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

科学家们正在制造实验室培养的脂肪 以混入植物性肉类中

科学家们正在制造实验室培养的脂肪以混入植物性肉类中根据《大西洋》杂志刊登的一篇新文章，在植物性培根（通常被称为假培根，因为它实际上不是由肉制成的）中加入实验室培植的脂肪，是目前正在向无肉食品转变的行业的一个救星。根据文章的作者YasminTayag的说法，这种培根和真正的东西一样好。植物性培根不仅像你所期望的那样脆，而且还有一种"令人满意的嚼劲"，这种嚼劲是由实验室培育的脂肪编织而成的。Tayag尝试的培根条是由生物技术初创公司MissionBarns创造的，该公司在生物反应器中培育的猪肉脂肪后创造了植物基培根。培根以其松脆而有嚼劲的质地而闻名，这是许多植物性选择所不能提供的。事实证明，动物脂肪是许多行业的关键项目，包括它如何帮助烹饪食物。基于植物的选择虽然有用，但并不总是能提供与基于肉类的替代品一样的保真度。这就是为什么能够生产实验室培植的脂肪可以从字面上永远改变市场的这一部分。当然，将实验室生产的脂肪滴入植物性肉类并不能解决围绕这部分行业的所有问题。事实上，它并没有解决这些植物性食品所提供的营养价值不足的问题。例如，真正的肉类含有丰富的蛋白质，而植物性食品则缺少大量所需的蛋白质。还有一个事实是，实验室培育的脂肪并不便宜。因此，将其放入每一种植物性肉类中是不可行的，特别是如果你想降低价格。但是，随着该行业慢慢寻找在实验室中制造肉类的方法，甚至包括制造3D打印的牛排，有实验室培育的脂肪来帮助这个过程，至少可以让创新者思考新的方法来推动植物性肉类的发展。不幸的是，我们真正能做的是等待和观察这种发展的方向，以及它是否被证明是值得的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347053.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347053.htm

科学家发现解除危害植物的微生物蛋白家族的潜在方法

科学家发现解除危害植物的微生物蛋白家族的潜在方法现在，在三个合作研究小组的共同努力下，他们终于找到了这些分子如何使植物生病的答案，以及解除它们的方法。相关研究成果于9月13日发表在《自然》（Nature）杂志上。实验室的研究人员研究的是这种致命鸡尾酒的关键成分，即名为AvrE/DspE的注射蛋白家族，它们会导致从豆类的褐斑病、番茄的细菌斑点到果树的火疫病等各种病害。自从20世纪90年代初被发现以来，研究植物病害的人就对这个蛋白家族产生了浓厚的兴趣。它们是细菌武库中的关键武器；在实验室中消灭它们，就能使原本危险的细菌变得无害。但是，尽管经过几十年的努力，关于它们如何工作的许多问题仍然没有答案。研究人员发现，AvrE/DspE家族中的许多蛋白质都能抑制植物的免疫系统，或在植物叶片上形成水渍状黑斑--这是感染的最初征兆。他们甚至知道氨基酸的基本序列，这些氨基酸就像串珠一样连接成蛋白质。但他们不知道这串氨基酸是如何折叠成三维形状的，因此无法轻易解释它们是如何工作的。问题的部分原因在于这个家族的蛋白质非常庞大。一般的细菌蛋白质可能只有300个氨基酸，而AvrE/DspE家族的蛋白质却有2000个氨基酸。研究人员曾寻找其他具有类似序列的蛋白质来寻找线索，但没有发现任何具有已知功能的蛋白质。"它们是奇怪的蛋白质，"他说。于是，他们求助于2021年发布的一款名为AlphaFold2的计算机程序，该程序利用人工智能预测给定氨基酸串的三维形状。计算机生成的一种名为DspE的细菌蛋白质的三维地图显示了其稻草般的形状。资料来源：杜克大学研究人员知道，这个家族中的一些成员可以帮助细菌躲避植物的免疫系统。但他们第一次看到这种蛋白质的三维结构时，发现了它的另一个作用。研究报告的共同作者、杜克大学生物化学教授周培（音译）说："当我们第一次看到这个模型时，它和我们想象的完全不一样。"研究人员研究了人工智能对感染梨、苹果、西红柿和玉米等农作物的细菌蛋白质的预测，发现它们都具有类似的三维结构。它们似乎折叠成一个带有圆柱形茎干的小蘑菇，就像吸管一样。预测的形状与使用低温电子显微镜捕捉到的导致果树火疫病的细菌蛋白质的图像十分吻合。从上往下看，这种蛋白质非常像一根空心管。这引起了研究人员的思考：也许细菌利用这些蛋白质在植物细胞膜上打洞，在感染过程中"强迫宿主喝水"。细菌进入叶片后，首先接触到的一个区域是细胞之间的空间，称为细胞质。通常情况下，植物会让这一区域保持干燥，以便进行光合作用所需的气体交换。但当细菌入侵时，叶片内部就会积水，为它们创造了一个湿润舒适的觅食和繁殖天堂。对预测的火疫病蛋白三维模型的进一步研究发现，虽然稻草状结构的外部是防水的，但其中空的内核却对水有着特殊的亲和力。为了验证水通道假说，研究小组与杜克大学生物学教授董珂及其实验室博士后、共同第一作者费利佩-安德烈亚扎（FelipeAndreazza）合作。他们在蛙卵中加入了细菌蛋白AvrE和DspE的基因读数，将蛙卵作为制造这些蛋白的细胞工厂。将蛙卵放入稀释的生理盐水中，水过多会使蛙卵迅速膨胀并破裂。研究人员还尝试通过阻断这些细菌蛋白的通道来解除它们的作用。野村重点研究了一类名为PAMAM树枝状聚合物的微小球形纳米粒子。这种树枝状聚合物在药物输送领域已经使用了二十多年，可以在实验室中制成直径精确的颗粒。他说："我们当时的假设是，如果我们找到合适直径的化学物质，也许就能堵住孔隙。"在测试了不同大小的颗粒后，他们发现了一种他们认为大小正好能堵住由火疫病病原体Erwiniaamylovora产生的水通道蛋白的颗粒。他们取来能合成这种蛋白质的蛙卵，用PAMAM纳米粒子浇灌，水就不再流入蛙卵。它们没有膨胀。他们还处理了感染病原体丁香假单胞菌的拟南芥植物，这种病原体会导致细菌斑点。通道阻断纳米粒子阻止了细菌的生长，使植物叶片中的病原体浓度降低了100倍。这些化合物对其他细菌感染也有效。研究人员在梨果上做了同样的实验，梨果接触到了导致火疫病的细菌，但梨果从未出现症状--细菌没有让梨果生病。"这是一个漫长的过程，但它成功了，"他说。"我们对此感到非常兴奋。"研究人员说，这些发现可以为防治许多植物病害提供新的思路。我们吃的食物中有80%是植物生产的。然而，全球粮食产量的10%以上--小麦、水稻、玉米、马铃薯和大豆等作物--每年都会因植物病原体和害虫而损失，全球经济损失高达2200亿美元。研究小组已就这一方法申请了临时专利。周和共同第一作者、周实验室的博士生程杰说，下一步要做的是，通过更详细地观察通道阻断纳米粒子和通道蛋白是如何相互作用的，弄清这种保护是如何起作用的。周说："如果我们能对这些结构进行成像，我们就能更好地理解并设计出更好的作物保护方案。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385063.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385063.htm

