《食品科学》：沈阳农业大学李斌教授等：花色苷与蛋白质相互作用的研究进展

花色苷是一种天然水溶性色素，属于黄酮多酚类化合物，存在于植物的花、果实、茎、叶和根器官的细胞液中。花色苷作为食物中的一种常见成分，可以通过摄入蔬菜、水果、葡萄酒和其他食物适量补充。但花色苷在水溶液中极易受到水分子的亲核攻击，2-苯基苯并吡喃阳离子发生羟基化而发生降解。影响稳定性的因素主要有pH值、光照、温度、酶和糖等。因此，针对花色苷的稳态化研究是目前亟需解决的热点问题。

沈阳农业大学食品学院的藏志焕、田金龙*、李 斌*等综述了近年来针对花色苷与蛋白质相互作用的研究进展，主要从蛋白质对花色苷稳定性保护和生物利用率的影响、花色苷对蛋白质功能性质的影响及二者复合后的工业应用方面进行阐述，以期为花色苷与蛋白质的互作在食品及其他行业中的应用提供理论参考。

1、花色苷稳定性及蛋白质对花色苷的影响

花色苷的稳定性

花色苷的稳定性与两方面因素有关：1）取决于花色苷本身结构。一般来说，花色苷的稳定性与2-苯基苯并吡喃阳离子结构中羟基的数量有关，羟基数量越多稳定性越低，甲基化程度与稳定性呈正相关，游离羟基的糖苷化能够提高花色苷稳定性。附着在花色苷苷元上的糖基单元和酰基以及它们的结合部位，对花色苷分子的稳定性和反应性有重要影响；2）加工和贮藏过程中的理化因素，如pH值、温度、光、氧、酶、抗坏血酸、糖及其降解产物、二氧化硫、氨基酸、酚酸、金属离子等。花色苷稳定性、颜色与结构随pH值变化而变化。研究表明，当pH值低于3.0时，黄烊阳离子是花色苷的主要存在形式，当pH值逐渐升高到6时，花色苷的结构转化成无色的甲醇假碱和查耳酮假碱，当pH值高于7时，花色苷形成醌类结构。花色苷受温度影响最为显著，热处理会使其化学稳定性、颜色以及功能性发生巨大的变化。温度达60 ℃以上时，花色苷发生降解转变为查耳酮。

蛋白质与花色苷互作提高花色苷稳定性

表1列出了利用蛋白质作为保护花色苷稳定性载体材料的研究进展。蛋白质对花色苷具有一定的结合能力，但不同的蛋白质对不同的花色苷在亲和力方面存在一定的差异性。前期的研究发现酪蛋白、乳清分离蛋白、牛血清白蛋白等可通过非共价结合，保护蓝莓花色苷在加工贮藏时的稳定性，非共价相互作用机制如图2所示。

蛋白质提高花色苷生物利用率

花色苷的生物利用率低是限制其应用的一大难题。在人体消化环境中，口腔pH值为5.6～7.9，胃部pH值为1.5～3.5，肠道pH值为6.7～7.4。由于消化时间短暂，花色苷稳定性在口腔中变化不明显，在胃部酸性环境下，花色苷主要以红色黄烊阳离子形式存在，其相对稳定，在小肠中由于消化酶的存在使花色苷发生严重降解，黄烊阳离子发生去质子化，仅有少量花色苷到达结肠发挥功效。因此，阻止有色结构到无色结构的转换是保持花色苷稳定性的关键因素（图4）。

2、花色苷与蛋白质相互作用对蛋白质的影响

蛋白质结合花色苷不仅对花色苷稳定性产生影响，而且会影响蛋白质各级结构的变化。目前关于花色苷对蛋白质影响作用已有报道，实际生产加工中二者易发生相互作用，进而影响蛋白质的功能及营养特性。花色苷对蛋白质功能性的影响如表2所示。

3、花色苷与蛋白质相互作用的应用

花色苷具有抗氧化、抗癌、抗炎、保护视力、减肥等功效（图5），使得花色苷的高值化应用备受关注，花色苷制品也深受大众青睐。随着消费者对营养健康的膳食需求日益增强，为了满足消费者对绿色添加剂的需求，将食物中存在的天然成分与花色苷相互作用以提高花色苷的稳定性是一种受欢迎的方式。花色苷在浆果、蔬菜、薯类和谷物种皮中的含量尤为丰富，保护花色苷的稳定性有助于提升其应用价值，通过花色苷与蛋白质的相互作用可一定程度上实现对花色苷的保护。

花色苷-蛋白质复合物在液态体系中的应用

随着人们对食品营养的关注度越来越高，市面上各式新型保健饮料层出不穷。在功能性饮料体系中，常会添加蔗糖和VC等添加剂，易使花色苷稳定性降低，而添加一定量的蛋白质后，果汁的营养价值不仅提高，还能保护花色苷的稳定性。

花色苷-蛋白质复合物在固态体系中的应用

对于含有蛋白质的食品，如冰淇淋、面包等，加入花色苷有助于改善此类食品的感官指标，增加营养功能。研究发现大米蛋白是一种与其他植物蛋白相比具有低过敏性、氨基酸组成较高的营养蛋白，适合大多数人食用，当其与花色苷通过氢键和疏水相互作用结合后，大米蛋白的抗氧化活性、起泡性等得到改善，使其在婴儿配方奶粉和烘焙食品等产品中具有非常好的应用前景。蛋白质与花色苷相互作用后不仅会影响二者之间的功能特性，也可以降低某些食物口味的感知强度。上述研究结果为普遍存在的蛋白质-花色苷相互作用如何影响合成产物的质量提供了理论参考，并为设计具有强化生物活性和功能特性的高质量食品提供理论基础。

