英国威廉希尔体育公司粮油技术开发中心
利用多光谱图像和分子对接对特定醛类和亚麻籽蛋白之间的结合机制的洞悉
Insights on the binding mechanism between specified aldehydes and flaxseed protein using multispectral image and molecular docking
Food Chemistry
（中科院一区，JCR一区，IF=9.231）
1 研究背景
亚麻籽蛋白质与醛类的结合和释放行为对亚麻籽食品的感官特性具有重要意义。通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法（HS-SPME-GC-MS）和气味活性值法（OAV）选择了亚麻籽的关键醛类，并通过多光谱、分子对接、分子动力学模拟和粒度技术研究了亚麻籽蛋白与亚麻籽蛋白之间的相互作用。结果显示，与戊醛、苯甲醛和癸醛相比，2,4-癸二烯醛与亚麻籽蛋白呈现出更高的结合能力和更高的Stern-Volmer常数。热力学分析显示，氢键和疏水相互作用是主要的力量。醛类促使亚麻籽蛋白的回旋半径（Rg）值和α-螺旋含量有一定的降低。此外，颗粒大小的结果显示，醛类物质导致蛋白质向大颗粒聚集。这项研究可以为亚麻籽食品和风味之间的相互作用提供新的见解。
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3 研究成果
3.1 内容简介
亚麻籽的保健功效已经得到了肯定，但亚麻籽蛋白与其不可预测的风味物质之间的关系尚未得到研究。本研究的重点是检测亚麻籽蛋白和标志醛类不稳定风味化合物之间的协同作用，并阐明它们之间的通讯对亚麻籽蛋白结构的影响。使用顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱(HS-SPME-GC-MS)策略，结合气味活性值(OAV)技术、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和荧光光谱研究，筛选亚麻籽的不可预测的标志醛风味混合物，用于集中研究亚麻籽蛋白质-醛排列的进展，并排列以获得关于复杂的发展、熄灭仪器和蛋白质构象变化的数据。此外，通过亚原子对接和分子动力学模拟得到了亚麻籽蛋白与醛类的结合模型，并解释了亚麻籽蛋白与醛类的协同作用。这项研究将为亚麻籽富含蛋白质的食物来源的风味改进的提供指导意义。
3.2 研究结论
亚麻籽中气味活性值大于10的主要挥发性醛类通过HS-SPME-GC-MS鉴定为戊醛、苯甲醛、癸醛和2,4-癸二烯醛。使用Stern-Volmer方程发现这四种风味化合物的结合百分比和常数以及在亚麻籽蛋白上的结合位点数量为2,4-癸二烯醛>戊醛>苯甲醛>癸醛。戊醛、癸醛和苯甲醛对亚麻籽蛋白的猝灭是动态的，而2,4-癸二烯醛对亚麻籽蛋白的猝灭是静态的。热力学参数和分子对接结果表明，戊醛、苯甲醛、癸醛和亚麻籽蛋白之间的非共价相互作用主要是疏水相互作用，而2,4-癸二烯醛和亚麻籽蛋白之间的非共价连接主要是氢键作用。分子动力学模拟表明，这四种醛与亚麻籽蛋白匹配良好，可以形成稳定的复合物。此外，三维荧光光谱和红外光谱结果表明，醛类物质导致亚麻籽蛋白中α-螺旋含量降低，粒度和SEM现象解释了醛类物质导致蛋白质向更大颗粒聚集的原因。本研究从分子水平上揭示了亚麻籽蛋白与醛类物质相互作用的机理，为亚麻籽产品风味控制奠定了理论基础。
4 专家简介
魏长庆，英国威廉希尔体育公司教授、研究生导师，江南大学工学博士，中科院理化技术研究所/新疆赛里木现代农业股份有限公司博士后。主要从事粮食、油脂及植物蛋白工程相关的教学和研究工作，主持承担了国家自然科学基金、中国博士后科学基金会项目兵团科技计划项目、兵团中青年科技创新领军人才专项等国家、省部级项目10余项，企业横向科研合作项目4项，发表与植物油挥发性物质鉴析、评定及品质控制等方面相关文章30余篇，其中SCIE收录15篇，CSCD收录$篇，国际会议国内会议论文收录5篇，会议报告4次，授权发明专利3项、实用新型专利1项;主编、参编国家高等教育“十三五”规划教材4部;获兵团V全国工商联科技进步三等奖2项;中国产学研合作创新与促进优秀奖1项;威廉希尔官方网站教学成果奖二等奖1项，三等奖1项。服务南疆有关团场、食品企业10余家，被3家企业聘请为技术顾问，提供技术咨询100余次，科技成果转化3项。
许玲霞，英国威廉希尔体育公司研究生，主要从事亚麻籽蛋白质与特定醛类挥发性风味物质相互作用的研究相关的科研工作。
5 团队介绍
粮油技术开发中心团队有教授1人，副教授2人，讲师3人，威廉希尔官方网站“攀登计划”在读博士2名，累计培养国内外研究生20余名。中心重点以新疆及西北区域特色粮油资源为研究对象，开展粮油精深加工、功能因子挖掘、风味鉴析与调控、功能性成分开发及活性评价、副产物高值化利用等方面的科研工作及成果转化。中心与新疆农垦科学院农产品加工研究所联合成立了油料精深加工及营养安全创新团队，在油料精深加工领域相互融合，发挥各自优势，以期实现在“基础研究-技术开发/新产品创制-营养功效评价-产业落地设计”等环节形成无缝衔接创新特色。近年来，中心先后承担国家自然科学基金、中国博士后面上项目、兵团科技攻关、科技特派员等项目20余项，团队成员累计发表高水平论文90余篇，其中SCI\EI收录40余篇，授权专利9件，制定企业标准2项，服务团场、食品企业10余家，科技成果转化3项，1人入选兵团中青年科技创新领军人才。