《Food Hydrocolloids》：Dry heat-treated and TGase-Modified mycoprotein emulsions: Aroma controlled release for mycoprotein-based meat analogues
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摘要肉类替代品在热加工过程中香气流失，导致感官质量受损。为解决此问题，高内相 Pickering 乳液（HIPPEs）凭借其包埋特性可实现高效的香气保留。在此，HIPPE 水相由菌体蛋白 - 黄原胶共轭物制备，并通过干热处理结合转谷氨酰胺酶（TGase）介导的交联进行改性。具
摘要
肉类替代品在热加工过程中香气流失，导致感官质量受损。为解决此问题，高内相 Pickering 乳液（HIPPEs）凭借其包埋特性可实现高效的香气保留。在此，HIPPE 水相由菌体蛋白 - 黄原胶共轭物制备，并通过干热处理结合转谷氨酰胺酶（TGase）介导的交联进行改性。具有优异热稳定性和香气包埋能力的 HIPPEs 被纳入基于菌体蛋白的肉类替代品中。最佳条件为 70 °C 干热处理和 4 小时 TGase 交联：HIPPEs 抑制了储存和烹饪过程中肉类香气的过早流失，且无额外异味（经电子鼻和电子舌验证）。气相色谱 - 质谱（GC-MS）对牛肉香气标记物 4-乙基 -2-甲氧基苯酚的定量分析证实了咀嚼触发的可控香气释放，生状态下排放量低，模拟咀嚼时峰值释放量为 18.15 μg/g，而未包埋对照组出现严重的香气过早流失。本研究提供了一种优化菌体蛋白肉类替代品香气谱的可行策略。
引言
受可持续发展问题和日益增长的健康需求驱动，肉类替代品已成为食品工业的一个重要方向。与传统动物产品相比，它们能有效减少温室气体排放和资源消耗（Marta 等，2023）。传统肉类替代品主要来源于植物蛋白，如大豆、豌豆和小麦面筋。近年来，微生物蛋白在食品科学领域获得了越来越多的研究关注，其中菌体蛋白代表了一种极具前景的替代品。菌体蛋白是一种高蛋白、高纤维和低脂肪特征的食品原料。据报道，它能缓解血糖升高并增强饱腹感（Akinsemolu & Onyeaka, 2025; Mundhe 等，2025）。它还具有一些优势，如培养周期短、资源效率高以及无需大量耕地（Cedeno 等，2025），使其成为肉类替代品生产的潜在理想原料。
本研究使用的菌体蛋白是在本实验室使用 腐霉烯孢菌 TB01 发酵而成的，该菌株已获中国监管机构批准为新食品原料。作为一种代表性菌体蛋白，腐霉烯孢菌 来源的菌体蛋白（FVP）被认为是传统蛋白的营养替代品，富含必需氨基酸且消化率更高（Wu 等，2026）。与传统肉类相比，食用 FVP 与降低遗传毒性和富集有益肠道微生物相关（Farsi 等，2023）。当前关于菌体蛋白肉类替代品的研究主要集中在结构特性的优化（Chen, Di, 等，2026）和颜色稳定性上，后者在高温条件下可能变得不稳定（Maini Rekdal 等，2024）。然而，这些产品的感官质量仍受到香气谱不足的严重限制（Szenderák 等，2022）。这一问题主要归因于肉类类香气化合物的高挥发性，它们大多为易在热加工过程中流失的挥发性小分子（Bleicher 等，2022）。值得注意的是，在肉类替代品系统中，增强香气质量和保留特征香气化合物的有效策略仍未得到充分探索。因此，一种能在加工过程中保留香气并在咀嚼时实现可控释放的香气递送系统对于获得满意的感官特性至关重要（Keum 等，2025; Meng 等，2026）。
在多种香气递送系统中，由吸附在油 - 水界面上的固体胶体颗粒稳定的 Pickering 乳液（PEs）显示出巨大潜力。这些颗粒形成的界面物理屏障可实现有效的香气包埋（He 等，2023）。该策略已成功应用于精油的包埋（Niu 等，2024），其在植物基肉制品中用于香气保留的可行性也得到了验证（Zeng 等，2024）。
值得注意的是，高内相 Pickering 乳液（HIPPEs），作为内相体积分数超过 74% 的 PE 子类，其流变和质地特性比传统 PE 更接近动物脂肪（Gao 等，2025; Qi 等，2025）。这种独特结构赋予 HIPPEs 双重功能：包埋和保护挥发性肉类香气，同时模拟动物脂肪的质地。它可以同时解决蛋白基肉类替代品的两个关键瓶颈，即脂肪模拟效果不佳和香气严重流失。尽管已有报道将 PEs 用于植物基肉类替代品中的香气包埋，但该策略尚未在菌体蛋白肉类替代品系统中得到探索。此外，作为 PE 的一个子类，HIPPEs 在菌体蛋白肉类替代品中的香气控制方面也尚未得到研究。
