麦醇溶蛋白（gliadin，G）作为生物聚合物的一种，其因富含脯氨酸也常被称为来自小麦籽粒的脯氨酸，其为单体单链多肽，分子质量范围为28～70 kDa，其具有自组装能力。将麦醇溶蛋白与其他生物聚合物络合或进行表面改性，可以调节其润湿性以改善功能特性。蛋白质的物理化学性质（如表面疏水性、游离巯基含量、Zeta电位等）可以通过与多酚形成非共价配合物或共价结合来改善。

在食品加工、储存、烹饪和食用过程中，蛋白质的功能特性会影响蛋白质在食品体系的物理和化学性质，同时蛋白质的功能特性受多种因素影响。在蛋白质修饰的不同物理方法中，超声处理具有操作简单、节能、环保的优势。西南大学食品科学学院的薛艾莲、李春翼、明 建*等通过反溶剂法制备麦醇溶蛋白-芦丁的复合物，旨在评估超声处理下麦醇溶蛋白-芦丁相互作用及其复合物功能特性的变化。旨在通过超声联合芦丁增强麦醇溶蛋白的功能特性，以拓宽麦醇溶蛋白的应用范围。

1、超声处理对G、G-R复合物表面疏水性的影响

如表1所示，不同超声功率条件下G-R复合物的表面疏水性均高于G，是因为酚类化合物能够诱导蛋白质的构象变化和去折叠，暴露出疏水性氨基酸。随着超声功率的增加，G-R复合物的表面疏水性整体上呈现上升趋势，是因为超声波可以破坏蛋白质分子之间的氢键、静电相互作用和水合作用，使埋在分子内部的疏水基团暴露出来。G-R复合物在超声处理后表面疏水性增加，芦丁的添加与超声处理可能协同促进麦醇溶蛋白的去折叠，暴露出更多的疏水基团。

2、超声处理对G、G-R复合物游离巯基含量的影响

如表1所示，与芦丁复合后，G的游离巯基含量提高，可能归因于芦丁作为抗氧化剂具有保护作用。与未超声相比，在150～600 W下超声后的G游离巯基含量下降，可能是因为超声波可以产生OH·，它可以促进蛋白质二硫键的形成，从而加剧了游离巯基的损失。在实验的4种超声功率下，超声功率为450 W时G的游离巯基含量最高，而研究发现，超声可以降低蛋白质的粒径，使更多的内部巯基暴露在分子表面，因此G的游离巯基含量升高可能与超声导致的粒径降低有关。

3、超声处理对G、G-R复合物二级结构含量的影响

如图1所示，未经超声处理G的二级结构相对含量分别为：α-螺旋38.86%、β-折叠25.49%、β-转角20.22%、无规卷曲15.43%；与G相比，G-R复合物的α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲相对含量分别下降13.77%、3.64%、－22.23%、4.82%。如图1A所示，超声处理后G的β-折叠、β-转角与无规卷曲相对含量上升，α-螺旋相对含量下降。如图1B所示，G-R复合物在超声条件下α-螺旋、无规卷曲相对含量增加，β-转角相对含量减少，β-折叠在超声功率低于600 W时，含量减少，功率达到600 W时，其含量增加。

4、超声处理对G、G-R复合物内源荧光光谱的影响

如图2所示，所有样品的最大荧光发射波长（λmax）均在340 nm波长附近被观察到。芦丁诱导的麦醇溶蛋白结构变化主要是由非共价力引起的，例如芦丁芳香环与芳香氨基酸残基之间的疏水相互作用等。麦醇溶蛋白中加入芦丁后发生了明显的荧光猝灭现象，可能是芦丁与麦醇溶蛋白发生相互作用改变了蛋白的空间构象，使色氨酸残基周围环境的疏水性增强，色氨酸可能处于更加包埋的状态。

5、超声处理对G、G-R复合物同步荧光光谱的影响

如图3所示，加入芦丁后蛋白质荧光强度均降低，表明酪氨酸和色氨酸均参与了芦丁与麦醇溶蛋白间的相互作用。色氨酸残基（Δλ=60 nm）的荧光强度比酪氨酸残基（Δλ=15 nm）的荧光强度弱，即色氨酸残基对固有荧光的猝灭贡献更大。当超声功率从0 W增加到150 W时，G的内源荧光光谱发生较大的蓝移（284.5 nm→282.5 nm），表明超声处理使色氨酸残基周围环境的疏水性增强，极性减小，色氨酸可能处于较少暴露的状态。

