酶促水解对米糠蛋白-阿拉伯树胶纳米粒子组装及其功能特性的影响

时间:2026年3月27日
来源:Journal of Food Measurement and Characterization

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通过pH驱动法合成了RBP/hydrolysates与阿拉伯胶的复合纳米颗粒,比较了原蛋白、胰蛋白酶水解物(RBPT)和碱性蛋白酶水解物(RBPA)的复合纳米颗粒性能。结果显示RBPT-G具有最佳功能特性,包括更高的稳定性、溶解性和乳化能力,其机制涉及更紧密的核壳结构及β-折叠含量显著提升,相关性分析表明静电作用、疏水作用和氢键与功能特性正相关,而α-螺旋含量呈负相关。该研究揭示了蛋白水解特性对多糖基纳米颗粒功能优化的关键作用,为食品和医药领域的应用开发提供了理论依据。

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摘要

本研究采用pH驱动的方法合成了由RBP(米糠蛋白)及其水解物与阿拉伯胶(GA)组成的复合纳米颗粒。测试样品包括天然RBP、米糠蛋白胰蛋白酶水解物(RBPT)和米糠蛋白碱性蛋白酶水解物(RBPA),相应的复合纳米颗粒分别命名为RBP-G、RBPT-G和RBPA-G。结果表明,碱性蛋白酶对RBP进行随机切割,生成了分子量分布不均匀的RBPA;而胰蛋白酶则选择性地切割RBP中的精氨酸和赖氨酸残基的羧基末端,得到了分子量分布均匀的RBPT。在功能性能方面,RBPT-G显著优于RBP-G和RBPA-G,其胶体稳定性、溶解度、乳化能力和起泡能力均有显著提升。从机制上看,所有纳米颗粒的形成都是通过疏水性、氢键作用和静电相互作用的协同作用实现的。RBPT-G具有更紧密的核壳结构,β-折叠片含量也显著增加。相关性分析进一步表明,静电相互作用、疏水性相互作用和氢键作用与纳米颗粒的功能性能呈正相关;相比之下,α-螺旋含量与这些功能性能呈显著负相关(r = -0.95,p < 0.01),而β-折叠片含量则呈显著正相关(r = 0.999,p < 0.001)。这些结果表明,蛋白质水解物的独特性质可以充分用于优化多糖的功能性,从而提升复合纳米颗粒在食品和制药领域的应用潜力。

图形摘要

本研究采用pH驱动的方法合成了由RBP及其水解物与阿拉伯胶(GA)组成的复合纳米颗粒。测试样品包括天然RBP、米糠蛋白胰蛋白酶水解物(RBPT)和米糠蛋白碱性蛋白酶水解物(RBPA),相应的复合纳米颗粒分别命名为RBP-G、RBPT-G和RBPA-G。结果表明,碱性蛋白酶对RBP进行随机切割,生成了分子量分布不均匀的RBPA;而胰蛋白酶则选择性地切割RBP中的精氨酸和赖氨酸残基的羧基末端,得到了分子量分布均匀的RBPT。在功能性能方面,RBPT-G显著优于RBP-G和RBPA-G,其胶体稳定性、溶解度、乳化能力和起泡能力均有显著提升。从机制上看,所有纳米颗粒的形成都是通过疏水性、氢键作用和静电相互作用的协同作用实现的。RBPT-G具有更紧密的核壳结构,β-折叠片含量也显著增加。相关性分析进一步表明,静电相互作用、疏水性相互作用和氢键作用与纳米颗粒的功能性能呈正相关;相比之下,α-螺旋含量与这些功能性能呈显著负相关(r = -0.95,p < 0.01),而β-折叠片含量则呈显著正相关(r = 0.999,p < 0.001)。这些结果表明,蛋白质水解物的独特性质可以充分用于优化多糖的功能性,从而提升复合纳米颗粒在食品和制药领域的应用潜力。

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