《Journal of Food Engineering》：Molecular interaction of ethyl p-methoxycinnamate with myofibrillar protein: a multispectral and molecular dynamics study
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本研究针对川式肉制品中关键酯类香料成分与蛋白质相互作用机制不明确的问题，通过多光谱技术和分子动力学模拟揭示了ethyl p-methoxycinnamate（EPMC）与猪肉肌原纤维蛋白（MPs）的分子结合特性。研究发现EPMC通过疏水作用驱动结合，引起蛋白质构象变化，并稳定结合于肌球蛋白的ARG-205等关键位点，结合自由能达-22.18 kcal/mol。该研究为香料调控蛋白质功能的精准应用提供了理论依据。
在川式肉制品加工领域，山奈等香料的运用不仅是风味塑造的关键，更蕴含着提升产品品质的科学密码。其中对甲氧基肉桂酸乙酯（EPMC）作为山奈的主要香气成分（占比43.35%），不仅赋予产品独特风味，还具有抗氧化和抑制杂环胺等有害物质形成的功能。然而，这种关键香料成分如何与肉类中的主要结构蛋白——肌原纤维蛋白（MPs）发生相互作用，进而影响蛋白质功能性和最终产品品质，这一分子层面的机制始终未能明确。
肌原纤维蛋白占猪肉蛋白质总量的50%-60%，是决定肉制品持水性、嫩度和弹性的核心因素。尽管这些蛋白质本身不具有气味，但它们能够通过氢键、疏水作用等多种分子力与风味物质结合，从而调控风味的释放与感知。目前针对酮类和呋喃类风味物质与MPs的相互作用已有较多研究，但对酯类香料（特别是EPMC这类代表性成分）的结合机制仍缺乏系统阐释。随着食品科学向精准化、智能化方向发展，获得分子水平的精确互作信息已成为连接传统研究与智能模型的关键桥梁。
为破解这一科学问题，中国中医科学院实验研究中心的科研团队在《Journal of Food Engineering》上发表了最新研究成果。他们采用多光谱技术（紫外-可见光谱、荧光光谱、zeta电位、圆二色谱）结合分子对接和分子动力学模拟的系统方法，深入探究了EPMC与猪肉MPs的相互作用机制。
研究关键技术方法包括：从猪里脊肉中提取MPs，通过多光谱分析表征蛋白质构象变化，利用分子对接确定结合位点，并采用分子动力学模拟（50 ns）评估复合物稳定性和结合自由能。实验设置了0-80 μM的EPMC浓度梯度，在接近肉制品加工条件下（pH 6.0，适宜离子强度）进行研究。
表面疏水性：低浓度EPMC（10-20 μM）使MPs表面疏水性显著增加，表明蛋白质部分展开，内部疏水区域暴露；高浓度（80 μM）时疏水性下降，可能与蛋白质聚集导致的疏水位点掩蔽有关。
巯基含量：总巯基含量轻微增加，游离巯基含量显著降低，提示EPMC可能通过抗氧化作用保护半胱氨酸残基，或促进二硫键形成。
颗粒尺寸与zeta电位：颗粒尺寸随EPMC浓度增加呈现先增后减趋势，20 μM时达到峰值；zeta电位绝对值逐渐增大，表明疏水作用在颗粒尺寸变化中起主导作用。
圆二色谱分析：EPMC引起MPs二级结构显著变化，α-螺旋含量明显降低，无规卷曲结构增加，表明蛋白质有序结构被破坏。
SDS-PAGE：非还原条件下，肌球蛋白重基（MHC）和原肌球蛋白（Tms）条带强度减弱，肌钙蛋白T（TnT）发生降解；还原条件下条带强度恢复，证实二硫键和非二硫键共同参与蛋白质交联聚集。
紫外-可见吸收光谱：280 nm处吸收强度降低并发生蓝移（276→270 nm），表明芳香族氨基酸残基微环境疏水性增加。
荧光分析：EPMC通过静态和动态混合机制猝灭MPs荧光，结合常数Ka为102M-1数量级。热力学参数（ΔH>0，ΔS>0）证实疏水作用是主要驱动力。
原子力显微镜：低浓度EPMC处理时蛋白质分布均匀，高浓度（20-80 μM）形成明显聚集体，直观验证了光谱学结果。
分子对接与动力学模拟：EPMC通过氢键（ARG-205）和疏水作用（PHE-647、ILE-473等）稳定结合于肌球蛋白疏水口袋，结合自由能为-22.18 kcal/mol。关键残基ARG-202通过范德华力和静电作用对结合能贡献最大。分子动力学模拟显示复合物在20 ns后达到稳定状态，氢键数量维持在1-2个。
本研究系统阐明了EPMC与MPs的分子互作机制：EPMC主要通过疏水作用与MPs结合，引起蛋白质构象变化，包括表面疏水性改变、二级结构重组和特定蛋白组分降解。分子对接和动力学模拟揭示了具体的结合位点和稳定机制，其中ARG-205和ARG-202等关键残基发挥着重要作用。这些发现不仅深化了对酯类香料成分与肌肉蛋白质相互作用的理解，也为精准调控肉制品质地和风味释放提供了理论指导。特别是在当前食品加工向智能化、精准化发展的背景下，该研究提供的分子水平信息为构建蛋白质-风味物质相互作用的预测模型奠定了坚实基础，对推进传统肉制品加工的现代化转型升级具有重要意义。
