通过水解和金属离子配位调控蛋白质自组装：对EGCG封装及控释效果的影响

EGCG包埋策略优化及其载体性能研究：采用锌介导自组装结合环糊精预处理和蛋白质水解调控，制备了小而均匀的蛋白颗粒载体，显著提升EGCG稳定性（24小时保留率75.1%）和缓释性能（肠道峰值释放46.53%）。

钱大旭|强赫|曾伟才

抗氧化多酚研究团队，四川大学食品工程系，中国成都610065

摘要

为了提高EGCG包封蛋白载体在加工和储存过程中的稳定性，我们开发了一种基于锌介导的自组装策略。通过限制蛋白质水解并结合环糊精预包封来调控EGCG的包封和释放过程。环糊精预包封有效减少了颗粒制备过程中EGCG的降解和损失。增加蛋白质水解程度促进了Zn²⁺诱导的配位和自组装，从而生成了更小、更均匀、更紧密的颗粒。环糊精预包封将EGCG的包封效率从平均68.69%提高到81.23%，并减少了表面结合的EGCG含量。与游离EGCG和未添加Zn²⁺的样品（低于10%）相比，金属离子增强后的颗粒结构在碱性条件下24小时后的EGCG保留率达到了最高75.1%。在模拟消化过程中，EGCG的释放被延迟到肠道后期阶段，其生物利用度最高达到46.53%。适度的蛋白质水解和金属诱导的自组装是优化基于蛋白质的递送系统中EGCG包封和释放的潜在策略。

引言

表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）作为儿茶素类化合物中最重要的成分，由于其多种生物活性，在食品加工和营养补充剂中得到了广泛应用（Bhushani等人，2016年）。然而，EGCG的高生物活性伴随着显著的不稳定性。特别是在温和碱性或中性条件、高温以及氧气暴露下，EGCG极易降解，这限制了其在食品加工、储存和胃肠道消化过程中的保留（Cui等人，2025年）。为了解决这些问题，人们开发了多种包封策略，包括乳液、多糖聚合物、蛋白质复合物和环糊精包封系统（Yin等人，2022年）。其中，蛋白质因其两亲性和丰富的结合位点而受到广泛关注。基于蛋白质的递送系统有多种形式，如纳米颗粒、水凝胶和乳液（Yin等人，2022年）。特别是水凝胶和乳液是研究最为深入的EGCG包封形式。大量研究表明，基于蛋白质的包封显著提高了EGCG的稳定性，从而增强了其在食品和饮料工业中的应用前景及其生物利用度（Bhushani等人，2016年；Cui等人，2025年；Donsì等人，2017年）。然而，这些系统在中性/碱性及胃肠道条件下的固有不稳定性常常导致EGCG的过早释放和降解。因此，强化载体基质的结构是一个亟待解决的问题。

蛋白质自组装已被证明是一种有效的增强其结构强度的方法（Xu等人，2025a；Zhang & Zhao，2015年）。传统的食品如奶酪、豆腐、香肠以及金属肽类营养补充剂都是通过蛋白质与金属盐之间的广泛非共价相互作用进行加工的。通过调节金属-蛋白质相互作用的强度，可以制备出具有不同质地特性的产品。大豆蛋白因其丰富性、低成本、健康促进作用以及显著的凝胶化能力，被广泛用作食品加工和营养递送的功能成分（Tang，2019年）。此外，基于蛋白质的载体系统在包封生物活性成分方面也有潜力调节人类和动物的免疫反应（Hassan等人，2023年）。我们之前的研究（Xu等人，2025b）表明，具有较高价壳电子密度的金属离子能够通过多齿配位促进蛋白质的有效组装。金属离子还被用于诱导各种生物大分子系统的自组装，显示出在包封和递送功能成分方面的潜力（Zhong等人，2025年）。然而，这些金属离子的高电子性质也使其对酚类配体具有更强的亲和力（Geng等人，2022年）。研究表明，金属与多酚之间的适度配位可以提供抗氧化保护并增强多种生物活性（Hongcai Zhang & Zhao，2015年），而过度结合则会导致不溶性沉淀物的形成，从而限制其应用和吸收（McGee & Diosady，2018年）。因此，通过环糊精包封屏蔽EGCG的部分羟基团是一种平衡金属-酚类配位的有前景的方法。

本研究旨在通过协同结合环糊精包封、限制蛋白质水解和金属介导的蛋白质自组装，建立一个结构可调的EGCG蛋白载体平台。通过调节蛋白质自组装的强度，开发出了具有良好保护性和缓释能力的载体颗粒，从而扩展了EGCG在食品加工和制药行业的应用潜力。

材料与试剂

从云南生物科技有限公司（上海）购买了纯度超过90%的大豆蛋白和200 U/mg的碱性蛋白酶。羟丙基-β-环糊精（纯度>98%）、（−）表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG，纯度>98%）和哌嗪-N,N-双（2-乙磺酸）（PIPES，纯度>99%）从阿拉丁科技有限公司（上海）购买。猪胃蛋白酶（≥2500 U/mg）、胰蛋白酶（1000–2000 U/mg）和胆盐从西格玛-奥德里奇公司（上海）购买。此外还购买了氯化锌等试剂。

载体颗粒对CD-EGCG的包封能力

图1A展示了载体颗粒对CD-EGCG的包封能力。将大豆球蛋白（SG）与CD-EGCG混合物孵育后，去除未结合的成分并干燥，样品（S0）中含有21.9 mg/g的EGCG，EGCG的回收率达到86%。这表明CD-EGCG主要通过氢键和疏水相互作用结合在蛋白质肽链的氨基酸残基上（Li, Yang, Ma等人，2025年）。然而，在

结论

不同水解程度的大豆球蛋白在锌介导下的自组装实现了环糊精-EGCG的有效包封。环糊精有效保护EGCG免受过量Zn²⁺的干扰，而较高的蛋白质水解程度促进了更小、更均匀、结构更紧密的颗粒的形成。

作者贡献声明

钱大旭：撰写原始草稿、软件使用、方法设计、实验研究。强赫：数据验证、软件操作。曾伟才：撰写修订稿、项目管理、实验设计、概念构思。

未引用的参考文献

Zhang等人，2026年

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本工作得到了四川省科技计划[项目编号2025YFHZ0114]、中央高校基本科研业务费[项目编号24H1501]以及国家自然科学基金[项目编号31801548]的支持。我们感谢四川大学生物质与皮革工程系的Bi Shi教授提供的宝贵意见和建议。