王岸娜

河南工业大学 小麦和玉米深加工国家工程研究中心

“国以民为本”,“民生之本在食”。自古以来,食品一直是治国理政、民生生活的头等大事。然而,在历史的积淀下,食品已不仅仅是生存所需的物质形式,已成为集哲学思想、中华民族传统文化以及梦想与祝福为一身的融合体;不仅是化学、数学、物理、生物学、农学、医学、食品科学与工程、机械和艺术等学科的交叉科学,也是经济贸易、金融、科技与文化等多方面的交汇。随着全球化和人工智能的发展,以及人们食物消费结构的变化,食品产业的发展趋势与挑战日益凸显。

“一花一世界”,对于食品亦是如此。自食品原料开始的加工、贮藏和运输过程中,食品内部在时间和空间的变化结果展现于消费者面前。对食品在不同的时间尺度和空间尺度的解析有助于理解食品内在的变化规律,以及由此所形成的食品营养价值、食品感官品质和食品安全。

食品在加工、贮藏和运输过程中,随时间和空间的变化,食品内在的变化规律以及由此所形成的营养价值、感官品质与食品生物分子间相互作用及其变化规律息息相关。

食品中的主要成分是碳水化合物、蛋白质、脂类、多酚、矿物质、色素等化合物。自食品原料的碾磨/破碎、混合、熟化、贮藏过程中,均涵盖了微观层面不同分子间的相互作用,这些分子间的相互作用最终影响着所面对消费者食品的品质。从分子间相互作用的角度解析其在食品加工全链条的变化规律,结合其在时间、空间和时空角度动态变化的研究,有助于在分子层面理解食品品质呈现的原因,在此基础上,使从微观层面调控食品感官品质和营养价值成为可能。

图 α-乳清蛋白与槐角苷分子对接模型

食品生物分子间相互作用主要为共价作用和非共价作用。分子间相互作用对食品的色香味、质构、消化特性、活性成分的生物可及性均有影响。例如,面筋蛋白之间的相互作用及其动态变化影响馒头、面条等面制品的品质;脂质分子间相互作用从口感、质地、风味释放、营养保存等不同层面调控食品的品质特性;芦丁、茶多酚、槲皮素分别与蛋白质的相互作用会影响蛋白质的空间结构,与明胶-淀粉相互作用会使体系的组织结构紧凑,水分不易流失,抗消化淀粉含量增大,提高抗消化性,与明胶结合后的芦丁生物可及性提高、抗氧化活性有良好保留;菊糖、槐角苷与乳清蛋白均在降低血糖方面有所应用,对三者间的相互作用研究表明菊糖加入后,槐角苷与乳清蛋白结合位点数由2减为1;槐角苷与乳清蛋白结合的距离稍有增加,槐角苷与α-乳清蛋白分子上的通过氢键相互作用的氨基酸为16LYS(2.8Å),45ASN(2.0Å;2.1Å)和121GLU(2.7Å)。

作者简介

王岸娜,中共党员,教授,小麦和玉米深加工国家工程研究中心副主任。河南省标准化协会专家委员,河南省研究生优质课程项目“高级食品化学”课程负责人,河南省一流本科课程“食品化学”课程负责人。主要研究领域与方向为食品加工、储藏与组分变化,谷物资源开发与利用,生物分子间相互作用对食品品质影响。主持1项国家自然科学基金、1项河南重点科技攻关计划、1项河南省省属高校基本科研业务费专项资金项目,作为主要完成人完成了河南省基础与前沿技术研究计划项目、粮食公益性项目和河南省重点研发专项等项目;出版学术专著2部,出版著作1部;发表论文120余篇;以第一发明人获得授权国家发明专利30余项;技术评价成果6项,其中国际先进水平1项,国内领先水平5项。指导硕士研究生50余人。

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