紫马铃薯花青素与酪蛋白和乳清蛋白之间的相互作用机制
Food Hydrocolloids 食品加奖学金参赛作品
紫色马铃薯营养丰富，是花青素的良好来源。花青素作为最有效的自由基清除剂之一，因其稳定性差严重限制了其在食品工业中的应用，如何有效提高花青素的稳定性成为了亟待解决的问题。虽已有研究发现酪蛋白和乳清蛋白能够有效抑制花青素降解，但在酪蛋白或乳清蛋白与紫马铃薯花青素相互作用机制上研究不足。
近日，上海交通大学王正武教授团队采用多种研究手段探究了乳蛋白（酪蛋白和乳清蛋白）与紫马铃薯花青素的相互作用机制。相关成果以“Study on the interaction mechanism of purple potato anthocyanins with casein and whey protein”为题，发表在国际期刊Food Hydrocolloids上（点击左下角“阅读原文”，直达文献页面）。
●成果介绍
在本研究中，紫马铃薯花青素经提取和纯化后，用UPLC-Q/TOF-MS共鉴定出2种非酰基化花青素和3种酰基化花青素。此外，通过荧光光谱法、傅里叶红外光谱法、圆二色谱法和分子对接模拟的方式探究了乳蛋白（酪蛋白和乳清蛋白）与紫马铃薯花青素的相互作用机制。荧光猝灭实验表明紫马铃薯花青素能够通过静态猝灭有效猝灭酪蛋白和乳清蛋白的固有荧光。相对乳清蛋白，酪蛋白与紫马铃薯花青素的结合力更强，在297 K时其Ka值分别是4.23 × 105 M−1和1.66 × 105 M−1。结构分析表明紫马铃薯花青素能够通过氢键和分子间作用力自发地与酪蛋白和乳清蛋白结合，而且结合花青素分子的数目接近于1。与紫马铃薯花青素结合后，酪蛋白和乳清蛋白的二级结构发生不同程度的改变，α-螺旋和β-转角含量下降，而β-折叠和无规则卷曲含量上升。分子对接模拟进一步验证了上述结果，并发现酪蛋白和乳清蛋白与花青素具有不同的结合位点。
参考文献
/10.1016/j.foodhyd..106223
●创新性/应用前景
本文结合实验和理论分析探究了紫马铃薯花青素与酪蛋白和乳清蛋白的结合方式，从分子水平上揭示了花青素与乳蛋白的相互作用机制，为提升紫马铃薯花青素稳定性、提高花青素在食品工业中的应用、开发紫马铃薯高附加值产品提供了科学依据，也为马铃薯主食化的推行提供理论支撑。
专 家 简 介
王正武，上海交通大学农业与生物学院食品科学与工程系教授(博士生导师)。上海交通大学现代食品加工大团队负责人，上海交通大学马铃薯工程技术研究中心主任，上海市马铃薯主食化产品开发与产业化战略联盟技术负责人。中国农学会农产品加工与储藏分会常务理事，中国化学会、美国化学会成员,《食品与药品》 编委。
主要从事食品化学、特色农产品加工和功能食品研究，尤其在淀粉类植物的深加工关键技术领域具有较深厚的基础。同时擅于利用量子化学探讨目标物质的分子结构及超分子结构以及统计学方法进行大数据分析。已主持国家自然科学基金委、科技部、教育部等国家及和上海市、江苏省等省部级纵向项目及企业合作横向项目30余项。农业部成果转化项目“低碳农业产品芭蕉芋的高值化开发利用”于获第二届中国食品产业产学研创新发展高峰论坛优秀科研成果奖三等奖。研究成果在国内外学术刊物上发表研究论文220篇，其中SCI收录113篇, EI收录50余篇，被引近千次（其中150次以上的有2篇）。申报发明专利54项， 23项已获授权。
龚盛祥，上海交通大学农业与生物学院食品科学与工程系级博士。主要从事发酵调控马铃薯全粉及淀粉理化品质特性的研究，在马铃薯主食产品研发及解决加工过程中关键技术问题等领域有扎实的理论和实验基础，同时在新型纳米材料制备及其在农残检测中的应用方面也有深入的研究。目前，以第一作者在Food Hydrocolloids、Food Chemistry等期刊发表SCI论文8篇，累计影响因子达28.65。
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