结语

花色苷具有多种功能性质而深受大众喜爱，但其易降解、稳定性差。花色苷与蛋白质相互作用是一种安全高效且绿色的方法，这种结合会对花色苷稳定性起到一定的保护作用，且使其生物利用率也得到改善，减少功能基团在加工、贮藏和运输等过程中的降解，为花色苷稳态化提供了新方法。与此同时，蛋白质与花色苷相互作用还会影响蛋白质各级结构（如α-螺旋、β-折叠、无规卷曲等结构）的变化，从而影响蛋白质的溶解性、起泡性及乳化性等功能特性，赋予食品更高的营养价值。蛋白质与花色苷复合体系对于食品货架期的延长以及颜色保持都具有积极影响。目前花色苷及蛋白质相关产品的加工应用范围已逐步扩大，可为食品的深加工及利用提供研究基础。虽然花色苷和蛋白质之间的相互作用已经被广泛研究，但仍有许多方面有待进一步阐明。首先，花色苷和蛋白质之间的作用力取决于花色苷及蛋白质的化学结构，不同的花色苷与蛋白质之间存在不同的结合力，需要逐一探讨；其次，在食品加工中，如何最大化地保持花色苷的稳定性及蛋白质的功能特性仍是一项艰巨的任务，未来仍需着力发展产品高值化的新技术，以期实现体内的高效及精准递送。

通信作者简介

李 斌，教授，男，汉族，中共党员，沈阳农业大学食品学院，博士生导师，美国康奈尔大学博士后。现任沈阳农业大学食品学院院长、党委副书记，食品科学学科带头人，农业农村部神农中华农业优秀创新团队带头人，国家林业和草原局小浆果工程技术中心主任，国家葡萄产业体系蓝莓沈阳试验站站长，辽宁省健康食品营养与创制重点实验室主任。学术兼职中国食品科学技术学会青年工作委员会委员，中国食品科学技术学会果蔬加工分会常务理事，中国园艺学会小浆果分会副秘书长。入选国家高层次人才特殊支持计划、百千万人才工程国家级人选、国家有突出贡献中青年专家。主要从事浆果（花色苷）加工技术与营养功能领域研究，已发表论文140多篇，其中SCI收录90多篇，担任Food Innovation and Advances副主编、Journal of Future Foods、《食品科学》、《食品工业科技》等期刊编委。申请和授权发明专利70余件。主持国家自然科学基金项目、国家重点研发计划等省部级项目10余项。成果先后获国家科技进步二等奖、辽宁省科技进步一等奖等。

田金龙，博士，副教授，硕士生导师，辽宁省健康食品营养与创制重点实验室副主任。主要研究方向为：植物源食品小分子结构与精准递送。入选沈阳市高级层次人才、沈阳农业大学天柱山青年骨干教师，兼任国际食物营养与安全协会秘书、中国食品科学技术学会高级会员、食品研究与开发杂志青年编委、中国果菜杂志青年编委等职务。主持国家自然科学基金青年基金项目1项，省部级课题2项，横向课题多项。曾获农业农村部神农中华农业科技奖优秀创新团队奖、中国食品工业协会科学技术奖一等奖、沈阳市自然科学学术成果一等奖等。在食品领域权威期刊以第一作者或通讯作者发表SCI论文20篇（平均IF＞7.0），基于Scopus数据库检索，近五年在蓝莓花色苷研究领域Top10学者排名中位列第2位。

第一作者简介

藏志焕，女，汉族，中共党员，2021级博士研究生，主要研究方向为果蔬深加工及天然小分子成分的功能性研究。曾多次获国家奖学金；获东北地区食品类研究生学术报告一等奖；获中国研究生乡村振兴科技强农+创新大赛“苏研杯”第三届科技作品竞赛自然科学类:三等奖；获辽宁省高校大学生首届搜知杯决赛：优秀奖等省级奖项。撰写及参与撰写SCI论文共12篇，其中1篇高被引论文。申请发明专利1件，授权实用新型1件。

本文《花色苷与蛋白质相互作用的研究进展》来源于《食品科学》2023年44卷1期319-326页，作者：藏志焕，丑述睿，唐思懿，李芝颖，田金龙，李斌。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220123-232。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

图片来源于文章原文及摄图网。

为构建多元化食物供给体系并兼顾生态环境保护，并形成以生物多样性保护促进食品生产的可持续性，北京食品科学研究院和中国食品杂志社将与北方民族大学、皖西学院、宿州学院、滁州学院于 2023年5月13-14日在中国宁夏银川 共同举办“ 生态保护与食品可持续发展国际研讨会 ”。本届研讨会将围绕新资源食品挖掘、动植物、微生物可替代蛋白、食用菌等食物资源的开发现状、重要创新进展及存在的问题开展研讨，探讨未来食品发展方向，通过展示我国生态保护与食品可持续发展等领域的最新科研成果，搭建科研单位与企业产学研结合的平台，共同促进我国食品产业发展快速踏入新里程。

Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。

投稿网址：

https://www.sciopen.com/journal/2958-4124