6、超声处理对G、G-R复合物紫外扫描光谱的影响

如图4所示，与R复合后，G-R的紫外吸收强度增加，278 nm处的吸收峰左移（蓝移），表明芦丁的加入引起了蛋白构象变化，氨基酸残基的微环境发生变化。随着超声功率的增大，G-R的紫外吸收强度呈现先升高后降低的趋势。紫外吸收强度的增加可能是由于超声空化效应破坏了相邻蛋白质分子间的相互作用，酪氨酸和色氨酸残基所处的微环境发生变化，引起了紫外吸收强度的变化。

7、超声处理对G、G-R复合物微观结构的影响

如图5所示，未经超声处理的G呈现出许多不规则的片状结构、小间隙和大聚集体，表明麦醇溶蛋白不稳定，其往往通过疏水作用和氢键形成复杂结构。经超声处理后，G以致密有序的结构存在，空隙增多，这可能是由于超声处理引起了微射流、剪切力、冲击波和湍流，破坏了多肽链中氢键和范德华力相互作用以及蛋白质分子之间的交联，引起了麦醇溶蛋白的膨胀和其空间构象、二级结构的其他变化。

8、超声处理对G、G-R复合物热稳定性的影响

如图6所示，未经超声处理时，G-R的热变性温度高于G，表明加入R后，G-R复合物的热稳定性更好。经超声处理后，G与G-R的热变性温度均升高，表明超声处理可以提高G与G-R复合物的热稳定性。这与Qu Wenjuan等的研究结果一致，其研究发现超声处理可以使菜籽分离蛋白与葡聚糖共轭物的二级结构变得更加稳定，从而改善共轭物的热稳定性。

结 论

超声处理能对麦醇溶蛋白以及蛋白与芦丁的复合物结构产生影响。超声处理后，G-R复合物的表面疏水性均高于G。加入芦丁后，G-R的游离巯基含量增加，当超声功率为450 W时，G和G-R的游离巯基含量均大于其他超声功率组的样品。超声处理还能影响G和G-R的二级结构含量。内源荧光光谱结果表明，超声处理后G、G-R复合物的色氨酸荧光强度均明显降低。经超声处理后，在芦丁与氨基酸残基结合的过程中，酪氨酸和色氨酸残基周围环境的极性保持不变。此外，SEM与差示扫描量热分析发现，超声处理可以改变G-R的微观结构，促进疏松多孔结构的出现，还可以提高复合物的热稳定性。综上，超声波对麦醇溶蛋白与芦丁的相互作用有显著影响，该结论为揭示麦醇溶蛋白-芦丁的相互作用机理提供了理论依据，对开拓麦醇溶蛋白的市场潜力、提高麦醇溶蛋白的应用前景具有积极意义。

通信作者简介

明建，教授，博士，博士生导师，西南大学人力资源部副部长。 美 国康奈尔大学访问学者，中高等教育学会人事人才分会 理事，中国食品科学技术学会高级会员，中国食品科学技术学会全谷物分会理事，中国农学会农产品加工贮藏分会理事，中国营养学会会员，中国菌物学会终身会员，重庆市营养学会理事，重庆市科技特派员。

主要从事食品科学与工程专业教学科研工作，以及人力资源管理和人才服务等方面的工作。先后主持科研课题30余项，其中主持国家自然科学基金面上项目等国家级课题7项、省部级课题9项，服务地方和企业课题10多项。先后培养研究生50人，荣获省部级科技进步三等奖1项。发表科研学术论文120余篇，其中被SCI、EI收录50余篇。授权国家发明专利9项，参编书籍5部。

第一作者简介

薛艾莲，女，硕士研究生在读，现就读于西南大学食品科学学院，专业：食品科学；本科就读于四川师范大学生命科学学院，专业：食品质量与安全。本科阶段多次获得校级学习奖学金，“三好学生”、“优秀大学毕业生”等荣誉称号；参与课题项目荣获四川省大学生生物与环境科技创新大赛二等奖。研究生阶段获得硕士研究生一等奖学金、二等奖学金、“研究生校园文化先进个人”荣誉称号；研究方向为食品化学与营养学，参与国家重点研发计划项目1项，申请国家发明专利1项，发表学术论文2篇。

本文《超声处理对麦醇溶蛋白/芦丁相互作用及结构特性的影响》来源于《食品科学》2022年43卷7期45-51页，作者：薛艾莲，李春翼，王启明，张驰，雷小娟，赵吉春，曾凯芳，明建。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210607-093。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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