【摘要】 我们的冷冻CLEM平台为未来食品乳液的冷冻相关氧化研究铺平了道路。

脂质氧化是蛋白质稳定水包油食品乳液产品变质的主要原因。蛋白质乳化剂对脂质氧化和稳定性的影响取决于所用蛋白质乳化剂的具体类型和乳液中的氧化还原条件。然而，这些蛋白质乳化剂在油水界面对脂质氧化的确切影响以及脂质-蛋白质共氧化的机制目前尚不清楚。在Suyeon Yang等人的工作中，开发了一种冷冻相关光和电子显微镜（cryo-CLEM）平台，用于共定位脂质和蛋白质的氧化。

 

对于相关成像，结合低温荧光显微镜（cryo-FM）和低温透射电子显微镜（cry-TEM），开发了以下工作流程（图1）。首先，制备了玻璃化样品（图1a）。然后将玻璃化样品转移到LINKAM冷冻台，并获得冷冻FM图像（图1b）。样品装载步骤在LINKAM低温阶段进行，从网格箱到装载站，然后到样品阶段。将EM栅格插入装载站中的样品磁体夹具中，然后将其装载在样品台上。液氮（LN2）贮存器连接到载物台，将样品载物台的温度保持在77K。

图1 低温相关光和电子显微镜（cryo-CLEM）的一般工作流程[1]

 

为了证明冷冻相关成像在食品氧化研究中的可行性，在Finder/Au或Copper/Quantifoil TEM网格上制备了稀释乳液。我们首先在冷冻FM中使用BODIPY 665/676测量了乳液的荧光图像，然后在冷冻TEM中对相同的液滴进行成像。使用Finder\/Au TEM网格，可以根据字母标记轻松跟踪液滴（图第2a段）。使用铜/Quantifoil TEM栅格，有意在栅格上用高激光功率（在638nm激发下为1700 W/cm2）制造损坏的伪影（图第2b段）。这种方法能够在低温TEM中与TEM网格的不对称中心标记一起进行跟踪（图2b插图）。同样，该方法用于在低温FM和低温TEM中关联相同的油滴。证实了这两种方法都适用于在低温FM和低温TEM中找到相同的位置。

 

图2 用实验室规模的胶体磨在Finder/Au上制备的新鲜模型乳液的低温相关光和电子显微镜（Cryo-CLEM）图像（a），以及用微流器在Copper/Quantifoil TEM网格上制备（b）[1]

 

使用冷冻透射电子显微镜（cryo-TEM），我们观察到，与新鲜乳液相比，在氧化乳液的液滴界面处发现了更多的蛋白质聚集体。我们的冷冻CLEM平台为未来食品乳液的冷冻相关氧化研究铺平了道路。

 

此外，我们使用冷冻TEM在新鲜乳液和氧化乳液的油滴界面观察到蛋白质颗粒。最后，我们展示了在同一样品区域上使用低温FM和低温TEM对模型乳液的相关成像。工作证明了使用冷冻CLEM通过冷冻FM和冷冻TEM的相关图像来揭示胶体界面结构在介导食品乳液脂质氧化中的作用的可行性。

 

[1] Suyeon Yang, Machi Takeuchi, Rick R.M. Joosten, John P.M. van Duynhoven, Heiner Friedrich, Johannes Hohlbein, Adapting cryogenic correlative light and electron microscopy (cryo-CLEM) for food oxidation studies, Food Structure, Volume 40, 2024, 100365.

 

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