近日，中國熱科院香飲所加工與工程技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)在通過多光譜技術(shù)和分子動力學(xué)模擬探究咖啡黃酮與牛奶β-酪蛋白的相互作用機(jī)制和功能特性研究方面取得新進(jìn)展。該研究分析了芹菜素（AG）、木犀草素（LUT）、槲皮素（QC）和表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）四種咖啡黃酮與牛奶β-酪蛋白（β-CN）的相互作用和功能特性的變化機(jī)制。
伴隨咖啡文化的發(fā)展，咖啡在中國愈發(fā)受到青睞。然而，純咖啡口感略顯平淡、苦澀且酸澀，為契合消費(fèi)者對飲料色、香、味及有益特性的需求，常將其與牛奶混合?？Х赛S酮具備獨(dú)特風(fēng)味及生理活性，包括抗炎、抗菌和抗氧化特性。在牛奶咖啡體系中，當(dāng)牛奶和咖啡混合時，牛奶蛋白質(zhì)與咖啡黃酮類化合物的相互作用，影響黃酮類化合物的生物活性和蛋白質(zhì)功能特性，且不同咖啡分子量、羥基數(shù)量的黃酮，對其與蛋白質(zhì)的相互作用產(chǎn)生的影響也存在差異。目前，國內(nèi)外對不同結(jié)構(gòu)咖啡黃酮對牛奶蛋白影響的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。
因此，本研究采用多光譜技術(shù)（熒光光譜法、同步熒光光譜法、三維熒光光譜法）、非輻射能量轉(zhuǎn)移、圓二色譜和分子動力學(xué)模擬等方法，探討了咖啡類黃酮和牛奶β-CN的相互作用機(jī)制和功能特性。結(jié)果表明，LUT和QC主要通過氫鍵和范德華力與β-CN結(jié)合，而AG和EGCG則主要通過疏水作用與β-CN結(jié)合。β-CN-類黃酮復(fù)合物的能量傳遞效率呈現(xiàn)出β-CN-QC（50.20%） > β-CN-LUT （43.68%） > β-CN-EGCG （40.82%） > β-CN-AG （35.34%）的變化趨勢。分子動力學(xué)模擬驗(yàn)證了β-CN-黃酮相互作用的動態(tài)行為以及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。多光譜分析結(jié)果表明，黃酮介導(dǎo)了β-CN二級結(jié)構(gòu)的改變，無規(guī)線圈結(jié)構(gòu)增多和α-螺旋比例降低，致使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)更為開放與松散。黃酮類化合物與β-CN之間的非共價(jià)相互作用降低了蛋白質(zhì)表面的疏水性，提升了溶解度與乳化活性，改善了發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性。此外，復(fù)合物的抗氧化活性強(qiáng)于單獨(dú)的蛋白質(zhì)或黃酮類化合物，表明二者對抗氧化活性存在協(xié)同效應(yīng)。本研究結(jié)果有助于提升牛奶咖啡產(chǎn)品的質(zhì)量與穩(wěn)定性，增進(jìn)對咖啡營養(yǎng)和健康益處的認(rèn)知。
相關(guān)研究成果以“Exploration of interaction mechanisms and functional properties of coffee flavonoids and β-casein via multispectroscopy and molecular dynamics simulation”為題發(fā)表于《Food Hydrocolloids》。中國熱科院香飲所張繼月博士和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生翟曉宇為共同第一作者，中國熱科院香飲所董文江研究員為通訊作者。該研究得到云南省重大科技計(jì)劃，國家熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)中心科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)，云南省人社廳董文江專家基層科研工作站的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.111359
