酸性植物蛋白强化纤维基思慕雪中摩擦学与涩感感知的关联机制研究

为解决植物基肉制品纤维结构调控难题，研究人员通过高水分挤压（HME）技术探究不同直链淀粉含量大米粉对植物蛋白结构化（PPT）产品的影响。研究发现高直链淀粉促进蛋白质解折叠和定向排列，增强糖基化与二硫键交联，形成各向异性层状结构，为低成本开发优质肉类似物提供新策略。

　　

随着全球植物基食品市场的爆发式增长，如何让素食吃出"肉感"成为食品科学家们的终极挑战。传统肉制品的独特纤维质地，一直是植物蛋白仿真的技术瓶颈。高水分挤压（HME）技术虽能通过热机械作用使植物蛋白定向排列，但单纯依赖蛋白质自身相互作用往往难以达到理想质地。淀粉作为最经济的质构改良剂，其与蛋白质的协同机制尚不明确，特别是天然淀粉中直链淀粉含量这一关键变量如何影响纤维结构形成，成为制约产业优化的重要科学问题。

韩国海洋科学技术院（Korea Institute of Marine Science & Technology Promotion）的研究团队独辟蹊径，选取三种直链淀粉含量差异显著的韩国本土大米品种（Dodam 38%、Ilpum 15%、Baekjinju 5%），系统研究其对大豆分离蛋白（SPI）和豌豆分离蛋白（PPI）复合体系在HME过程中的调控作用。这项发表在《Food Hydrocolloids》的研究首次揭示直链淀粉通过"分子润滑"和"结构模板"双重机制促进纤维形成，为开发低成本、高质构的植物肉提供了全新思路。

研究采用流变学分析（频率扫描、温度扫描）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、质构分析和显微结构观察等多维度表征技术，结合韩国本土水稻队列样本（2022年收获季），系统解析淀粉-蛋白质相互作用机制。

化学组成分析
大米粉的近似组成显示，Dodam品种的粗蛋白含量（8.14%）显著高于Baekjinju（6.83%），这种天然成分差异为研究添加了额外变量。直链淀粉含量与总碳水化合物呈负相关，暗示淀粉分子结构影响其他组分分布。

流变特性
应变扫描显示高直链淀粉样品（Dodam）的凝胶强度降低26%，表明直链淀粉削弱蛋白质网络刚性。频率扫描中Dodam组的损耗角正切值（tan δ）升高15%，证实其更显著的粘性行为，这种"分子润滑"效应有利于挤出过程中的蛋白质链迁移。

微观结构
激光共聚焦显微镜（CLSM）观察到Dodam组形成明显的各向异性层状结构，纤维取向度比Baekjinju组提高2.3倍。这种差异归因于直链淀粉与蛋白质的竞争性水合作用，导致部分溶胀的淀粉颗粒成为蛋白质定向排列的"模板"。

分子相互作用
FTIR二级结构分析显示Dodam组的β-折叠含量减少11%，同时游离巯基减少42%，说明直链淀粉促进蛋白质解折叠和分子内二硫键（S-S）重组。美拉德反应产物（MRPs）在370nm处的荧光强度增加1.8倍，证实糖基化修饰增强。

这项研究开创性地提出"淀粉介导的蛋白质拓扑重构"模型：直链淀粉通过（1）竞争水分子削弱蛋白质-蛋白质相互作用，（2）提供刚性界面引导蛋白质定向排列，（3）促进共价交联稳定纤维结构。该发现不仅为优化HME工艺参数提供理论依据，更启示食品工业可充分利用天然淀粉的组成差异，避免高成本纯化步骤，实现"粗粮细作"的产业升级。特别值得注意的是，研究中采用的韩国本土稻种资源展现出独特的成分特征，这种"因地选材"的策略对区域性植物肉产品开发具有重要参考价值。