大连工业大学食品学院杜明教授课题组在蛋白质界面可控组装及功能设计取得新进展

　　近日，大连工业大学食品学院、海洋食品加工与安全控制全国重点实验室、国家海洋食品工程技术研究中心那晓康在食品领域期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(Q1，IF:7.7)发表题为“One-step spraying of protein-anchored chitosan oligosaccharide antimicrobial coating for food preservation"的研究性论文，吴超教授为通讯作者，青年教师那晓康为第一作者。

 

　　研究背景

 

　　生物可降解抗菌薄膜的开发涉及到各种环保材料的混合，包括聚合物、脂类、多糖和蛋白质。这些原料经过合理搭配，以确保兼容性和所需功能性。此外，配方中通常加入多种抗菌剂，以增强薄膜对微生物的抑制功效，这为应对石油基包装材料带来的挑战提供了一种有效的解决方案。虽然采用这种策略在抗菌效果和安全属性方面具有显著优势，但由于某些天然抗菌剂所具有得独特化学性质，必须将其锚定到各种生物基材料上，这通常需要复杂的程序才能使包装材料达到同等的机械强度水平。此外，对于表面粗糙、有沟壑的果蔬，不规则缝隙的存在使薄膜与表面完美贴合具有挑战性。

 

　　蛋白质间相互作用的合理设计对构建基于蛋白质自组装材料起着重要作用。在适当的蛋白质界面上引入某些特定的相互作用，有助于以简单、有效的方式组装蛋白质。食品添加剂Na2S2O5可作为二硫键还原剂，在确保食品安全的前提下，通过水解产生的SO32-破坏BSA分子内部二硫键。疏水相互作用驱动解折叠BSA分子的界面组装。在 BSA展开-聚集过程中，具有优异抗菌性能和良好生物安全性的壳寡糖（COS）通过静电相互作用稳定地锚定在BSA@COS涂层中。

 

　　成果介绍

 

　　本研究设计了一种方便、环保、可喷涂的方法，用于制作可直接附着在食品表面的抗菌涂层，从而最大限度地减少微生物污染。该策略包括操纵BSA，使其在展开-聚集过程中与具有抗菌活性的COS安全结合，在界面上形成一个连贯的网状蛋白质涂层。由此形成的 BSA@COS涂层不仅继承了COS固有的抗菌活性，而且由于表面富含大量疏水基团和正电荷而进一步增强了抑菌能力。此外，通过简单的混合和一步喷涂，BSA@COS涂层很容易附着在水果表面，有效防止水果在贮藏过程中过早变质。这项研究提出了一种实用的策略，可在运输和贮藏过程中提高食品保鲜效果，促进食品安全，减少食品浪费。

 

　　作者介绍

 

　　那晓康（第一作者）：大连工业大学食品学院副教授（校聘），主要研究方向为蛋白质资源开发与利用，包括（1）化学改性诱导的蛋白质组装机制研究；（2）蛋白二维组装体的设计及功能活性开发。以第一作者或通讯作者在Nano Today，Materials Today Nano，Chemical Engineering Journal，Biomacromolecules，Journal of Agricultural and Food Chemistry 等杂志发表SCI论文10篇。

 

　　吴超（通讯作者）：教授，博士生导师，国家优秀青年科学基金获得者，“兴辽英才”青年拔尖人才，大连市科技之星，苏黎世联邦理工学院国家公派访问学者。主要研究方向为1）食品蛋白质资源开发与利用；2）蛋白质可控聚集与界面组装调控。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划项目子课题、辽宁省自然科学基金等项目10余项。以第一作者或通讯作者在Nano Taday、Small、Biomacromolecules等杂志发表SCI收录论文40余篇。获辽宁省自然科学学术成果奖三等奖1项、辽宁省研究生教学成果特等奖1项。