中国农科院加工所王强团队：明确了TG酶和漆酶对豌豆蛋白凝胶性能改良机制

近日，中国农业科学院农产品加工研究所植物蛋白结构与功能调控创新团队在国际知名学术期刊Food Hydrocolloids（中科院1区，IF: 11.0）在线发表了题为“Effect of transglutaminase and laccase on pea protein gel properties compared to that of soybean”的最新研究成果。该研究明确了TG酶和漆酶对豌豆蛋白凝胶过程改良分子途径及机制，有效提升了豌豆蛋白的凝胶性能，拓展了其在植物基肉制品加工中的应用范围，是团队在植物蛋白原料高水分挤压品质与功能特性调控方面的又一探索性成果。中国农业科学院农产品加工研究所2021级硕士研究生李同庆为论文第一作者，王强研究员和张金闯副研究员为通信作者。

豌豆蛋白已成为制备植物基肉制品的优选植物蛋白之一，其氨基酸种类齐全，致敏性低，生物利用度高，且营养价值高、不含胆固醇。然而，由于豌豆蛋白原料品质层次不齐，较大豆蛋白，在凝胶性、持水性等方面存在明显不足，限制了其在植物基肉制品等产品中的应用。

加工所植物蛋白结构与功能调控创新团队通过酶法改性手段，选取谷氨酰胺转氨酶（TG）和漆酶（LAC），对豌豆分离蛋白（PPI）凝胶化过程进行了优化改良，明确了两种蛋白交联酶修饰改性豌豆蛋白提高凝胶性能的分子机制，并与大豆分离蛋白（SPI）凝胶进行了比较。结果表明，TG和LAC均能改善PPI的凝胶品质，但作用方式存在显著差异。TG促进了PPI的小颗粒聚集，0.8% TG使PPI粒径由97.27 μm增大至146.67 μm，而0.4% TG诱导的PPI凝胶强度（18.92 g）与SPI相当（19.25 g）。当TG浓度增加到0.8%时，PPI的凝胶强度比对照组提高了约4.2倍，且超过了SPI的凝胶强度，同时使保水率由89.37 %提高到94.90 %。而LAC对提高PPI凝胶强度的效果并不明显，其未促进PPI形成较大的聚集体，而是通过氧化反应增加了凝胶的交联度，但同时降低了PPI凝胶的保水能力。该研究通过酶法改性手段实现了豌豆蛋白结构与功能的精细改良，对于豌豆蛋白原料筛选与品质改良具有重要借鉴意义。

图1 TG和LAC对PPI凝胶强度及持水性的影响

图2 谷氨酰胺转氨酶和漆酶诱导的豌豆蛋白凝胶特性及其机理

项目资助：

本研究受到了国家重点研发计划（2021YFC2101402）、中国科协青年人才托举工程项目（YESS20220162）和中国农业科学院科技创新工程项目（CAAS-ASTIP-G2022-IFST）的资助。

https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.11 0314

通信作者介绍：

王 强

二级研究员/博士生导师

王强，二级研究员，博士生导师，国际食品科学院院士，2021、2023年中国工程院院士增选有效候选人，入围全球前2%顶尖科学家“终身科学影响力榜单”与2021、2022“年度科学影响力榜单”。现任中国农业科学院农产品加工研究所首席科学家，国家花生产业技术体系加工研究室主任、九三学社中央农林委委员，新疆自治区油料产业技术体系首席专家。全国优秀科技工作者，全国首批农业科研杰出人才，全国科技助力精准扶贫先进个人，入选国家“百千万人才工程”并获“有突出贡献中青年专家”荣誉称号，享受国务院特殊津贴，农业部“粮油加工技术与工程”创新团队首席，农业农村部神农英才“领军人才”，中国农业科学院领军人才，中国粮油学会花生食品分会会长，中国食品科学技术学会植物基食品分会副理事长，《Food Biomacromolecules》主编、《Journal of Integrative Agriculture》食品栏目执行主编、《NPJ Science of Food》编委、《Foods》客座主编。

