梅洛（Merlot）和赤霞珠（Cabernet Sauvignon）红葡萄酒中呋喃脂肪酸的鉴定：其来源及其对3-甲基-2,4-壬二酮（3-methyl-2,4-nonanedione）形成的影响

《Food Chemistry》：Identification of furan fatty acids in red wines of merlot and cabernet sauvignon: Origin and impact on the formation of 3-methyl-2,4-nonanedione

高压均质化优化酵母蛋白功能性质及风味结合机制研究。采用60-90 MPa处理可降低粒径（24.47±1.00 nm）和浊度（降30.56%），提升水分结合、凝胶弹性和抗氧化活性，120 MPa导致蛋白再聚集。分子对接显示氢键和疏水作用主导风味物质结合。摘要分隔符：

　　

王志焕|刘兆丽|徐彤|徐秀丽|陈彩霞|宋福航

中国教育部老年营养与健康重点实验室；北京工商大学轻工科学与工程学院，北京100048，中华人民共和国

摘要

酵母蛋白是传统蛋白质的可持续替代品，但其应用需要功能优化。本研究评估了高压均质化对酵母蛋白结构、功能及风味结合特性的影响。适度高压均质化（60–90 MPa）获得了最佳效果，然而过高的压力（120 MPa）会导致蛋白质重新聚集。具体而言，与未经处理的样品相比，在60 MPa压力下处理的蛋白质的回转半径从29.11 ± 0.86 nm降低到24.47 ± 1.00 nm，浊度降低了30.56%。适度处理显著提高了蛋白质的持水能力、凝胶弹性、抗氧化活性和消化率。此外，高压均质化通过暴露内部芳香残基增强了风味结合能力。分子对接研究表明，氢键和疏水相互作用在风味化合物结合中起着关键作用。这些发现表明，适度高压均质化是一种改善酵母蛋白功能特性的有效策略，适用于各种食品应用。

引言

目前，传统的蛋白质供应系统越来越难以满足全球需求。这主要是由于人口增长导致的肉类短缺以及畜牧业生产带来的严重环境问题。具体来说，畜牧业生产造成了约14.5%的人为温室气体排放，并消耗了近70%的农业用地（Herrero等人，2011年）。此外，集约化养殖导致大量水资源消耗和氮素泄漏，破坏了当地生态系统（Johnson & Johnson，2006年）。为应对日益严重的环境和资源问题，迫切需要开发创新的蛋白质供应策略。在此背景下，微生物蛋白作为一种有前景的替代品，在国内外市场上获得了越来越多的认可。作为一种可持续且环保的微生物来源，酵母蛋白（YP）具有较高的营养价值，其必需氨基酸组成均衡、脂肪含量低，不含胆固醇和过敏原，使其成为满足全球蛋白质需求的有力选择（Ma等人，2023年）。

酵母蛋白通常通过酶水解、纯化和干燥工艺从酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中提取，得到一种主要由蛋白质和膳食纤维组成的高营养价值产品，脂肪含量极低。酵母蛋白含有丰富的蛋白质（约70%），并提供了符合FAO/WHO标准所需的均衡必需氨基酸（Zhou等人，2024年）。除了高营养价值外，酵母蛋白还具有多种健康益处，如支持肠道健康、增强免疫功能和促进代谢健康。

随着健康意识的提高，酵母蛋白在烘焙产品、肉类替代品和功能性食品中得到了广泛应用。作为替代蛋白质来源，酵母蛋白在与香料中的挥发性化合物相互作用时能够掩盖不良风味。常见香料（包括干橘子皮、白芷、黑豆蔻、绿豆蔻、绒毛豆蔻、姜黄和肉桂）中的关键芳香化合物（如桉叶油醇、茴香脑、p-茴香醛、丁子香酚和 Estragole）在风味形成中起着关键作用（Wang等人，2022年）。然而，其紧密的结构结构、有限的消化率和次优的感官特性仍然是限制其在食品系统中更广泛应用的主要障碍。

为了解决这些限制，高压均质化（HPH）等加工技术受到了关注，因为HPH利用强大的剪切力、高速碰撞和空化效应来破坏和分散颗粒（Inguva等人，2024年）。许多研究表明，HPH技术可以诱导蛋白质发生显著构象变化，使其更适合工业生产（Melchior等人，2022年；Saricaoglu等人，2018年；Zhao等人，2023年）。然而，HPH对酵母蛋白结构和功能改性的影响尚未得到充分研究。

本研究旨在探讨HPH引起的酵母蛋白结构变化及其对流变特性、抗氧化活性和体外消化率的影响。此外，还研究了优化HPH处理以增强酵母蛋白风味结合能力的方法。同时，利用分子对接技术预测蛋白质受体与风味配体之间的具体结合模式和亲和力，以填补该领域系统性研究的空白。基于酵母蛋白的结构特性，我们假设适度HPH可以通过破坏其紧密的构象来暴露功能基团，从而提高其技术功能性；而过高的压力则可能引发分子重新聚集，降低蛋白质性能。本研究是首次应用HPH来调节酵母蛋白，为酵母蛋白在功能性食品系统中的广泛应用提供了重要的理论基础。深入理解风味活性化合物与蛋白质之间的相互作用机制对于推动基于微生物蛋白的食品创新至关重要。

材料

酵母蛋白（YP，Anpro 80，水分约5%，蛋白质约80%，粗灰分约6%，RNA约2%）由湖北宜昌的Angel Yeast有限公司提供。该酵母蛋白（批号：85002742）的生产和检测符合酵母蛋白注册企业标准（Q/AQJM 21615–2022）。Ferrozine（纯度98%）、1,1-二苯基-2-吡啶肼（DPPH，纯度98%）和2,2'-偶氮双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）（ABTS，纯度98%）也由Yuanye有限公司提供。

紫外-可见吸收光谱分析

紫外吸收光谱广泛用于监测蛋白质三级结构的构象变化。在蛋白质紫外光谱中，270–280 nm范围内的吸收通常由芳香氨基酸色氨酸（Trp）、酪氨酸（Tyr）和苯丙氨酸（Phe）引起。如图1（a）所示，酵母蛋白的吸收强度随均质化压力的增加而增加，表明蛋白质聚集物逐渐展开，埋藏的Trp、Tyr和Phe残基被暴露出来。

结论

本研究发现，适度高压均质化（60–90 MPa）通过结构展开和致密化优化了酵母蛋白的技术功能性。SAXS和TEM证实，60 MPa的HPH使结构紧凑度最大程度降低（回转半径减少了15.94%，(I(0)减少了26.25%），颗粒分散度提高。流变分析表明，适度HPH降低了表观粘度并增强了凝胶弹性。这些结构优化同时提高了酵母蛋白的消化率和抗氧化能力。

作者贡献声明

王志焕：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，验证，方法学研究，数据分析，概念构思。刘兆丽：撰写 – 审稿与编辑，验证。徐彤：撰写 – 审稿与编辑，验证。徐秀丽：撰写 – 审稿与编辑，数据分析。陈彩霞：撰写 – 审稿与编辑，数据分析。宋福航：撰写 – 审稿与编辑，项目监督，资金获取，概念构思。

资助

本工作得到了北京工商大学高级人才研究基金的资助（编号：19008021176）。

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

作者感谢英国Teesside大学的Cassy Ross博士对本文提出的宝贵建议和细致的修改。