足以抑制牛肉变质（Tuesta等人，2025年）。为克服这些不足，复合体系已成为主流研究趋势。近年来，淀粉样纤维因其独特的物理化学性质而受到广泛研究关注（Liang等人，2025年；Meng等人，2022年）。淀粉样纤维通常是指天然蛋白质在高酸pH、低离子强度、高温和长时间加热条件下，通过疏水作用、静电相互作用、氢键和范德华力形成自组装聚集体（Li、Kambanis、Sorenson等人，2023年）。淀粉样纤维具有丰富的交叉β-折叠和立体拉链结构，与天然蛋白质相比赋予其更高的刚度和纵横比。这些结构特征增强了复合材料的力学强度、致密性和阻隔性能（Ruhmlieb等人，2025年）。此外，其表面的丰富活性基团可提供额外的功能，如抗氧化活性（Li、Zhou、Peydayesh等人，2023年）。值得注意的是，设计良好的淀粉样纤维基生物材料具有优异的力学强度、出色的自组装能力和在各种基质中的卓越稳定性，使其成为传统合成材料的可持续和环保替代品的理想候选者（Yadav等人，2024年）。目前的研究已探索了多种蛋白质纤维在薄膜制备中的应用潜力，包括来源于玉米醇溶蛋白、大豆蛋白、乳清蛋白和阿拉善蛋白的蛋白质纤维（Kamada等人，2021年；Lai等人，2025年；Peydayesh等人，2021年；Yang等人，2025年）。
鹰嘴豆是一种广泛种植的作物，蛋白质含量为20%–30%，且氨基酸组成均衡（Navarro-Leyva等人，2023年）。与大豆蛋白或乳清蛋白相比，鹰嘴豆蛋白含有相对较低的致敏成分和抗营养因子，且具有成本效益，是生物聚合物薄膜的可持续原料（Kavur等人，2025年）。此外，鹰嘴豆蛋白含有较高比例球蛋白（11S和7S），在酸热条件下表现出较强的纤维化潜力，其水解产物可自组装成稳定的淀粉样纤维，为高性能复合薄膜提供了结构基础（Du等人，2026年）。与已广泛研究的用于淀粉样纤维形成的其他豆类蛋白质相比，鹰嘴豆蛋白在纤维形态和刚性方面具有独特优势。对七种植物来源（菜豆、黑豆、豇豆、绿豆、鹰嘴豆、扁豆和南瓜籽）的系统分析表明，鹰嘴豆蛋白形成的淀粉样纤维呈直长形态，平均长度为700–1300nm，持长度（persistence length）为1–3μm，对应于与β-乳球蛋白纤维相当的刚性纤维。相比之下，菜豆、黑豆、豇豆和绿豆形成的纤维呈卷曲且高度柔性，持长度仅80–100nm（Li、Zhou、Wu等人，2023年）。这些形态差异直接影响纤维基复合薄膜的力学和阻隔性能。然而，尽管鹰嘴豆蛋白纤维具有令人瞩目的优势，仍存在若干关键研究空白。鹰嘴豆蛋白纤维用于食用膜制备尚未得到系统研究，且鹰嘴豆蛋白纤维含量与薄膜整体性能之间的构效关系尚不清楚。在可持续食品包装发展的背景下，食用膜必须同时满足多项性能指标，包括能够承受处理的力学完整性、延缓变质的阻隔性能、延缓脂质氧化的抗氧化活性以及确保环保的生物可降解性（Roy等人，2023年）。将蛋白质淀粉样纤维引入生物聚合物基质中提供了一种有前景的策略来满足这些需求，因为纤维既可作为增强剂又可作为功能改性剂（Rostamabadi等人，2025年）。
因此，本研究旨在开发一种基于鹰嘴豆蛋白淀粉样纤维（CPF）和壳聚糖（CS）的食用膜用于牛肉保鲜。采用硫黄素T（ThT）荧光、SDS-PAGE、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、圆二色光谱（CD）和原子力显微镜（AFM）对CPF形成进行了表征，随后系统评价了不同CPF含量下CPF-CS薄膜的结构、力学、阻隔、抗氧化、抗菌和降解性能。此外，系统研究了CPF掺入对薄膜的力学性能、热稳定性、耐湿稳定性、气体阻隔性能、抗氧化活性和降解特性的影响。最后，将CPF-CS薄膜应用于冷鲜肉牛的储存，以评估其实际保鲜效果。本研究展示了植物蛋白衍生的淀粉样纤维作为高性能食用膜的功能性构建单元在食品保鲜应用中的潜力。
章节摘要
材料
鹰嘴豆蛋白购自陕西先锋生物科技有限公司（中国陕西）。壳聚糖（脱乙酰度≥90%）购自源叶（上海源叶生物科技有限公司，中国上海）。冰醋酸购自光华（广东光华科技股份有限公司，中国）。硫黄素T购自Sigma-Aldrich。DPPH和ABTS购自源叶（上海源叶生物科技有限公司，中国）。以上所有试剂均为分析
硫黄素T（ThT）荧光测定
ThT荧光测定法广泛用于监测淀粉样纤维的形成，因为ThT特异性结合交叉β-折叠结构并表现出增强的荧光，从而反映蛋白质聚集的程度（Arad等人，2020年）。在低离子强度、强酸和高温条件下，天然蛋白质可形成大量β-折叠，这是蛋白质淀粉样纤维的主要结构组成（Han等人，2026年）。通常，纤维形成
结论
本研究成功制备了鹰嘴豆蛋白纤维-壳聚糖膜（CPF-CS膜）并将其应用于冷鲜肉牛的保鲜。经酸热处理6小时后，鹰嘴豆蛋白自组装成富含β-折叠结构的淀粉样纤维，经SDS-PAGE、ThT荧光、AFM、FTIR和CD证实。ATR-FTIR分析表明CPF与CS之间存在分子间氢键，而XRD表明
生成式人工智能使用说明声明
作者在本文撰写过程中未使用生成式人工智能或人工智能辅助技术。
CRediT作者贡献声明
张佳霖：撰写——初稿、软件、方法学、调查研究。陶青云：软件、调查研究。Abisikha Regmi：调查研究、数据整理。念应群：撰写——审阅与编辑、经费获取、概念化。李春宝：撰写——审阅与编辑、监督指导。
资助
本研究得到国家自然科学基金（编号：32572654）和国家重点研发计划（资助编号：2023YFD2100105）的经费支持。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
张佳霖|陶青云|Abisikha Regmi|念应群|李春宝
