中国农科院加工所王强团队：揭示了高水分挤压过程中不同蛋白结合水分能力变化

高水分挤压技术是引领国内外植物基肉制品产业高质量发展的前沿热点技术，在制备具有类似动物肉纤维结构和质地的新型植物基肉制品方面优势明显。但高水分挤压植物基肉制品纤维结构紧实，因而面临多汁性不足的问题。水分是影响多汁性的关键因素之一，多汁性与持水性和水分分布等水分特征相关，蛋白质结合水分能力在高水分挤压过程中的变化可能为这一观点提供见解。因此，本研究针对五种常见来源（大豆、花生、豌豆、小麦和大米）的植物蛋白在高水分挤压过程中与水分结合的能力进行了研究。

研究结果表明，大豆蛋白（SPI、SPC）和小麦蛋白（WG）挤出物在厘米水平上表现出明显纤维结构，且SPI挤出物的微观形态更均匀。SPI具有最高的持水性和凝胶强度，导致在加热过程中与水结合较其他蛋白更快。SPI挤出物的水分活度、可冻结水含量、T₂₁和T₂₂最低，表明其与水结合最紧密。而大米蛋白（RPI）未能挤压形成规则形状，其挤出物密度最低且结合水分能力较差。此外，蛋白质结合水分能力影响挤出物的纤维结构和水分特征。例如，挤出物的水分活度与蛋白原料的溶解度相关，高溶解度的蛋白质在挤压后具有较低的水分活度，如花生蛋白（PPP）。蛋白原料的持水性越强，挤出物的T₂₃越小，表明挤出物中蛋白质和水的结合更紧密。本研究提供了不同植物蛋白结合水分能力及其挤出物的纤维结构和水分特征的信息，研究结果有助于为挤压原料的选择、了解挤压过程中蛋白质与水结合能力的变化提供帮助，并为从蛋白质-水相互作用的角度探索植物基肉制品的多汁性提供理论依据。

高水分挤压过程中的蛋白质-水相互作用

项目资助：

本研究得到了北京市自然科学基金面上项目（6242027）、中国科协青年人才托举工程项目（YESS20220162）和中国农业科学院科技创新工程项目（CAAS-ASTIP-G2022-IFST）的资助。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.109935

王  强

二级研究员/博士生导师

王强，二级研究员，博士生导师，国际食品科学院院士，2021、2023年中国工程院院士增选有效候选人，入围全球前2%顶尖科学家“终身科学影响力榜单”与2021、2022“年度科学影响力榜单”。现任中国农业科学院农产品加工研究所首席专家，国家花生产业技术体系加工研究室主任、九三学社中央农林委委员，新疆自治区油料产业技术体系首席科学家。全国优秀科技工作者，全国首批农业科研杰出人才，全国科技助力精准扶贫先进个人，入选国家“百千万人才工程”并获“有突出贡献中青年专家”荣誉称号，享受国务院特殊津贴，农业部“粮油加工技术与工程”创新团队首席，农业农村部神农英才“领军人才”，中国农业科学院领军人才，中国粮油学会花生食品分会会长，中国食品科学技术学会植物基食品分会副理事长，《Journal of Integrative Agriculture》食品栏目执行主编，《NPJ Science of Food》编委、《Foods》客座主编。

长期从事粮油加工与营养健康领域科学研究，首次构建了花生加工适宜性评价技术，筛选出加工专用品种，解决了我国花生混收混用、产品品质差的瓶颈问题；颠覆了传统压榨制油技术与方法，建立了国内第一条花生低温制油与蛋白联产生产线，开发出高品质花生油和蛋白系列新产品，推动了花生产业的高质量发展；在国际上首次提出高水分挤压过程中蛋白纤维结构形成的“分层叠变”新理论，创建了基于高水分挤压的植物基肉制品颠覆性加工新技术，革新设计了智能化加工装备和可视化平台，引领了植物基肉制品产业发展新方向。主持“十五”国家重大科技专项、“十二五”科技支撑计划、“十三五”国家重点研发计划专项（基础研究类）、国家自然科学基金、863、公益性行业（农业）科研专项、国际科技合作专项重点项目等国家项目和课题50余项。获国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖、中华农业科技奖一等奖、ICC最高学术奖、中国专利优秀奖、中国商业联合会科学技术奖特等奖、中国食品科学技术学会科技创新奖突出贡献奖等多项国家或省部级奖励，主笔撰写的《关于“大力发展新疆花生产业夯实新疆长治久安基础”的建议》、《关于“大力推动我国花生产业高质量发展”的建议》分别得到中共中央领导和国务院领导批示。授权发明专利105项（其中国际专利12项），软件著作权12项，制修订国家和行业标准10项，出版著作13部（英文专著3部），发表学术论文340余篇，其中SCI 论文130篇、IF>10 35篇，IF>15 3篇，ESI全球前1%高被引论文8篇，h-index 41，总被引约6000次，培养硕博研究生、博士后及外国留学生120多人。

张金闯

副研究员/硕士生导师

中国农业科学院农产品加工研究所植物蛋白结构与功能调控创新团队科研骨干，兼任植物蛋白挤压与精准营养配餐创新中心主任，入选中国科协“青年人才托举工程”，中国农业科学院“十佳”优秀博士学位论文获得者，中国农业科学院加工所“珠峰计划”科研英才等，Trends in Food Science & Technology、Food Hydrocolloids、Food Chemistry、Food Research International等国际刊物审稿专家。

主要从事植物蛋白资源利用与人造食品创制研究，主持国家自然科学基金、国家重点研发计划、北京市自然科学基金面上项目等省部级以上项目5项，在新蛋白资源挖掘与加工适宜性评价、蛋白质纤维结构形成机理与调控机制、高水分挤压关键工艺与装备创新及应用、植物蛋白质构重组新型食品创制等领域取得多项成果并在多家企业转化应用。入选中国科协2021“科创中国”现代农林领域十大先导技术，2022中国食品科技十大进展和“十三五”国家科技创新成就展参展成果等，连续多年入选全球农业及食品领域热点前沿，得到了美国工程院院士、组织工程和丝蛋白领域全球顶级科学家David L. Kaplan教授（h-Index:170），美国科学院院士、全球最大人造肉公司Impossible Foods创始人Patrick O. Brown教授（h-Index:144）等国际知名专家高度评价。以第一/通讯作者在Trends in Food Science & Technology、Crit Rev Food Sci、Food Hydrocolloids、FOOD CHEM、J FOOD ENG、J AGR FOOD CHEM、农业工程学报、中国食品学报、食品科学等食品科学与工程领域知名期刊发表SCI/EI论文40余篇（含中科院一区论文15篇，ESI高被引论文6篇，热点论文1篇），以主要完成人授权中国、美国、荷兰等发明专利12件，获得软件著作权1项，参编著作4部，参与制订植物基肉制品国家、行业和团体标准4项，指导建立高水分挤压植物基肉制品生产线5条。

胡安娜

博士研究生

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