2024年4月，祝祥威副教授在國(guó)際食品Top期刊《Food chemistry》（中科院一區(qū)，IF：8.8）發(fā)表魚糜抗凍保護(hù)研究最新研究成果。

Food Hydrocolloids |祝祥威副教授在魚糜抗凍保護(hù)研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展

2024年4月，國(guó)際食品Top期刊Food Hydrocolloids（中科院一區(qū)top、影響因子10.7）以文題“Elucidate the molecular basis of ampholytic chitosan as a high-performance cryoprotectant to myosin denaturation: The importance of saccharide charges”在線發(fā)表了湖北工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與健康工程學(xué)院祝祥威副教授團(tuán)隊(duì)的最新研究進(jìn)展（原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.109915）。

圖1圖形摘要

向高蛋白食品中添加適當(dāng)?shù)奶穷惪箖鰟捎行б种破湓趦霾亍⑦\(yùn)輸、加工過(guò)程中蛋白質(zhì)的冷凍變性。糖類的電荷狀態(tài)是影響其諸多功能特性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；然而，糖類自身的電荷效應(yīng)與其冷凍保護(hù)行為有何聯(lián)系，尚缺乏足夠的理論研究。帶何種電荷的糖是理想的蛋白冷凍保護(hù)劑？受自然界中極地動(dòng)植物體內(nèi)具有高濃度的兼性電荷物質(zhì)這一現(xiàn)象啟發(fā)，本研究以兼性電荷殼聚糖（CMCO）為原料，探討了其對(duì)肌球蛋白冷凍變性的高效抑制行為，并結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)模擬和實(shí)驗(yàn)表征，系統(tǒng)地研究了CMCO的冷凍保護(hù)機(jī)制，即水分置換效應(yīng)（圖1）。

圖2CMCO對(duì)肌球蛋白高級(jí)結(jié)構(gòu)的冷凍保護(hù)規(guī)律

結(jié)果表明，CMCO可能通過(guò)氫鍵和靜電作用與肌球蛋白相互作用，導(dǎo)致蛋白質(zhì)表面的水被排出，進(jìn)而提高肌球蛋白的分子剛性，穩(wěn)定蛋白質(zhì)的二、三級(jí)結(jié)構(gòu)（圖2）。在CMCO的保護(hù)下，肌球蛋白的冷凍聚集行為受到明顯抑制，蛋白表現(xiàn)出良好的溶解度、Ca²⁺-ATP酶活性和凝膠特性（圖3）。值得注意的是，CMCO的低溫保護(hù)行為還具有明顯的電荷響應(yīng)性：羧基取代度較高的CMCO（DS: 1.2）比低取代的CMCO（DS: 0.8）表現(xiàn)出更強(qiáng)的冷凍保護(hù)效率。本研究以肌球蛋白為例，探討了兼性電荷糖類的冷凍保護(hù)機(jī)制及其在食品中的潛在應(yīng)用價(jià)值。

圖3 CMCO對(duì)肌球蛋白凍后理化指標(biāo)的改善作用：聚集行為、溶解性、持水性、凝膠性

湖北工業(yè)大學(xué)碩士研究生張婷和華南理工大學(xué)博士研究生滕永欣為該論文的共同第一作者，湖北工業(yè)大學(xué)為第一單位，通訊作者為湖北工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與健康工程學(xué)院祝祥威副教授。這項(xiàng)工作得到了中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金 （32201953）、 武漢市科技局曙光計(jì)劃 （2022020801020262），HBUT國(guó)家“111”細(xì)胞調(diào)控和分子藥劑學(xué)中心合作資助（XBTK-2022017）的支持。