为了有效负载精油等香气成分，HIPPEs 通常被制成水包油体系。该水包油乳液的性能 critically 取决于水相所选成分。据报道，蛋白质 - 多糖复合物可通过功能协同作用作为高效乳化剂（Gu 等，2022; Yu, Zheng, 等，2024）。作为常用多糖，黄原胶（XG）被认为是有效的稳定剂。它可能提高蛋白基基质的可加工性，并为高效的香气包埋提供合适的水相环境（Dong 等，2024; Elderwy 等，2025）。然而，观察到 HIPPEs 的界面膜在肉类替代品烹饪过程中会发生结构变化（Tan 等，2020）。这种不稳定性可能导致包埋的香气化合物过早泄漏（Xiao 等，2025）。为克服此问题，通常需要对水相进行合理预处理以提高 HIPPEs 的热稳定性（Chang 等，2025b; Xu 等，2025）。例如，干热处理可能促进蛋白质与多糖链之间的交联，从而形成更致密的网络（Co?kun 等，2020; Zhang 等，2025）。或者，可通过转谷氨酰胺酶（TGase）催化在蛋白质之间形成共价键，从而增强分子间交联。此类改性可增强乳液的包埋效率（Du 等，2021）。虽然前人已单独采用干热处理和 TGase 交联来促进分子间交联（Niu 等，2025），但在菌体蛋白肉类香气保留的背景下，其顺序应用于改性 HIPPEs 的报道仍未见诸报端。
在此背景下，本研究提出一种策略，涉及顺序干热处理和 TGase 交联，以制备由 FVP-XG 共轭物稳定的 HIPPEs，从而缓解菌体蛋白肉类替代品中香气流失的关键问题。假设这种双重改性可赋予 HIPPEs 增强的热稳定性，使其能在加工和热烹饪过程中保留挥发性肉类香气，同时实现咀嚼触发的香气释放。为验证此假设，追求了三个目标：(i) 优化改性条件并表征 FVP-XG 共轭物；(ii) 制备负载香气的 HIPPEs 并评估其结构和热性能；(iii) 评估其在 FVP 肉类替代品中香气保留和可控释放的功效。本研究旨在揭示双重改性对 HIPPEs 香气递送行为的调控机制，并为提高菌体蛋白肉类替代品的香气质量提供可行方法。
章节摘录
材料
来自 腐霉烯孢菌 的菌体蛋白（FVP）购自本实验室（Hong 等，2024）。其干基近似的组成如下：蛋白质，57.60%；膳食纤维，17.0%；脂肪，7.80%；水分，6.90%；灰分，2.20%。油基牛肉香精（BFE）购自鑫亨基生物科技有限公司（中国山东）。精炼棕榈油（PO）购自益海嘉里金龙鱼粮油食品股份有限公司（中国上海）。小麦活性面筋蛋白、黄原胶（XG）、转谷氨酰胺酶
水相的接枝度（DG）
DG 代表美拉德反应过程中共价接枝到多糖上的游离氨基比例。研究发现 DG 取决于反应条件。如图 2A 所示，单独干热（样品 C3）产生的 DG 较低，为 3.34 ± 0.21%。与 TGase 交联样品相比，C3 显示了蛋白质与 XG 之间有限的初始共轭，尽管热能仍促进了蛋白质中游离氨基与 XG 中羰基之间的美拉德反应（Setiowati 等，
结论
本研究成功利用通过干热和 TGase 介导交联制备的 FVP-XG 共轭物制备了负载 BFE 的 HIPPEs。最佳配方为 70 °C 干热处理后接 4 小时 TGase 交联，获得了最高的接枝度 18.93 ± 0.28%。该改性促进了蛋白质与多糖之间的共价键合，增强了分子间氢键和疏水相互作用，并改善了乳化活性及
CRediT 作者贡献声明
韩雨萌：撰写 – 初稿，验证，调查，形式分析。王思佳：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 初稿，可视化，调查。王秀金：调查。李德茂：资源，概念化。何欣怡：监督，概念化。廖震宇：撰写 – 审阅与编辑，监督，项目管理，资金获取，概念化。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能会影响本文中报告的工作。
致谢
本工作由天津市科技计划重点研发项目（25YFYSHZ00240）、天津重大科技项目和工程计划（25ZXWCSY00150）以及天津合成生物技术创新能力提升项目（TSBICIP-PTJJ-010）资助。
韩雨萌 | 王思佳 | 王秀金 | 李德茂 | 何欣怡 | 廖震宇
中国科学院天津工业生物技术研究所，天津，300308，中国
