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中国农业大学食品科学与营养工程学院的吕晨艳副教授等研究传统热加工对动物铁蛋白（驴脾铁蛋白）和植物铁蛋白（大豆铁蛋白）消化稳定性和生物利用率的影响。该研究测定了热加工处理下铁蛋白基本结构和铁含量的变化，进一步通过动物实验评估了热处理后铁蛋白的消化稳定性和吸收率。该研究发现热处理可以促进其吸收率，为富含铁蛋白的食品作为铁补充剂的热加工处理提供一定的理论指导。
01 Results
1、不同热处理后大豆铁蛋白和驴脾铁蛋白的结构变化
天然状态下，大豆铁蛋白含有H-1（26.5 kDa）和H-2（28.0 kDa）两个亚基，分子量在560 kDa左右；驴脾铁蛋白含有H（21.0 kDa）和L（19.0 kDa）两个亚基，分子量在440 kDa左右（如图1）。
经过热处理后（图2），两种铁蛋白的亚基结构没有发生降解，但在68 ℃热处理10-30 min后，有14-16%的大豆铁蛋白变性，在100 ℃热处理10-30 min后，大部分的大豆铁蛋白已经变性（80-98%）；而驴脾铁蛋白在相同热处理条件下都保持基本稳定。根据圆二色谱结果（图3），发现大豆铁蛋白热处理后的二级结构发生显著变化（P < 0.05），α-螺旋含量下降，无规则卷曲含量增加；而驴脾铁蛋白二级结构没有显著变化。
图1. 大豆铁蛋白和驴脾铁蛋白（1.0 μM）的电泳结果
（a）SDS-PAGE；（b）Native-PAGE；泳道1：大豆铁蛋白；泳道2：驴脾铁蛋白；泳道M：蛋白分子量标准。
图2. 不同热处理后大豆铁蛋白和驴脾铁蛋白（1.0 μM）的电泳结果
（a）大豆铁蛋白的SDS-PAGE；（b）驴脾铁蛋白的SDS-PAGE；（c）大豆铁蛋白的Native-PAGE；（d）驴脾铁蛋白的Native-PAGE；泳道M：蛋白分子量标准。
图3. 不同热处理后大豆铁蛋白和驴脾铁蛋白的圆二色谱曲线和二级结构含量
（a）0.1 mg/mL大豆铁蛋白；（b）0.2 mg/mL 驴脾铁蛋白。
2、不同热处理后大豆铁蛋白和驴脾铁蛋白铁含量的变化
加热前大豆铁蛋白铁含量在2133±152 铁/蛋白壳，驴脾铁蛋白铁含量在2110±152 铁/蛋白壳，在68 ℃热处理后，两种铁蛋白的铁含量都发生显著下降（P < 0.05），大豆铁蛋白铁含量下降更多，下降至1056±136 铁/蛋白壳；而在100 ℃热处理后，大豆铁蛋白的铁含量又发生显著下降（下降至696±62 铁/蛋白壳），驴脾铁蛋白铁含量变化不显著（1390±71 铁/蛋白壳）（如图4）。
图4. ICP-MS测定不同热处理后大豆铁蛋白和驴脾铁蛋白的铁含量
（a）大豆铁蛋白；（b）驴脾铁蛋白。
3、不同热处理后大豆铁蛋白和驴脾铁蛋白在体内消化稳定性的变化
将未加热、不同热处理后的铁蛋白灌胃小鼠后，取小肠内容物进行Native电泳，如图5，两种铁蛋白在未加热处理的条件下可以检测出目的条带（泳道1、4），而大豆铁蛋白在热处理后的消化稳定性显著下降（泳道2、3未检测出目的条带），驴脾铁蛋白在热处理后仍具有较强的消化稳定性（泳道5、6检测到目的条带）。
图5. 不同热处理后大豆铁蛋白和驴脾铁蛋白在体内的消化结果（Native-PAGE）
泳道1-3：未加热、68 ℃加热30 min、100 ℃加热10 min的大豆铁蛋白；泳道4-6：未加热、68 ℃加热30 min、100 ℃加热10 min的驴脾铁蛋白；泳道M：蛋白分子量标准。
4、不同热处理后大豆铁蛋白和驴脾铁蛋白在体内铁吸收率的变化
将未加热、不同热处理后的铁蛋白灌胃小鼠后，测定血清铁的含量（图6），未加热处理的大豆铁蛋白处理组和驴脾铁蛋白处理组的血清铁含量分别为50±8 μM、40±11 μM；68 ℃热处理后，两种铁蛋白处理组的血清铁含量都增加，分别为52±19 μM、45±15 μM；100 ℃热处理后，大豆铁蛋白处理组的血清铁含量显著增加（56±13 μM），驴脾铁蛋白处理组的血清铁含量变化不显著（44±10 μM）。
图6. 大豆铁蛋白处理组和驴脾铁蛋白处理组的血清铁含量
02 Conclusions
热处理会影响大豆铁蛋白和驴脾铁蛋白的聚合状态、二级结构以及铁含量；大豆铁蛋白的热稳定性和体内消化稳定性低于驴脾铁蛋白，这可能与亚基组成和结构的差异有关；热处理可以促进铁蛋白铁在体内的吸收率，且大豆铁蛋白（植物铁蛋白）铁的吸收率高于驴脾铁蛋白（动物铁蛋白）。
03 Authors
吕晨艳，博士，中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授，硕士生导师，主要从事蛋白质/酶的改性与营养功效成分评价方面的研究。主持国家自然科学基金青年项目、面上项目、北京市优秀人才青年骨干项目等，以第一作者/通讯作者发表SCI论文30余篇，获授权国家发明专利8项。
联系邮箱：2019023@cau.edu.cn
纪瑞阳，现为中国农业大学食品科学与营养工程学院硕士研究生，主要从事蛋白质结构和功能方面的研究。
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