近年來(lái)，由于消費者的環(huán)境保護、動(dòng)物福利和個(gè)人健康意識增強，植物基肉制品受到廣泛關(guān)注。高水分擠壓技術(shù)用于制備植物基肉制品，具有生產(chǎn)效率高、營(yíng)養成分損失少、能耗低、無(wú)廢物排放等優(yōu)點(diǎn)。在高水分擠壓過(guò)程中，蛋白質(zhì)分子伸展、聚集、交聯(lián)是形成類(lèi)似肉類(lèi)纖維結構的基礎。同時(shí)，淀粉作為填充劑和粘合劑，可改善蛋白質(zhì)的持水性、凝膠性、乳化性、表面疏水性，并對纖維結構的形成和擠壓參數具有重要影響。然而，由于直鏈淀粉和支鏈淀粉具有完全不同的水合性、熱特性和流變特性，在擠壓過(guò)程中二者或與蛋白通過(guò)不同方式相互作用，并對纖維結構的形成產(chǎn)生不同的影響。

 

　　本研究采用“突然停機”方式，獲取高水分擠壓過(guò)程中不同區段樣品，結合紅外顯微成像、掃描電鏡、核磁共振等技術(shù)，研究擠壓過(guò)程中蛋白-淀粉相互作用對組分分布、蛋白分子構象、化學(xué)交聯(lián)鍵等的影響，從而闡明高水分擠壓過(guò)程中蛋白-淀粉分子間相互作用，并明確蛋白質(zhì)-淀粉復合體系對植物基肉制品品質(zhì)的影響規律。結果表明，在高水分擠壓過(guò)程中，蛋白質(zhì)和淀粉之間由于熱力學(xué)不相容發(fā)生相分離。蛋白質(zhì)在蒸煮區形成凝膠后，在模口區和成型區發(fā)生“分層疊變”交聯(lián)，形成纖維結構。同時(shí)，冷卻模具中垂直于擠出方向的剪切應力進(jìn)一步促進(jìn)物料分離為連續相（蛋白質(zhì)基質(zhì)）和分散相（淀粉），促進(jìn)纖維結構的形成。在模口區，支鏈淀粉促進(jìn)熱誘導聚集體的破壞及11S和7S球蛋白的伸展，這有利于成型區蛋白質(zhì)分子鏈進(jìn)一步重排、聚集和交聯(lián)，進(jìn)而促進(jìn)纖維結構的形成。而直鏈淀粉與蛋白質(zhì)在模口區發(fā)生相分離，促進(jìn)蛋白質(zhì)分子聚集，形成更密實(shí)的剛性結構。成型區填充在蛋白質(zhì)基質(zhì)中的直鏈淀粉凝膠對蛋白質(zhì)重排和交聯(lián)形成空間位阻，從而導致最終擠出物中形成分層的凝膠結構。本研究有助于揭示高水分擠壓過(guò)程中纖維結構形成機制，為改善和提高植物基肉制品品質(zhì)提供理論依據。

 

　　該研究近日在食品領(lǐng)域著(zhù)名學(xué)術(shù)期刊Food hydrocolloids（JCR前5%，IF=9.147）上發(fā)表，是該團隊繼2021年在Food hydrocolloids發(fā)表不同直鏈/支鏈淀粉比例對蛋白原料流變及擠壓特性影響的研究論文后，在植物基肉制品纖維結構形成機理探究方面又一延續性工作，中國農業(yè)科學(xué)院農產(chǎn)品加工研究所陳瓊玲博士研究生和張金闖博士/助理研究員為論文共同第一作者，王強研究員和美國塔夫茨大學(xué)David L. Kaplan終身榮譽(yù)教授為共同通訊作者。研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2021YFC2101402）、國家自然科學(xué)基金（31901608）和中國農業(yè)科學(xué)院農業(yè)科技創(chuàng )新工程（CAAS-ASTIP-2020-IFST）的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2022.107559