科学家发现制作良好植物性蛋白质的“终极方法”

科学家发现制作良好植物性蛋白质的“终极方法”人们普遍认为，减少肉类和奶酪的消费，转而食用植物食品是有益的。然而，当我们在超市的冷藏区面对传统的动物性食品和环保的替代蛋白质之间做出选择时，我们并不总是做出具有环保意识的选择。尽管现在很多植物性食品都有很好的风味，但往往缺乏"正确"的口感。此外，一些植物蛋白替代品在加工过程中会消耗资源，因此并不具有可持续性。但是，如果有可能制造出可持续的、富含蛋白质且口感适宜的食品呢？哥本哈根大学的最新研究为这一设想提供了动力。关键是什么？蓝绿藻。这种蓝绿藻并不是夏天在海中成为毒汤的那种臭名昭著的蓝绿藻，而是无毒的蓝绿藻。在玻璃管中培养微藻的封闭式光生物反应器。图片来源：IGV生物技术公司，CCBY-SA3.0DEED"蓝绿藻是一种活的生物体，我们已经能够让它们产生一种它们无法自然产生的蛋白质。尤其令人兴奋的是，这种蛋白质是以纤维状形成的，有点像肉类纤维。"食品科学系的PoulErikJensen教授说："我们有可能将这些纤维用于植物性肉类、奶酪或其他一些我们追求特殊口感的新型食品中。"在一项新的研究中，詹森和哥本哈根大学等机构的研究人员表明，通过将外来基因插入蓝藻，蓝藻可以作为新蛋白质的宿主生物。在蓝藻体内，这种蛋白质以细线或纳米纤维的形式组织起来。最少的加工-最大的可持续性全世界的科学家都把蓝藻和其他微藻作为潜在的替代食品。部分原因是蓝藻和其他微藻与植物一样，通过光合作用生长，部分原因是它们本身含有大量蛋白质和有益健康的多不饱和脂肪酸。"能够操纵一个活的生物体生产出一种新型蛋白质，并将其自身组织成线，这种程度是很少见的，而且非常有前途。此外，由于蓝藻依靠水、大气中的二氧化碳和太阳光生存，因此它是一种很容易持续生长的生物。这项成果赋予蓝藻作为可持续原料的更大潜力，"专门从事植物性食品和植物生物化学研究的普尔-埃里克-延森（PoulErikJensen）热情洋溢地说道。世界各地的许多研究人员都在努力为植物性食品（如豌豆和大豆）开发富含蛋白质的质地增强剂。然而，这需要大量的加工过程，因为需要将种子磨碎并从中提取蛋白质，以获得足够高的蛋白质浓度。"如果我们能在食品中利用整个蓝藻，而不仅仅是蛋白质纤维，就能最大限度地减少所需的加工量。"詹森说："在食品研究中，我们力求避免过多的加工，因为这不仅会影响食材的营养价值，还会消耗大量能源。"“明天的牛”教授强调说，从蓝藻开始生产蛋白质链还需要相当长的时间。首先，研究人员需要弄清楚如何优化蓝藻蛋白质纤维的生产。但詹森对此持乐观态度："我们需要对这些生物进行改良，以生产更多的蛋白质纤维，同时'劫持'蓝藻为我们工作。这有点像我们劫持奶牛为我们生产大量牛奶。只不过在这里，我们避免了任何有关动物福利的伦理考虑。我们不会在明天就达到目标，因为我们必须学会解决生物体内的一些新陈代谢难题。但我们已经在这个过程中了，我相信我们一定能成功，如果是这样，这就是制造蛋白质的终极方法。"一些国家已经开始工业化种植螺旋藻等蓝藻，主要用于健康食品。生产通常在露天下的“赛道池塘”中进行，或在光生物反应器室中进行，生物在玻璃管中生长。詹森认为，丹麦是建立"微藻工厂"生产加工蓝藻的理想之地。丹麦拥有具备适当技能的生物技术公司和高效的农业部门。"丹麦农业原则上可以生产蓝藻和其他微藻，就像今天生产乳制品一样。可以每天收获或挤出一部分细胞作为新鲜的生物质。通过浓缩蓝藻细胞，你可以得到一种看起来像香蒜酱，但含有蛋白质链的东西。只需极少的加工，它就可以直接加入食品中。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422274.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422274.htm

