《Food Chemistry: X》：High hydrostatic pressure modulation of whey protein-malvidin derivative complexes: Mechanisms, structural changes, and stability
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本研究针对酰化锦葵色素衍生物(MV3ACEC)稳定性差的难题，探讨了高静水压(HHP)技术对乳清分离蛋白(WPI)-MV3ACEC复合物的调控机制。结果表明350 MPa压力下复合物结合率达78.41%，热变性温度提升至123.76°C，分子模拟显示结合自由能达-7.8 kcal/mol。该研究为功能性乳制品开发提供了新思路。
在功能性食品成分研究中，花色苷作为天然色素和抗氧化剂备受关注，但其稳定性差严重制约应用。锦葵色素(Malvidin)作为花色苷重要成员，其疏水苯环结构易受温度、pH、光照等环境影响，导致颜色褪色和生物活性丧失。虽然酰化修饰可提升稳定性，但其与食品蛋白的相互作用机制尚不明确。尤其在高静水压(HHP)处理条件下，蛋白质-花色苷复合物的结构演变规律缺乏系统研究。
为解析HHP对蛋白质-花色苷复合物的调控机制，吉林农业大学食品科学与工程学院研究团队在《Food Chemistry: X》发表论文，以乳清分离蛋白(WPI)和酰化锦葵色素衍生物(MV3ACEC)为模型，探究了0-450 MPa压力下复合物的结构变化规律。研究发现350 MPa为最优处理参数，此时复合物结合率提升至78.41%，热变性温度达123.76°C，粒径减小至237 nm，ζ电位升至12.7 mV。分子动力学模拟显示，该压力下β-乳球蛋白(β-lactoglobulin)构象最稳定，结合自由能达-7.8 kcal/mol。复合物在模拟胃肠消化中MV3ACEC保留率提升至38.17%，且抗氧化活性保持稳定。
研究采用多尺度技术手段：通过紫外可见光谱和荧光淬灭分析相互作用类型，采用圆二色谱(CD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)解析二级结构变化，利用扫描电镜(SEM)和激光粒度仪表征微观形貌，结合分子对接(Molecular Docking)和分子动力学模拟(Molecular Dynamics Simulation)揭示分子互作机制，并通过体外模拟胃肠消化模型评估生物利用率。
3.1. HHP对WPI-MV3ACEC复合物结合率的影响
结合率随压力升高呈先增后降趋势，350 MPa时达峰值78.41%。荧光淬灭分析表明为静态淬灭机制，结合常数(Ka)达8.56×103L·mol-1，说明HHP诱导蛋白质展开暴露出更多结合位点。
3.2. HHP对复合物稳定性的影响
贮藏实验显示350 MPa处理的复合物28天后MV3ACEC保留率最高。差示扫描量热(DSC)表明复合物热变性温度提升至123.76°C，焓值(ΔH)达135.5 J/g，证实HHP增强疏水相互作用提升热稳定性。
3.3. 粒径、电位及微观结构变化
350 MPa时复合物粒径最小(237 nm)，ζ电位绝对值最大(12.7 mV)，扫描电镜显示结构更均一。过量压力(450 MPa)导致蛋白质重聚集，粒径回升至280 nm。
3.4. 复合物结构表征
X射线衍射(XRD)显示HHP处理降低结晶度；圆二色谱检测到α-螺旋含量从22.9%降至15.9%，β-折叠从26.6%增至43.5%，说明压力诱导蛋白质构象向有序结构转变。
3.6. 分子互作机制
分子对接显示350 MPa时MV3ACEC更深嵌入β-乳球蛋白疏水空腔，与23个氨基酸残基产生相互作用，以范德华力和氢键为主。分子动力学模拟中均方根偏差(RMSD)和回转半径(Rg)证实该压力下蛋白质构象最稳定。
3.7-3.8. 功能特性评估
复合物DPPH/ABTS自由基清除能力和铁还原能力(FRAP)显著提升，且HHP处理未影响抗氧化活性。胃肠消化实验表明复合物形式可有效缓解MV3ACEC在肠道环境的降解，350 MPa组肠道保留率达38.17%。
研究结论证实HHP通过调控蛋白质构象增强其与MV3ACEC的相互作用，350 MPa压力下形成的复合物具有最优结构和功能特性。该研究从分子水平揭示了压力处理对蛋白质-多酚复合物的调控机制，为高压技术在功能性食品配料开发中的应用提供了理论依据。特别在酸性乳制品体系中，HHP处理可显著提升花色苷衍生物的加工稳定性和生物利用率，对开发高稳定性天然色素和抗氧化剂具有重要实践意义。
