功能食品团队揭示了铁皮石斛多糖-火麻仁蛋白水凝胶的分子互作机制及其在易吞咽食品中的应用潜力

近日，中国农业科学院农产品加工研究所食物营养与功能性食品创新团队构建了一种碱诱导的石斛多糖-火麻仁蛋白复合水凝胶体系。铁皮石斛多糖具有缓解便秘、免疫调节等多种生物活性；火麻仁蛋白含有人体所需的9种必需氨基酸，且易于消化吸收。两者的结合不仅兼具营养与功能性，还为吞咽障碍人群提供了优质的膳食蛋白与生物活性物质来源。在此基础上，团队系统探讨了其结构特征、分子互作机制及在吞咽障碍食品中的应用潜力。相关成果发表在国际期刊《Carbohydrate Polymers》（JCR一区，IF=12.5）上。加工所2023级硕士研究生丁婷婷、范蓓研究员为论文共同第一作者，孙晶副研究员和王凤忠研究员为共同通讯作者。该研究得到了山东省重点研发计划（2024SFGC0401）、云南省重大科技专项(202402AE090011)等的资助。

随着全球老龄化进程加速，吞咽障碍已成为威胁老年人健康和生活质量的突出问题。然而，当前市面上的流质食品普遍存在营养单一、质地不均、适口性差等缺陷，难以满足特殊人群对营养均衡和饮食体验的双重需求。因此，本团队创新性地将传统食药同源原料与现代食品胶体科学相结合，成功开发出符合国际吞咽障碍饮食标准化倡议（IDDSI）分级标准的新型功能食品体系。

该研究首次利用铁皮石斛多糖（DOP）与火麻仁蛋白（HSP）构建碱诱导复合水凝胶体系。通过精准调控DOP浓度梯度（1.0%-3.0% w/v），系统评价了DOP-HSP复合凝胶的理化特性、功能性能和生物相容性。研究表明，DOP具有独特的支链结构和乙酰化修饰特性，能够显著提升凝胶的持水性、机械强度和粘弹性，而火麻仁蛋白则提供了包括12%精氨酸在内的丰富必需氨基酸，二者的协同作用使所得凝胶符合IDDSI 5-6级标准，可满足吞咽障碍人群的食用安全要求。

进一步借助扫描电镜、共聚焦显微镜和流变学分析等表征手段，阐明了DOP-HSP凝胶的形成机制：在碱性条件下，DOP发生脱乙酰化反应，暴露出更多羟基基团，与HSP通过氢键结合，诱导蛋白质构象转变为β-折叠，形成致密的三维网络结构，其中二硫键是稳定凝胶网络的主导作用力。

该研究不仅为吞咽障碍人群提供了定制化食品基料的解决方案，更为天然植物源多糖与植物蛋白在功能性食品开发中的应用开辟了新途径。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.124153

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