科学家利用古老技术改进植物奶酪

科学家利用古老技术改进植物奶酪经过仅仅八个小时的孵化，结果是一种坚硬的“奶酪状凝胶”，让人想起新鲜的软白奶酪。图片来源：哥本哈根大学食品科学系热爱乳制品的丹麦人每年平均消耗近三十公斤奶酪。但地球资源和气候变化的压力日益增大，要求我们的食物系统转向以植物为主的方向。因此，科学家们正在研究如何将豌豆和豆类等富含蛋白质的植物转化为新一代非乳制奶酪，这些奶酪具有与人类数千年来享用的乳制品相似的感官特性。几种植物奶酪已经上市。挑战在于，在尝试用植物蛋白制作奶酪时，植物蛋白的行为与牛奶蛋白不同。为了应对这一挑战，生产商添加淀粉或椰子油来硬化植物奶酪，并添加一系列调味剂，使其尝起来像奶酪。但事实证明，这可以在自然界最小生物的帮助下完成。在哥本哈根大学食品科学系的一项新研究成果中，研究人员卡门·马西亚(CarmenMasiá)成功开发出由黄豌豆蛋白制成的植物性奶酪，质地坚韧，香气特征得到改善。她能够通过使用与我们数千年来用于牛奶制成的奶酪相同的细菌自然发酵过程来做到这一点。“发酵是一种极其强大的工具，可以增强植物性奶酪的风味和质地。在这项研究中，我们表明细菌可以在很短的时间内增强非乳制奶酪的硬度，同时减少黄豌豆蛋白的豆样香气，而黄豌豆蛋白是主要且唯一的蛋白质来源。”卡门·马西亚。该结果建立在同一位研究人员去年的一项研究结果的基础上，该研究人员发现黄豌豆蛋白是制作发酵植物性奶酪的良好“蛋白质基础”。在新的结果中，研究人员检验了由生物技术公司Chr.提供的细菌培养物制成的24种细菌组合。汉森，CarmenMasiá正在那里完成她的工业博士学位。“这项研究的重点是将适合植物性原材料发酵的市售细菌培养物结合起来，并在豌豆蛋白基质中对其进行测试，以开发出适合植物性原料的味道和质地。类似奶酪的产品。而且，即使某些细菌组合比其他细菌组合表现得更好，但它们实际上都提供了坚固的凝胶并减少了样品中的豆质”，研究人员说。为了研究细菌组合的行为，科学家将它们接种到由黄豌豆蛋白制成的蛋白基质中。经过仅仅八个小时的发酵，其结果是一种坚硬的“奶酪状凝胶”，让人想起新鲜的软白奶酪。“所有细菌混合物都会产生坚固的凝胶，这意味着人们可以获得发酵诱导的凝胶，而无需在基质中添加淀粉或椰子油。从香气的角度来看，我们有两个目标：减少黄豌豆豆味特征的化合物，并生产乳制品奶酪中常见的化合物。在这里，我们看到一些细菌比其他细菌更擅长产生某些挥发性化合物，但它们都可以很好地减少豆味——这是一个非常积极的结果。此外，所有混合物都不同程度地获得了乳制品香气”，CarmenMasiá解释道。研究人员指出，在实现这种植物性奶酪之前还有很长的路要走，但这项研究已走在正确的轨道上。据她介绍，必须开发定制的细菌组合物和培养物，才能实现最佳的奶酪样特性。此外，植物性奶酪可能需要随着时间的推移而成熟，以便形成风味和特性，就像乳制品奶酪一样。最后，新一代发酵植物奶酪必须经过消费者的评判，使风味更加完美。总而言之，这是为了使植物性奶酪变得如此美味，以至于人们寻找并购买它们。“目前最具挑战性的事情是，虽然有很多人想吃植物性奶酪，但他们对其味道和口感并不满意。最终，这意味着，无论一种食品多么可持续、多么有营养等，如果它在消费时不能提供良好的体验，人们就没有兴趣购买它。”CarmenMasiá说道，她补充道：“我们需要记住，乳制品奶酪的生产已经被研究了很多年，所以我们不能用完全不同的原材料一夜之间模仿。尽管如此，仍有许多科学家和公司在该领域取得了巨大进展。我希望在接下来的几年里，我们能够更接近于生产出味道好的非乳制奶酪。”该研究是食品科学系和微生物配料供应商Chr.合作进行的。汉森是一家生物科学公司，为食品和制药行业等生产原料。发酵是一项起源于中国的古老技术。如今，它被用来生产啤酒、葡萄酒、奶酪、药品等。发酵食品通过启动发酵过程来保存，在发酵过程中形成天然乳酸菌和酶。这是因为微生物将所选食物中的糖转化为乳酸、乙酸和二氧化碳。这使得食物呈酸性并防止腐败和致病细菌的生长。关于卷心菜发酵的第一个文字证据是在中国最古老的诗集《诗经》中发现的，其历史可以追溯到大约公元前600年。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388451.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388451.htm

