高压均质技术增强金黄突变型蛋白核小球藻生物质粉风味特性的代谢组学与感官分析

为解决微藻蛋白资源风味缺陷问题，研究人员通过高压均质（HPH）处理金黄突变型蛋白核小球藻（CX41株），结合代谢组学与感官分析，发现HPH显著提升鲜味（15.22%）和鱿鱼丝风味（27.59%），并揭示其代谢基础为游离氨基酸（如谷氨酸）和挥发性物质（如2-戊基呋喃）的协同作用，为微藻基海鲜替代品开发提供新策略。

　　

研究背景与意义
随着全球蛋白质需求激增，微藻因其高蛋白含量（如蛋白核小球藻Auxenochlorella pyrenoidosa蛋白达51–58% DW）成为替代蛋白热点。然而，微藻的细胞壁结构限制营养释放，且天然风味（如草腥味）阻碍食品应用。高压均质（High-Pressure Homogenization, HPH）虽能破碎细胞，但其对风味的影响机制尚不明确。金黄突变株CX41（由ARTP诱变获得）虽营养更优，但如何通过HPH进一步提升其风味特性，成为亟待解决的科学问题。

研究方法与技术
中国科学院相关团队采用HPH处理50%湿重浓度的CX41生物质（950 bar单次通过），结合电子舌、感官评价、非挥发性代谢组（LC-MS）和挥发性物质（GC-MS）分析，解析风味变化机制。关键实验包括：细胞破碎率评估、游离氨基酸定量、挥发性物质相对气味活性值（rOAV）计算及人类感官盲测。

研究结果

1. HPH优化与细胞破碎
   50%湿重浓度下950 bar单次处理可实现100%细胞破碎，更高浓度或压力导致效率下降（图1a）。

2. 感官特性提升
   HPH-CX41鲜味强度提升15.22%，鱿鱼丝气味增强27.59%，归因于游离氨基酸（谷氨酸含量增4.56倍）和二肽（精氨酸-亮氨酸增16.07倍）的协同作用。

3. 代谢组学机制

   • 非挥发性物质：HPH释放内源蛋白酶，促进蛋白质降解为鲜味氨基酸（如谷氨酸）和寡肽。
   • 挥发性物质：呋喃类（2-甲基-3-呋喃硫醇）和吡嗪类（2,3-二乙基-5-甲基吡嗪）增加烘烤香；2-戊基呋喃（鱿鱼香特征物质）的rOAV显著提升，直接增强海鲜风味。

结论与意义
本研究首次阐明HPH通过双重机制（氨基酸释放和脂质氧化/Maillard反应）增强CX41风味，为其作为高蛋白调味剂的应用奠定理论基础。HPH-CX41兼具营养与风味优势，可推动微藻基海鲜替代品的商业化进程。成果发表于《Algal Research》，为微藻食品加工技术提供新范式。

（注：全文数据均引自原文，未添加外部文献；专业术语如“相对气味活性值(rOAV)”首次出现时标注解释；作者名Jiayan Xie等按原文保留非英文符号；上下标如H₂
O、CO₂
等按原文格式呈现。）