上海腾拔质构仪助力新加坡国立大学和江南大学在人造肉研究取得进展

近日，新加坡国立大学食品科学与工程系和江南大学食品学院研究人员联合在国际期刊《Ultrasonics Sonochemistry》（IF：9.7）发表了题为“Improved properties of high-moisture extruded meat analogs using ultrasound-treated Nannochloropsis gaditana and chickpea protein concentrate"的研究性论文。在该论文中，研究人员利用上海腾拔Universal TA研究型质构仪用于测定人造肉的质构特性和纤维度。

本研究旨在探究超声处理对高湿挤压（HME）制备的拟南芥小球藻（Nannochloropsis gaditana）- 鹰嘴豆浓缩蛋白（CP）基人造肉品质的提升作用。研究采用三种强度（105、158 和 210 W/cm²）和四种时长（5、10、20、30 分钟）的超声处理拟南芥小球藻细胞，结果发现：在 158 W/cm² 强度下处理 30 分钟时，可实现zuiyou的细胞破碎效果，且挤压过程中无细胞碎片或胞内物质附着于表面的现象。与添加未超声处理拟南芥小球藻的挤压产物相比，添加超声处理拟南芥小球藻的挤压产物具有更连续、更长的纤维结构，且质构特性更优。比机械能（SME）与纤维结构呈负相关，其中添加 30% 超声处理拟南芥小球藻的挤压组（30%-U 组）纤维度最高（2.13 N/N），比机械能zuidi（37.70 kJ/kg）。结构分析表明，超声处理组样品中 β- 折叠结构含量更高，这可通过增强二硫键和氢键作用促进蛋白质网络的稳定。此外，蛋白质消化率从原始样品的 68.77%-78.32% 提升至超声处理后的 75.43%-84.37%。感官评价结果显示，尽管 30%-U 组人造肉的颜色和风味仍需改进，但其可接受度已zui接近市售人造肉产品。综上，拟南芥小球藻的超声处理可改善由该微藻与鹰嘴豆浓缩蛋白制备的人造肉的结构与营养价值，这表明超声技术有望成为制备可持续微藻基蛋白产品的新兴技术。

图 3. （A-F）未处理拟南芥小球藻、（G-K）超声处理拟南芥小球藻添加量为 0% 至 50% 时，所制备人造肉样品的扫描电镜（SEM）图像。

样品的质构特性（硬度、弹性和咀嚼性）是评价人造肉品质的关键指标（图 4）。纯鹰嘴豆浓缩蛋白组（CP 组）的硬度、弹性和咀嚼性最高。微藻的添加促进了微藻 - 鹰嘴豆浓缩蛋白双相结构的形成，减少了鹰嘴豆浓缩蛋白之间的过度交联，使挤压产物结构更疏松。对于添加拟南芥小球藻的样品，适度添加该微藻可增强其与鹰嘴豆浓缩蛋白之间形成的网络结构。但过量添加（尤其是 50% 添加量时）会导致质构特性下降，原因是拟南芥小球藻未破损的细胞壁及碎片阻碍了蛋白质的重排，这一结果与此前微藻基人造肉的相关研究一致。此外，脂肪含量增加发挥润滑作用，降低了机筒剪切力，同时增强了蛋白质 - 脂质相互作用，使样品更柔软、咀嚼性降低。除 50% 超声处理组（50%-U 组）外，相同添加量下，超声处理组的硬度、弹性和咀嚼性均高于未处理微藻组。值得注意的是，50%-U 组的质构特性开始下降，且 30%-U 组与 40%-U 组之间无显著差异（p > 0.05）。超声处理破坏微藻细胞壁，释放更多胞内蛋白质，这些蛋白质与鹰嘴豆浓缩蛋白相互作用，形成更具各向异性、细长的纤维网络，从而增强结构稳定性。

图 4. 拟南芥小球藻添加量为 10% 至 50% 时人造肉样品的（A）硬度、（B）弹性、（C）咀嚼性及（D）纤维度。CP 代表仅含鹰嘴豆蛋白的挤压产物，N 代表添加未处理拟南芥小球藻的挤压产物，U 代表添加超声处理拟南芥小球藻的挤压产物。

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