新研究详述了1型糖尿病的微生物起源 并指出了潜在的治疗方法

新研究详述了1型糖尿病的微生物起源并指出了潜在的治疗方法如果科学家们能够弄清楚这种被称为BefA的蛋白质是如何工作的，他们也许能够以治疗的方式刺激β细胞的生产。作为犹他大学的博士后研究人员，Hill继续研究这种被称为BefA的蛋白质。此外，UO的KarenGuillemin实验室也继续研究BefA。与其他同事一起，他们现在已经收集了对BefA的功能和其产生原因的新认识。这些发现具有"重要而深远的意义"，Guillemin说。"如果我们了解BefA是如何工作的，它可以为我们提供一种治疗性地刺激β细胞生产的方法。有一天，这可能会导致对1型糖尿病的治疗，这影响了全世界数百万人。研究人员的发现最近发表在《细胞代谢》杂志上。身体需要胰岛素来控制血糖，但只有某种被称为β细胞的胰腺细胞能够产生胰岛素。此外，β细胞只在儿童早期发育的短暂时间窗口内复制和增加数量。在1型糖尿病患者中，免疫系统会攻击β细胞，减少它们的数量并限制可产生的胰岛素数量。免疫发展微生物组的刺激有助于适当地培训免疫系统，避免被自身免疫攻击。Guillemin团队的研究指出了微生物组的另一个作用。在发育早期，它刺激了β细胞群的生长，作为保护性缓冲，防止以后被自身免疫攻击耗尽。Hill说："β细胞数量的增长"是在肠道内微生物群落多样化的同时发生的。糖尿病的一个特征是患糖尿病的孩子往往有一个不太多样化的肠道微生物群。有可能他们缺少一些制造BefA的细菌。"在他们最近的论文中，Hill、Guillemin和他们的同事对BefA进行了更深入的研究。他们拍摄了BefA结构的详细图像，以确定其与细胞膜互动的部分。然后，通过在斑马鱼、小鼠和培养的细胞中进行的一系列实验，研究人员勾勒出了BefA的功能图。研究表明，BefA可以破坏许多种细胞的膜，包括细菌和动物的膜。肠道细菌会攻击竞争性细菌，但出乎意料的是，他们还发现，BefA对胰岛素生产细胞的膜的攻击引发了这些细胞的繁殖。这一发现表明，肠道中的细菌战可以对身体产生附带的有益影响，在整个生命周期中提高能够制造胰岛素的细胞数量。研究小组还测试了BefA的一个变异版本，该版本被修改为不能与细胞膜发生冲突，该版本的蛋白质没有影响到β细胞的生产，进一步表明膜损伤正在驱动BefA的作用。Hill说："在发育生物学中还有其他例子，在膜上打洞是刺激发育的关键，"但研究人员还不清楚这里的损伤是如何引发细胞复制的。而且他们不知道为什么实际上可以改变许多种细胞的膜的BefA，会如此特别地针对β细胞。Hill说："我们认为β细胞有一些特别之处，它们可能对导致膜通透性的线索高度敏感，做出反应。它们是整个身体中唯一能够分泌胰岛素的细胞类型--它们是高度重要的。"Hill因其在BefA方面的工作而获得了今年的NOSTER&Science微生物组奖。该年度奖项颁发给对微生物组研究有新的理解并能影响人类健康的早期职业科学家。"微生物组在教育免疫系统方面发挥了作用。如果你没有这种教育，免疫系统可能会过度反应，"Guillemin说。"我们认为这里还有另一层含义--如果你没有发展出一个对抗未来破坏的β细胞库，你就会有更多患1型糖尿病的风险。而一个健康、多样化的微生物群在建立该细胞群方面发挥着关键作用。在未来，Guillemin的团队设想了该发现可能的治疗应用。例如，用产生BefA的细菌主动强化高危婴儿的微生物组，可以防止他们以后患上1型糖尿病。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333951.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333951.htm

