近日，Foods发表了江南大学未来食品科学中心钟芳教授课题组的研究成果“Investigation of Structural Characteristics and Solubility Mechanism of Edible Bird Nest: A Mucin Glycoprotein” (Lv et al., Foods, 2023, 12(4): 688)。江南大学2020级硕士生闾雅婷为论文第一作者，陈茂深教授为论文通讯作者。
可食用燕窝(Edible bird nest, EBN)，即金丝燕窝，是一种由金丝燕的唾液制成的天然食品。因其具有多种营养功能，包括止咳、美白、养肺化痰、活血化瘀、健脑健体等益处而备受关注，燕窝自古以来一直被视为高档保健食品和功能性食品的选择。目前，EBN提取物已被广泛应用于食品、饮料和保健品中。燕窝中主要化学成分是具有亲水和极性特征的糖蛋白，占其重量的60%左右。根据传统食用加工方法，原料燕窝需要经过浸泡、洗涤，再用沸水炖煮、杀菌和包装成产品。一方面，燕窝蛋白具有较强的持水力，研究证明在60oC的水中浸泡14 h后，其溶胀倍数为5.28~8.66。燕窝的吸水特性使其在加工过程中产生特殊的凝胶质地，从而保证了燕窝产品的稳定品质和咀嚼口感，满足消费者食用感官需求，如市售EBN速溶粥、EBN饮料等。另一方面，燕窝蛋白的低溶解度和提取率一直是其结构功能研究需要解决的难题。研究证明燕窝蛋白的提取率在60oC和80oC之间随温度而增加，但在不同的加热方式下，提取率普遍低于20%，较高的提取温度会导致其聚集成复合蛋白而影响其性质。
针对此问题，基于EBN的主要成分糖蛋白，本研究分析了可溶性和不溶性组分的蛋白质化学结构，并且结合结晶度的比较，进一步探讨了蛋白质的无定形区与结晶区的变化趋势。在本研究中，研究了在热处理期间燕窝蛋白的溶解特性和持水特性。溶解度和持水倍数随热处理的增加而增加，不同温度下的蛋白条带强度随热处理的增加而变化。热温度从40℃升高到100℃，蛋白质溶解度从2.55%提高到31.52%，持水溶胀倍数从3.83提高到14.00。通过热处理可以观察到高分子量蛋白的溶解度增加。对于可溶性组分，内源荧光和表面疏水性结果表明EBN蛋白质三级结构的变化主要表现为更多疏水性基团的暴露。此外，通过CD分析计算二级结构含量，观察到β-折叠减少，α-螺旋增加。对于不溶性部分，大部分非极性氨基酸(Ala、Val、Met、Phe、Ile、Leu、Pro)仍然存在，二级结构分析结果显示，随着蛋白质溶解度的增加，分子间氢键的断裂更多。α-螺旋从8.50%增加到33.80%，而β-折叠从31.90%减少到15.90%。说明加热过程可能削弱蛋白质分子间的相互作用(即酰胺的氢原子和羰基的氧原子之间的氢键)，导致β-折叠的还原而含量减少。此外，热处理过程中蛋白质结晶区的破坏增加了与水分子结合的机会，导致其表现为更强的持水能力。不溶性组分的结晶度从39.50%提高到47.81%，说明无定形区能够促进溶解度的提高和持水能力的增强。进一步通过试剂组合分析了EBN中的疏水相互作用、氢键和二硫键的主要作用力，结果表明，高温下燕窝蛋白结晶区的疏水性互作用和氢键的破坏可能是造成EBN溶解度增加和持水性能的主要原因。
上述研究工作得到了国家自然科学基金项目(32272470)和国家一级学科项目(JUFSTR20180204)资助，同时得到了无锡市科协软科学研究项目(KX-22-C053)的资助。
图1 不同热处理温度条件对EBN持水性和溶解度的影响
图2 SDS-PAGE分析提取的燕窝蛋白((a)为55℃，(b)为85℃)在100℃下再加热30 min
* 1为marker;2个为提取蛋白;3种是提取蛋白在100℃再加热;4、5、6分别为提取的蛋白在100℃用1% SDS、8M尿素和1% β-巯基乙醇再加热
图3 不同热处理温度条件下EBN不溶性组分的X射线衍射图
图4 EBN持水特性和溶解机制假设模型
（编辑：潘梦妍）
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