南昌大学李俶教授、麻省大学McClements教授：蛋白质-多酚功能性食品配料：通过与原花青素复合提升乳铁蛋白的起泡性
Food Chemistry
原花青素是一类广泛来源于蔬菜、水果、谷物、坚果的黄酮类物质，对机体健康具有潜在的促进作用。乳铁蛋白作为一种具有生物活性的食品配料，被广泛应用于功能性食品及饮料的生产。大量研究表明：原花青素可与蛋白质发生互作，并提升蛋白质的营养与加工特性；因此有必要对原花青素与乳铁蛋白互作进行研究，阐明两者互作对乳铁蛋白功能特性的影响，从而促进蛋白质-多酚功能性食品配料的开发与创新。
近日，南昌大学李俶教授、麻省大学McClements教授等人以A型原花青素二聚体（PA2）和牛乳铁蛋白（BLF）为研究对象，对PA2和BLF分子间互作进行表征，并研究两者互作对BLF起泡性质的影响，以期为泡沫基食品的功能性配料创制提供理论基础。相关成果以Protein-polyphenol functional ingredients: The foaming properties of lactoferrin are enhanced by forming complexes with procyanidin 为题，发表在国际Top期刊 Food Chemistry上（点击左下角阅读原文，直达文献页面）。
● 成果介绍
研究方法
研究人员将BLF的浓度固定为2%，BLF与PA2按不同质量比（128:0、128:1、128:2、128:3、128:4、128:5、128:6、128:7、128:8）混匀并搅拌形成复合物，接着将一系列BLF-PA2复合物溶液经机械剪切作用形成泡沫用于后续的起泡性研究。通过测定BLF-PA2复合物的浊度、表面疏水性、荧光猝灭与热力学性质、蛋白质二级结构等指标以及运用分子对接技术来表征PA2与BLF的分子间互作，并进一步研究PA2和BLF分子间互作提升BLF起泡性的潜在机制。
研究结果
随着PA2比例的增加，BLF的浊度增加、表面疏水性降低，这表明小颗粒胶体复合物逐渐形成，且以疏水相互作用和氢键为主的非共价键是BLF-PA2复合物形成的主要驱动力。荧光猝灭和热力学性质分析结果表明：在疏水作用的驱动下，PA2与BLF按1:1的摩尔比进行复合，且该复合过程是自发的熵增反应。分子对接结果表明：疏水相互作用是BLF-PA2复合物形成的主要驱动力，部分氢键也参与了BLF-PA2复合物的形成；此外，PA2分子构象在复合物形成过程中发生了适应性改变以最大化地与BLF进行复合。随着PA2比例的增加，BLF-PA2复合物的起泡性和泡沫稳定性显著提升；这可能是由于随着PA2比例的增加，BLF中受氢键维持的α-螺旋稳定结构被破坏、多肽链构象发生改变、蛋白质分子发生去折叠，BLF-PA2复合物形在该体系的汽水界面成了更具弹性的界面层，进而增加了气泡在合并、收缩、膨胀时的稳定性，提升了BLF的起泡性。
图1. BLF与PA2复合比例对BLF起泡性的影响
图2. PA2与BLF分子对接模拟图
结论
随着PA2比例的增加，主要由疏水相互作用和氢键驱动形成的BLF-PA2复合物的起泡性逐渐增加；其原因可能是在BLF-PA2复合物形成过程中，PA2分子结构发生适应性改变，BLF分子发生去折叠，两者共同导致BLF-PA2复合物在该体系的汽水界面形成更具弹性的界面层，有效提升了BLF的起泡性。
● 创新性/应用前景
本研究主要运用荧光猝灭和分子对接技术研究BLF-PA2复合物形成过程中的分子间互作，阐明了由PA2和BLF分子间互作导致的BLF起泡性提升的潜在机制，该研究结果对于泡沫食品体系中新型功能性食品配料的开发具有指导意义。
参考文献
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128145
