上海騰拔質構儀助力新加坡國立大學和江南大學在人造肉研究取得進展

近日，新加坡國立大學食品科學與工程系和江南大學食品學院研究人員聯合在國際期刊《Ultrasonics Sonochemistry》（IF：9.7）發表了題為“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研究型質構儀用于測定人造肉的質構特性和纖維度。

本研究旨在探究超聲處理對高濕擠壓（HME）制備的擬南芥小球藻（Nannochloropsis gaditana）- 鷹嘴豆濃縮蛋白（CP）基人造肉品質的提升作用。研究采用三種強度（105、158 和 210 W/cm2）和四種時長（5、10、20、30 分鐘）的超聲處理擬南芥小球藻細胞，結果發現：在 158 W/cm2 強度下處理 30 分鐘時，可實現zuiyou的細胞破碎效果，且擠壓過程中無細胞碎片或胞內物質附著于表面的現象。與添加未超聲處理擬南芥小球藻的擠壓產物相比，添加超聲處理擬南芥小球藻的擠壓產物具有更連續、更長的纖維結構，且質構特性更優。比機械能（SME）與纖維結構呈負相關，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），比機械能zuidi（37.70 kJ/kg）。結構分析表明，超聲處理組樣品中 β- 折疊結構含量更高，這可通過增強二硫鍵和氫鍵作用促進蛋白質網絡的穩定。此外，蛋白質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%。感官評價結果顯示，盡管 30%-U 組人造肉的顏色和風味仍需改進，但其可接受度已zui接近市售人造肉產品。綜上，擬南芥小球藻的超聲處理可改善由該微藻與鷹嘴豆濃縮蛋白制備的人造肉的結構與營養價值，這表明超聲技術有望成為制備可持續微藻基蛋白產品的新興技術。

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，所制備人造肉樣品的掃描電鏡（SEM）圖像。

樣品的質構特性（硬度、彈性和咀嚼性）是評價人造肉品質的關鍵指標（圖 4）。純鷹嘴豆濃縮蛋白組（CP 組）的硬度、彈性和咀嚼性最高。微藻的添加促進了微藻 - 鷹嘴豆濃縮蛋白雙相結構的形成，減少了鷹嘴豆濃縮蛋白之間的過度交聯，使擠壓產物結構更疏松。對于添加擬南芥小球藻的樣品，適度添加該微藻可增強其與鷹嘴豆濃縮蛋白之間形成的網絡結構。但過量添加（尤其是 50% 添加量時）會導致質構特性下降，原因是擬南芥小球藻未破損的細胞壁及碎片阻礙了蛋白質的重排，這一結果與此前微藻基人造肉的相關研究一致。此外，脂肪含量增加發揮潤滑作用，降低了機筒剪切力，同時增強了蛋白質 - 脂質相互作用，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 組的質構特性開始下降，且 30%-U 組與 40%-U 組之間無顯著差異（p > 0.05）。超聲處理破壞微藻細胞壁，釋放更多胞內蛋白質，這些蛋白質與鷹嘴豆濃縮蛋白相互作用，形成更具各向異性、細長的纖維網絡，從而增強結構穩定性。

圖 4. 擬南芥小球藻添加量為 10% 至 50% 時人造肉樣品的（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物，N 代表添加未處理擬南芥小球藻的擠壓產物，U 代表添加超聲處理擬南芥小球藻的擠壓產物。

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