基于转谷氨酰胺酶构建山茶籽油体-植物蛋白肉模拟物的结构设计与功能调控

针对植物基肉模拟物纤维结构差、脂肪相缺失等问题，浙江大学团队创新性地利用山茶籽油体（oleosomes）作为脂滴，通过转谷氨酰胺酶（TG）交联大豆-小麦蛋白基质，构建了具有三维网络结构的肉模拟物。研究证实TG催化油体蛋白与植物蛋白形成共价交联，显著提升凝胶强度（储能模量达820 kPa）、结构恢复率（89.38%）和质构特性，为开发拟真肉制品提供了新策略。

　　

研究背景与意义
当前植物基肉制品虽通过挤压加工技术取得进展，但难以复现动物肉中固液共存的纤维结构和脂肪质感。市售产品普遍存在质地粗糙、油脂易氧化析出等问题，关键瓶颈在于传统工艺无法实现蛋白质与脂质的稳定整合。转谷氨酰胺酶（TG）虽能改善蛋白交联，但其在含脂体系中的作用机制尚不明确。与此同时，山茶籽油体（oleosomes）——这种天然包裹三酰甘油的亚微米级脂滴，因其独特的蛋白-磷脂界面结构和高达40%的不饱和脂肪酸含量，成为替代人工乳化脂质的理想候选。

浙江大学团队在《Food Hydrocolloids》发表的研究中，首次将山茶籽油体（0-40 wt%）与大豆-小麦蛋白（50 wt%）复合，通过TG（0-50 U/g）催化构建肉模拟物。研究揭示了油体作为"活性填料"（active fillers）通过共价交联强化凝胶网络的机制，为解决植物肉质构与风味分离的行业难题提供了新思路。

关键技术方法
研究采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）验证共价交联；通过扫描电镜观察微观结构；利用动态流变仪分析临界应变（1.02-100.4%）、储能模量（310-820 kPa）等参数；结合Lissajous-Bowditch曲线解析非线性流变行为；采用色度仪量化外观变化。

研究结果

1. 共价交联验证
FTIR显示TG处理组在1650 cm^-1处酰胺I带强度降低，表明ε-(γ-谷氨酰)-赖氨酸交联形成。SDS-PAGE证实油体蛋白（oleosins）与大豆蛋白亚基（7S/11S）共价结合，导致条带消失。

2. 结构演变
未交联样品中油体呈离散分布（粒径2.5±0.3 μm），而TG处理组形成致密三维网络。当TG达50 U/g时，油体-蛋白聚集体尺寸增至15.8±2.1 μm，孔隙率降低62%。

3. 功能特性提升
油体添加使亮度（L）从52.1增至68.4，红度（a）从6.2降至3.8。TG交联使凝胶强度提升2.6倍，结构恢复率从56.62%升至89.38%，活化能（E_a）从16.16 kJ/mol降至7.12 kJ/mol。

4. 流变学机制
Lissajous曲线显示：低应变时（γ₀<1%）呈线性粘弹性；当γ₀>10%时，TG处理组保持弹性主导（椭圆轨迹），而对照组出现结构坍塌（不规则图形），证实共价网络抗剪切能力。

结论与展望
该研究开创性地将天然油体整合到植物蛋白基质中，通过TG介导的界面工程构建了性能可调的肉模拟物。油体不仅作为脂质载体，更通过oleosins蛋白参与交联网络，解决了传统工艺中油脂添加与纤维结构形成的矛盾。这种"生物模板"策略为开发营养强化的下一代植物肉提供了普适性方法，尤其适用于高不饱和脂肪酸产品的开发。未来可进一步探索油体-蛋白相互作用对风味释放的影响，以及工业化连续生产的可行性。