上海騰拔質(zhì)構(gòu)儀助力新加坡國(guó)立大學(xué)和江南大學(xué)在人造肉研究取得進(jìn)展

近日，新加坡國(guó)立大學(xué)食品科學(xué)與工程系和江南大學(xué)食品學(xué)院研究人員聯(lián)合在國(guó)際期刊《Ultrasonics Sonochemistry》（IF：9.7）發(fā)表了題為“Improved properties of high-moisture extruded meat analogs using ultrasound-treated Nannochloropsis gaditana and chickpea protein concentrate"的研究性論文。在該論文中，研究人員利用上海騰拔Universal TA研究型質(zhì)構(gòu)儀用于測(cè)定人造肉的質(zhì)構(gòu)特性和纖維度。

本研究旨在探究超聲處理對(duì)高濕擠壓（HME）制備的擬南芥小球藻（Nannochloropsis gaditana）- 鷹嘴豆?jié)饪s蛋白（CP）基人造肉品質(zhì)的提升作用。研究采用三種強(qiáng)度（105、158 和 210 W/cm2）和四種時(shí)長(zhǎng)（5、10、20、30 分鐘）的超聲處理擬南芥小球藻細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在 158 W/cm2 強(qiáng)度下處理 30 分鐘時(shí)，可實(shí)現(xiàn)zuiyou的細(xì)胞破碎效果，且擠壓過(guò)程中無(wú)細(xì)胞碎片或胞內(nèi)物質(zhì)附著于表面的現(xiàn)象。與添加未超聲處理擬南芥小球藻的擠壓產(chǎn)物相比，添加超聲處理擬南芥小球藻的擠壓產(chǎn)物具有更連續(xù)、更長(zhǎng)的纖維結(jié)構(gòu)，且質(zhì)構(gòu)特性更優(yōu)。比機(jī)械能（SME）與纖維結(jié)構(gòu)呈負(fù)相關(guān)，其中添加 30% 超聲處理擬南芥小球藻的擠壓組（30%-U 組）纖維度最高（2.13 N/N），比機(jī)械能zuidi（37.70 kJ/kg）。結(jié)構(gòu)分析表明，超聲處理組樣品中 β- 折疊結(jié)構(gòu)含量更高，這可通過(guò)增強(qiáng)二硫鍵和氫鍵作用促進(jìn)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。此外，蛋白質(zhì)消化率從原始樣品的 68.77%-78.32% 提升至超聲處理后的 75.43%-84.37%。感官評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，盡管 30%-U 組人造肉的顏色和風(fēng)味仍需改進(jìn)，但其可接受度已zui接近市售人造肉產(chǎn)品。綜上，擬南芥小球藻的超聲處理可改善由該微藻與鷹嘴豆?jié)饪s蛋白制備的人造肉的結(jié)構(gòu)與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，這表明超聲技術(shù)有望成為制備可持續(xù)微藻基蛋白產(chǎn)品的新興技術(shù)。

圖 3. （A-F）未處理擬南芥小球藻、（G-K）超聲處理擬南芥小球藻添加量為 0% 至 50% 時(shí)，所制備人造肉樣品的掃描電鏡（SEM）圖像。

樣品的質(zhì)構(gòu)特性（硬度、彈性和咀嚼性）是評(píng)價(jià)人造肉品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)（圖 4）。純鷹嘴豆?jié)饪s蛋白組（CP 組）的硬度、彈性和咀嚼性最高。微藻的添加促進(jìn)了微藻 - 鷹嘴豆?jié)饪s蛋白雙相結(jié)構(gòu)的形成，減少了鷹嘴豆?jié)饪s蛋白之間的過(guò)度交聯(lián)，使擠壓產(chǎn)物結(jié)構(gòu)更疏松。對(duì)于添加擬南芥小球藻的樣品，適度添加該微藻可增強(qiáng)其與鷹嘴豆?jié)饪s蛋白之間形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但過(guò)量添加（尤其是 50% 添加量時(shí)）會(huì)導(dǎo)致質(zhì)構(gòu)特性下降，原因是擬南芥小球藻未破損的細(xì)胞壁及碎片阻礙了蛋白質(zhì)的重排，這一結(jié)果與此前微藻基人造肉的相關(guān)研究一致。此外，脂肪含量增加發(fā)揮潤(rùn)滑作用，降低了機(jī)筒剪切力，同時(shí)增強(qiáng)了蛋白質(zhì) - 脂質(zhì)相互作用，使樣品更柔軟、咀嚼性降低。除 50% 超聲處理組（50%-U 組）外，相同添加量下，超聲處理組的硬度、彈性和咀嚼性均高于未處理微藻組。值得注意的是，50%-U 組的質(zhì)構(gòu)特性開(kāi)始下降，且 30%-U 組與 40%-U 組之間無(wú)顯著差異（p > 0.05）。超聲處理破壞微藻細(xì)胞壁，釋放更多胞內(nèi)蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)與鷹嘴豆?jié)饪s蛋白相互作用，形成更具各向異性、細(xì)長(zhǎng)的纖維網(wǎng)絡(luò)，從而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

圖 4. 擬南芥小球藻添加量為 10% 至 50% 時(shí)人造肉樣品的（A）硬度、（B）彈性、（C）咀嚼性及（D）纖維度。CP 代表僅含鷹嘴豆蛋白的擠壓產(chǎn)物，N 代表添加未處理擬南芥小球藻的擠壓產(chǎn)物，U 代表添加超聲處理擬南芥小球藻的擠壓產(chǎn)物。

參考文獻(xiàn)：Lu Lu, et al. Improved properties of high-moisture extruded meat analogs using ultrasound-treated Nannochloropsis gaditana and chickpea protein concentrate. Ultrasonics Sonochemistry, 2025