植物蛋白团队揭示了高水分挤压结合酶法改性降低花生蛋白致敏性机制

植物基肉制品产业发展对于有效缓解因人口增加带来的动物肉短缺、改善居民营养健康、减少环境污染等具有重要意义，并将成为碳达峰和碳中和的新先锋。市售植物基肉制品以大豆蛋白、小麦蛋白、豌豆蛋白等植物蛋白为主要原料，但存在豆腥味、纤维结构和质地仍需改进等问题。我国是世界花生第一生产大国，花生蛋白是世界第三大植物蛋白来源，花生中蛋白质含量26%-32%，消化系数达90%，无胀气因子，无豆腥味，含精氨酸，具有抗衰老等功能特性。王强研究团队前期通过工艺改进和装备创新，突破了花生蛋白难以形成纤维结构的难题，制备的高水分挤压花生蛋白质地与动物肉接近。本研究以花生蛋白为原料，通过三步提取法，对高水分挤压过程中各区段水溶性蛋白、SDS提取水不溶性蛋白、SDS+DTT提取水和SDS不溶性蛋白进行分析，研究高水分挤压和TG酶改性结合对花生蛋白致敏性的降解效果及机制。

结果表明，高水分挤压处理可以显著降低所有可提取蛋白中过敏原的含量，在水溶性蛋白提取物中大部分主要过敏原降低到非常低的水平。使用SDS缓冲液和 SDS+DTT 缓冲液的顺序提取打破非共价相互作用和二硫键，显著提高了高水分挤压处理挤出物中蛋白质的可提取性（5.56 至 18.75 mg/100mg）。由于蛋白质的聚集、重排、更多二硫键的形成以及氢键和二硫键之间的相互作用减少，高水分挤压显著降低了蛋白质的溶解度/萃取率（24.76 至 5.56 mg/100mg）。对不可溶性蛋白提取物的分析导致额外量的过敏原蛋白的回收，尤其是在SDS+DTT 提取阶段。该结果表明分析水溶性和水不溶性蛋白提取物的重要性，或开发用于总蛋白和过敏原蛋白分析的新型/改进的提取方法的重要性。在所有 3 阶段蛋白提取物中过敏原均显著减少，其中Ara h 1 减少最多约为91.64%，而 Ara h 2 (61.14%)、Ara h 3 (54.97%) 和 Ara h 6 (59.61%) 也显著减少。高水分挤压诱导蛋白质结构的重排、蛋白质的降解和聚集，以及蛋白质-蛋白质相互作用的改变，从而导致过敏原含量的减少。该研究为改善高水分挤压制备植物基肉制品工艺条件，降低过敏源提供了方法和借鉴。

该研究近日发表在食品领域国际著名学术期刊Food Chemistry（IF=7.514）上，此成果是该团队在研究花生蛋白高水分挤压纤维结构形成机理与品质调控基础上，在植物基肉制品营养品质改良提升方面的有益探索。中国农业科学院农产品加工研究所博士留学生Shah Faisal为论文第一作者，王强研究员为通讯作者。研究得到了国家重点研发计划（2021YFC2101402）、中国农业科学院科技创新工程项目（CAAS-ASTIP-2020-IFST）和国家自然科学基金（32172149, U21A20270, 31801487）的资助。

图1 三步法提取不同挤压区段花生蛋白样品SDS-PAGE 凝胶图像：(A)水溶性蛋白; (B) SDS提取水不溶性蛋白; (C) SDS+DTT提取水和SDS不溶性蛋白

图2 原料和高水分挤压处理的蛋白质印迹图像（基于单克隆抗体）

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132569