长期从事粮油加工与营养健康领域科学研究，首次构建了花生加工适宜性评价技术，筛选出加工专用品种，解决了我国花生混收混用、产品品质差的瓶颈问题；颠覆了传统压榨制油技术与方法，建立了国内第一条花生低温制油与蛋白联产生产线，开发出高品质花生油和蛋白系列新产品，推动了花生产业的高质量发展；在国际上首次提出高水分挤压过程中蛋白纤维结构形成的“分层叠变”新理论，创建了基于高水分挤压的植物基肉制品颠覆性加工新技术，革新设计了智能化加工装备和可视化平台，引领了植物基肉制品产业发展新方向。主持“十五”国家重大科技专项、“十二五”科技支撑计划、“十三五”国家重点研发计划专项（基础研究类）、国家自然科学基金、863、公益性行业（农业）科研专项、国际科技合作专项重点项目等国家项目和课题50余项。获国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖、中华农业科技奖一等奖、ICC最高学术奖、中国专利优秀奖、中国商业联合会科学技术奖特等奖、中国食品科学技术学会科技创新奖突出贡献奖等多项国家或省部级奖励，主笔撰写的《关于“大力发展新疆花生产业夯实新疆长治久安基础”的建议》、《关于“大力推动我国花生产业高质量发展”的建议》分别得到中共中央领导和国务院领导批示。授权发明专利100项（其中国际专利15 项），软件著作权12 项，制修订国家和行业标准10项，出版著作15 部（英文专著3 部），发表学术论文390余篇，其中SCI 论文160篇、IF>10 46篇，IF>15 3篇，ESI全球前1%高被引论文9篇，h-index 41，总被引约6000次，培养硕博研究生、博士后及外国留学生120多人。

张金闯

副研究员/硕士生导师

张金闯，副研究员，硕士生导师，中国农业科学院农产品加工研究所植物蛋白结构与功能调控创新团队科研骨干，入选中国科协“青年人才托举工程”，中国农业科学院“十佳”优秀博士学位论文获得者，中国农业科学院加工所“珠峰计划”科研英才等，Trends in Food Science & Technology、Food Hydrocolloids、Food Chemistry、Food Research International等国际刊物审稿专家。

主要从事植物蛋白资源利用与人造食品创制研究，主持国家自然科学基金、国家重点研发计划、北京市自然科学基金面上项目等国家及省部级项目5项，在新蛋白资源挖掘与加工适宜性评价、蛋白质纤维结构形成机理与调控机制、高水分挤压关键工艺与装备创新及应用、植物蛋白质构重组新型食品创制等领域取得多项成果并在多家企业转化应用。入选中国科协2021“科创中国”现代农林领域十大先导技术，2022中国食品科技十大进展和“十三五”国家科技创新成就展参展成果等，连续多年入选全球农业及食品领域热点前沿。以第一/通信作者在Trends in Food Science & Technology、Crit Rev Food Sci、Food Hydrocolloids、FOOD CHEM、J FOOD ENG、J AGR FOOD CHEM、《农业工程学报》、《中国食品学报》、《食品科学》等食品科学与工程领域知名期刊发表SCI/EI论文40余篇（含中科院一区论文16 篇，ESI高被引论文6 篇，热点论文1 篇），以主要完成人授权中国、美国、荷兰等发明专利12件，获得软件著作权1 项，参编著作4 部，参与制订植物基肉制品国家、行业和团体标准4 项，指导建立高水分挤压植物基肉制品生产线5 条。

第一作者介绍：

李同庆

硕士研究生

李同庆，中国农业科学院农产品加工研究所2021级硕士研究生。获中国农科院大北农卓越奖学金、一等学业奖学金、中期考核优秀等荣誉。目前发表学术论文12篇，以第一/共一作者在Food Hydrocolloids、Food Research International、农业工程学报》（EI）、《食品科学》（EI）发表学术论文5 篇。申请专利5 项，授权3 项。参与国家重点研发计划、国家自然科学基金等4 项。

为了帮助食品及生物学科科技人员掌握英文科技论文的撰写技巧、提高SCI期刊收录的命中率，综合提升我国食品及生物学科科技人员的高质量科技论文写作能力。《食品科学》编辑部拟定于2024年8月1—2日在武汉举办“第11届食品与生物学科高水平SCI论文撰写与投稿技巧研修班”，为期两天。

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为提高我国食品营养与安全科技自主创新和食品科技产业支撑能力，推动食品产业升级，助力‘健康中国’战略，北京食品科学研究院、中国食品杂志社、国际谷物科技学会（ICC）将与湖北省食品科学技术学会、华中农业大学、武汉轻工大学、湖北工业大学、中国农业科学院油料作物研究所、中南民族大学、湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所、湖北民族大学、江汉大学、湖北工程学院、果蔬加工与品质调控湖北省重点实验室、武汉食品化妆品检验所、国家市场监管实验室（食用油质量与安全）、环境食品学教育部重点实验室共同举办“第五届食品科学与人类健康国际研讨会”。会议时间：2024年8月3—4日，会议地点：中国 湖北 武汉。

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