科学家发现让植物肉更具有“肉香”的天然方法

科学家发现让植物肉更具有“肉香”的天然方法最近，美国化学学会《农业与食品化学杂志》上的一项研究揭示了一种很有前景的解决方案：洋葱、韭菜和韭葱在与典型真菌发酵后，可以产生类似肉类咸味的天然化合物。当食品生产商想让植物肉类替代品吃起来更有肉味时，他们通常会添加肉类中的前体成分，在烹饪过程中转化为调味剂。或者，先通过加热风味前体或其他化学处理方法制备风味剂，然后添加到产品中。由于这些调味剂是通过合成工艺制成的，因此许多国家不允许食品制造商将其标注为"天然"。要想获得基于植物的"天然"肉类调味料，就必须从植物中提取调味化学物质，或通过酶、细菌或真菌进行生化处理。因此，张艳艳及其同事想知道，已知能从合成来源产生肉味和气味的真菌是否能用来从蔬菜或香料中产生同样的化学物质。研究小组将各种真菌与一系列食物一起发酵，发现只有洋葱和韭菜等葱属食物才能产生肉香味。香味最浓郁的样品来自使用伞形多孔菌对洋葱进行的长达18小时的发酵，产生了类似肝肠的脂肪和肉香味。研究人员利用气相色谱-质谱法对洋葱发酵物进行了分析，以确定味道和气味的化学物质，并发现了许多已知会导致肉类不同味道的化学物质。他们发现的一种化学物质是二（2-甲基-3-呋喃基）二硫化物，这是肉类和咸味食品中的一种强效气味剂。研究小组表示，葱属植物的高硫含量有助于它们产生肉味化合物，而肉味化合物通常也含有硫。研究人员说，这些洋葱发酵物有一天可能会被用作各种植物肉类替代品的天然调味剂。参考文献ManonJünger、VerenaKarolinMittermeier-Kleßinger、AnastasiaFarrenkopf、AndreasDunkel、TimoStark、SonjaFröhlich、VeronikaSomoza、CorinnaDawid和ThomasHofmann于2022年5月20日在《农业与食品化学杂志》上发表的论文："味觉调节肽的感官蛋白质组学发现与酱油味觉再造"。DOI:10.1021/acs.jafc.2c01688编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402733.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402733.htm

经济学家揭示生产植物性肉类扰乱农业劳动力后的隐藏成本

经济学家揭示生产植物性肉类扰乱农业劳动力后的隐藏成本使用植物性牛肉替代品有可能降低二氧化碳排放，但最近的经济发展研究表明，这一趋势可能会扰乱农业劳动力，并危及该行业的150多万个工作岗位。根据康奈尔大学、约翰霍普金斯大学和国际合作伙伴的新研究，美国的食品生产可以通过接受肉类蛋白质替代品，主要是通过将牛肉生产所需的奶牛数量减少200万到1200万来减少其农业碳足迹，达到2.5%到13.5%。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1325995.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1325995.htm

美科学家推出改造细菌：吃塑料吐“蜘蛛丝”

美科学家推出改造细菌：吃塑料吐“蜘蛛丝”改造过的细菌可将聚乙烯作为食物来源，在最新研究中，研究人员对这种细菌进行了改造，使其能将聚乙烯转化为丝蛋白，且其制造丝蛋白的效率和产量能与传统用于制造丝蛋白的细菌菌株相媲美。不过，细菌并不能直接发酵聚乙烯，需要对塑料进行“简化”，研究团队在压力下加热塑料，使其解聚，得到了一种柔软、蜡质的物质。然后在烧瓶底部涂上一层塑料蜡，作为细菌的营养来源，改造后的细菌就能吃进这种塑料，吐出“蜘蛛丝”。研究人员表示，蜘蛛丝是大自然的凯夫拉纤维，强度几乎和钢一样，但密度是钢的6倍，所以它非常轻。作为一种生物塑料，它具有柔韧、无毒、可生物降解等特性，是避免持续塑料污染的绝佳材料。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1414831.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1414831.htm