植物蛋白-多糖多级交联复合纤维的相分离湿法纺丝构建：从大豆分离蛋白到人造肉仿生质构

本研究创新性地采用相分离湿法纺丝技术，以大豆分离蛋白（SPI）为基质，海藻酸钠（SA）和卡拉胶（CG）为载体，构建具有氢键-离子协同交联网络的SPI/SA/CG复合纤维。该纤维在质构特性（弹性/内聚性达真实牛肉94%）、热稳定性（40-78℃仅失重4%-6%）及胃肠消化性能方面均表现出类肉特征，为人造肉开发提供了新策略。

　　

Highlight

材料与试剂

海藻酸钠（SA，分子量30w-35w）、大豆分离蛋白（SPI，蛋白含量91.6%）、ι-型卡拉胶（CG）及食品级氯化钙等试剂均购自国内企业，所有原料符合食品级标准。

SPI/SA/CG纺丝原液的流变特性

溶液表观粘度与剪切速率的关联性是优化纺丝条件的关键。如图1A所示，SA、SA/CG和SPI/SA/CG溶液均呈现典型的假塑性流体特征——表观粘度随剪切速率增加而下降。值得注意的是，SPI/SA/CG溶液的表观粘度显著高于SA和SA/CG体系，且SPI含量增加会强化非牛顿流体行为，提升结构粘度指数，但会降低可纺性（需更高精度工艺控制）。

结论

通过相分离湿法纺丝技术，成功构建了基于氢键-离子（Ca2?）协同交联的SPI/SA/CG多网络纤维。SPI含量直接影响氢键类型/强度及蛋白质二级结构（以β-折叠和β-转角为主），纤维在40-78℃展现卓越热稳定性（质量损失仅4%-6%），水分含量（最高79.51%）与真实肉类相当。质构分析表明SPI_2.25/SA/CG纤维的弹性/内聚性仿真度达牛肉94%，胃肠消化实验验证其高效释放特性。该研究为植物基人造肉纤维开发提供了创新方案。