陕西师范大学食品工程与营养科学学院Duoduo Zhang等在Food Chemistry上发表了《Mechanism of interaction between key active ingredients and myosin in tea-stewed beef: Improvement of myosin's structural and functional characteristics》文章(通讯作者:Yongfeng Liu)。 背景 炖牛肉是中国的传统肉类菜肴。茶叶因其高多酚含量和强抗氧化特性,在食品保鲜领域展现出重要应用潜力。将茶及其提取物添加至肉制品中,能有效提升产品品质、延长货架期并增强抗氧化活性。肌球蛋白作为肉制品关键功能蛋白,其结构易受热加工及多酚类物质调控,进而影响产品感官品质、持水性及质构特性。因此,本研究通过将茶叶引入炖制牛肉制备茶炖牛肉,采用高效液相色谱法(High-performance liquid chromatography,HPLC)对五种茶炖牛肉样品中的五种活性成分进行鉴定,并提取炖牛肉中肌球蛋白,探究不同茶多酚组分与肌球蛋白的相互作用关系,以及茶叶中关键活性成分对炖牛肉肌球蛋白结构及功能特性的影响。同时结合分子对接与分子动力学模拟技术揭示其潜在作用机制。 摘要 分析了四种茶炖牛肉中的茶多酚成分,确定了5种关键活性化合物:表儿茶素(Epicatechin,EC)、表儿茶素没食子酸酯(Epicatechin gallate,ECG)、表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechin gallate,EGCG)、没食子儿茶素没食子酸酯(Gallocatechin gallate,GCG)和咖啡因(Caffeine,CAF)。同时还评估了这些酚类化合物与牛肉肌球蛋白之间形成的复合物的氧化稳定性、结构变化和抗氧化活性。结果表明以上茶叶中的五种多酚均提高了肌球蛋白的氧化稳定性。同时这五种多酚还可改变肌球蛋白表面疏水性、酶解敏感性及二级结构,其中,CAF处理的肌球蛋白表面疏水性最高(0.01658 mg),酶解率最低(22.94%);而EC能增强肌球蛋白二级结构并提升其整体稳定性。EC、ECG、EGCG及GCG与肌球蛋白的相互作用以静电相互作用、氢键及疏水相互作用为主,而CAF与肌球蛋白间作用力主要为疏水作用作用。本研究为后续多酚-蛋白质互作研究提供理论依据,并为阐明茶叶对肉品质的影响机制提供数据支撑。 研究成果 1 茶多酚中主要活性物质对茶炖牛肉中肌球蛋白巯基含量的影响 如图所示,EC和ECG中肌球蛋白的巯基含量分别为22.79 nmol/mg和16.18 nmol/mg,显著高于对照组。而添加CAF对巯基含量的降低并没有抑制作用。CAF和对照组间无显著差异。然而,与对照组相比,EGCG和GCG组肌球蛋白的巯基含量分别降低了47.73%和35.45%。因此在茶多酚中5种有效活性成分中,EGCG和GCG对降低肌球蛋白巯基含量的作用最强。 2 茶多酚中主要活性物质对茶炖牛肉中肌球蛋白二级结构的影响 (A)EC;(B)ECG;(C)EGCG;(D)GCG;(E)CAF 如图所示,添加EC和ECG组的肌球蛋白β-折叠含量随多酚浓度的增加先降低后增加,在10 μmol/L时达到最大值。EGCG的添加导致β-转角、α-螺旋和β-折叠含量降低,而无规卷曲含量增加。当EGCG浓度为8 μmol/L时,β-转角和α-螺旋含量均达到最低值,分别为18.42%和12.70%。而随着GCG浓度的增加,α-螺旋含量先上升后下降,而β-转角含量先下降后增加。添加10 μmol/L CAF时,肌球蛋白β-折叠含量超过50%,无规卷曲含量降低至14.86%。以上结果表明,茶多酚中的5种主要活性物质可能会影响炖牛肉肌球蛋白的二级结构。 3 茶叶中主要活性物质对炖牛肉肌球蛋白抗氧化活性的影响 (A) (B) (A)DPPH自由基清除率;(B)FRAP值 如图A所示,肌球蛋白的DPPH自由基清除率随着5种多酚物质浓度的增加而增加。当多酚浓度为10 μmol/L时,肌球蛋白的DPPH自由基清除率由高到低依次为EC > GCG > EGCG > ECG > CAF。如图B所示,抗氧化活性FRAP值与DPPH自由基清除率结果相一致,各组抗氧化活性随着多酚浓度的增加而增加。当多酚浓度为10 mmol/L 时,肌球蛋白的抗氧化活性由大到低依次为EC > GCG > EGCG > ECG > CAF。以上结果表明茶叶中5种多酚物质对炖牛肉肌球蛋白均具有保护作用,其中EC添加组肌球蛋白表现出最强的抗氧化作用。 结论 本研究分析了四种茶炖牛肉中的茶多酚成分,确定了EC、ECG、EGCG、GCG、CAF这五种活性物质均有效地抑制了蛋白质氧化,其中EGCG对羰基形成的抑制活性最高,EC和ECG显著降低了活性疏基的减少。此外,五种活性成分均能改变炖制牛肉肌球蛋白构象,其中EC随其浓度增加可促进蛋白质构象逐步稳定化。多酚类物质还可降低肌球蛋白内源色氨酸荧光强度,EGCG的荧光猝灭效应最为显著。综上所述,茶多酚可通过调控肌球蛋白功能与结构特性改善卤牛肉品质特征,这为开发天然肉制品品质改良剂及抑制食品加工中氧化劣变提供了理论依据。 原文链接 Zhang, D., Zhang, S., Abubaker, M. A., Li, Z., & Liu, Y. Mechanism of interaction between key active ingredients and myosin in tea-stewed beef: Improvement of myosin's structural and functional characteristics. Food Chemistry, 2025:144223. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.144223