新研究发现一些植物牛排和冷盘产品营养状况堪忧 糖多蛋白质少

新研究发现一些植物牛排和冷盘产品营养状况堪忧糖多蛋白质少人们首先想到的可能是无肉汉堡或仿牛肉粉，但植物替代品的选择范围已扩大到包括类似牛排和鸡胸肉的整块肉，以及萨拉米香肠或布雷索拉（一种腌牛肉）等冷切片。虽然对这些新产品的研究还没有汉堡类产品那么广泛，但它们正变得越来越普遍，越来越受消费者欢迎。因此，了解它们在营养方面与它们所要复制和替代的肉类有什么不同非常重要。换句话说，我们的身体从这些食物中消化和获取营养的情况如何？图利亚-特德斯基及其同事希望通过比较植物性牛排和冷盘与肉类的蛋白质质量、完整性和可消化性来回答这个问题。肉制品（左上，小牛肉；左下，香肠）往往比植物替代品（右）含有更多的蛋白质和氨基酸。来源：改编自《农业与食品化学杂志》2024期，DOI:10.1021/acs.jafc.3c08956方法和初步结论位于意大利的研究小组收集了三种不同的植物牛排和三种不同的植物冷盘。小牛排作为与植物牛排的比较，而火腿和牛肉冷盘则与各自的植物替代品进行比较。测量了每种食物的脂肪、盐和蛋白质含量，然后在实验室对样品进行模拟消化，以了解蛋白质在人体消化道中的分解情况。与肉类产品相比，植物产品含有更多的碳水化合物、更少的蛋白质和更少的氨基酸。就必需氨基酸含量和消化率而言，植物牛排和小牛肉样品具有可比性。植物冷盘的盐分通常比肉类少，所含的必需氨基酸也较少。不同产品的消化率也因所含成分的不同而有所差异。总体而言，植物性产品的营养价值在很大程度上取决于用于制造这些产品的植物，导致其氨基酸含量和蛋白质消化率差异很大。相比之下，特定肉类中的所有样本都显示出相似的营养成分。研究人员说，这项工作有助于证明，在用植物替代品取代肉类产品时应慎重考虑，并应将这些营养成分的差异告知消费者，以便他们做出明智的决定。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428199.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428199.htm

科学家用新的无细胞蛋白质结晶方法推进结构生物学的发展

科学家用新的无细胞蛋白质结晶方法推进结构生物学的发展东京理工大学开发了一种新的无细胞蛋白质结晶（CFPC）方法，包括直接的蛋白质结晶，是结构生物学领域的一个重大进步。这项技术将使我们能够分析用传统方法无法研究的不稳定的蛋白质。分析这些将增加我们对细胞过程和功能的了解。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1323455.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1323455.htm

科学家用尖端人工智能揭开蛋白质的秘密

科学家用尖端人工智能揭开蛋白质的秘密该工具由KAUST生物信息学研究员MaxatKulmanov及其同事开发，在预测蛋白质功能方面优于现有的分析方法，甚至能够分析现有数据集中没有明确匹配的蛋白质。该模型被称为DeepGO-SE，它利用了类似于Chat-GPT等生成式人工智能工具所使用的大型语言模型。然后，它根据蛋白质工作方式的一般生物学原理，利用逻辑蕴含得出关于分子功能的有意义的结论。从本质上讲，它通过构建部分世界模型（在本例中为蛋白质功能），并根据常识和推理推断出在这些世界模型中应该发生的事情，从而赋予计算机逻辑处理结果的能力。一种新的人工智能（AI）工具能对未知蛋白质的功能进行逻辑推理，有望帮助科学家揭开细胞内部的奥秘。图片来源：©2024KAUST;IvanGromicho他补充说："这种方法有很多应用前景，"KAUST生物本体论研究小组负责人罗伯特-霍恩多夫（RobertHoehndorf）说，"特别是当需要对神经网络或其他机器学习模型生成的数据和假设进行推理时。"库尔曼诺夫和霍恩多夫与KAUST的斯特凡-阿罗德（StefanArold）以及瑞士生物信息学研究所的研究人员合作，评估了该模型破译那些在体内作用未知的蛋白质功能的能力。该工具成功地利用了一种鲜为人知的蛋白质的氨基酸序列数据及其与其他蛋白质的已知相互作用，并精确地预测了其分子功能。该模型非常精确，在一次国际功能预测工具竞赛中，DeepGO-SE在1600多种算法中名列前20位。KAUST团队目前正在利用这一工具研究在沙特阿拉伯沙漠极端环境中生长的植物中发现的神秘蛋白质的功能。他们希望这些发现将有助于确定生物技术应用中的新型蛋白质，并希望其他研究人员也能使用这一工具。库尔曼诺夫解释说："DeepGO-SE分析未表征蛋白质的能力可以促进药物发现、代谢通路分析、疾病关联、蛋白质工程、筛选感兴趣的特定蛋白质等任务。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418103.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418103.htm