北京工商大學蛋白質資源挖掘與利用團隊:爭當研制“未來食品”的生力軍
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春日的北京,陽光洒在窗台上,窗旁的工作台,一派繁忙。
記者來到北京工商大學食品與健康學院實驗室,李健教授正帶領蛋白質資源挖掘與利用團隊,評測由植物、動物和微生物蛋白三種來源組成的新型食品。
“蛋白質是人體所需營養的重要組成部分,這款新型食品含有更高的蛋白質,正是踐行‘大食物觀’向植物、動物、微生物要熱量、要蛋白的具體實踐。”李健說。
目前我國蛋白資源對外依存度較高,比如大豆是植物蛋白的重要來源,我國大豆年進口量超1億噸。如何找到可持續的蛋白質解決方案,已成為食品科技、農業經濟及環境科學交叉領域的研究熱點與產業前沿。
“新型食品如果不好吃的話,人們很難去選擇。我們就是要用科學的方法,對食物風味深耕細作。”李健笑著說。
破解蛋白的“風味密碼”
“研制新型食品,最大的挑戰是什麼?”記者好奇。
“味道!”李健介紹,這是他們面臨的最復雜的科學難題。隨后,他拿起一支試管說:“這是市面上常見的植物蛋白原料,你聞聞。”
記者輕輕一嗅,一股豆腥味扑鼻而來。
“我們聞到的每種食物味道是由幾百甚至上千種揮發性物質引起的。我們需要找到蛋白中那股豆腥味的具體化合物。”李健介紹,團隊通過精密的風味分析儀器,將豆類蛋白中的風味物質進行提取,隨后利用氣相色譜儀將風味物質進行分離,最終結合穩定同位素標准品,對豆腥味物質進行了精准定性和定量。
團隊根據物質的形成途徑,最終開發出低豆腥味的大豆新品種。項目獲得“十四五”國家重點研發計劃項目“高效連續增材制造裝備及產品創制”的支持。
僅僅去除豆腥味還不夠。團隊的目標是創造出比傳統素肉更勝一籌的“5D仿真”體驗——從色、香、味、口感,甚至到烹飪時那“哧啦哧啦”的悅耳聲音,都要全方位接近真實肉。
這些年,北京工商大學食品與健康學院青年教師曾祥權,帶隊致力於通過氣相色譜—嗅聞儀聯用技術,分離並鑒定出燉豬肉、烤羊肉等中式菜肴中的關鍵香氣成分。
“每個樣品分析需要數小時,我們已經分析了上百種肉類樣品。”曾祥權說。
他向記者展示了一張色譜圖:“你看這個峰,代表的是燉豬肉特有的香味物質,我們在植物蛋白中成功模擬了它的生成途徑。”團隊從“原料定制—香氣衍生—風味穩態—質構強化”全新角度,創制了綠色低碳穩態化加工技術體系,突破了植物基食品專用原料精准制造技術,解決了大豆蛋白豆腥味重和原料適用性差的難題。
“我們研發高仿真性植物源基礎肉風味料的經歷可以用‘梅花香自苦寒來’形容,其香氣特征與真肉相似度達到92.3%。”曾祥權說。同時,團隊通過設計“氨基酸+木糖”模型反應體系,研究出數百種風味物質的構成與形成機制,這一發現打破了國際香精香料巨頭在植物源肉風味料領域的技術壟斷。目前,團隊累計開發出20大類新型蛋白食品,產生直接經濟效益45.8億元,相關成果獲得中國商業聯合會科技進步獎一等獎等獎項。
把“百姓吃得健康”作為奮斗方向
2024年6月國家衛健委啟動“體重管理年”活動以來,“國家喊你來減肥”受到公眾高度關注。如何為群眾提供“美味”的減重方案,成了團隊研究重要方向。
北京工商大學食品與健康學院副教授奚宇說,高質量蛋白攝入是體重管理的核心支點之一,而食用植物蛋白做成的新型食品,能夠在保証蛋白質供給的同時,伴隨更低的能量密度和更高的膳食結構友好性。
“比如,動物性肉類常常伴隨的飽和脂肪酸和膽固醇,是心血管疾病的重要風險因素。”奚宇介紹,而零膽固醇,是植物蛋白做成的新型食品最直觀的優勢之一,在心血管疾病高風險人群中具備天然的應用基礎。
“一項食品技術若想具備長久的生命力,必須將其根基扎在促進國民健康的土壤裡。”帶著這樣的信念,團隊利用食品乳液包埋技術,通過配方優化,彌補植物蛋白先天缺乏的維生素B12、鐵、鋅等關鍵營養素,並嚴格控制加工過程中可能產生的鈉含量超標問題,真正實現營養強化。
新型食品的營養健康怎麼衡量?團隊構建了多層次、全鏈條的科學評價體系,為新型蛋白食品的研發優化、營養升級提供了核心科學依據。
“患上高血壓、高血脂的老年人對健康飲食十分關心,我們依托這套科學評價體系研發的新型蛋白食品,有效解決了老年朋友的飲食難題。”奚宇介紹,零膽固醇低鈉無血管負擔,蛋白結構更利於消化吸收,還能助力調節腸道健康。
“年紀大了,肌肉就會慢慢變少。大爺大媽,咱們更要注意,可以多吃魚肉和大豆,補充優質蛋白。”不久前,團隊成員來到北京市平谷區夏各庄鎮賢王庄村,為老年群體提供健康服務。他們講解肌少症主要表現與防控要點,結合本地食材推薦“優質蛋白四件寶”,幫助村民掌握“多吃豆腐雞蛋補蛋白、強腿腳”的科學理念。這幾年,團隊成員總是利用空閑時間四處走動,為人們講解如何進行科學膳食搭配。
“李健老師總說,科研成果的價值不能隻停留在論文和專利上,還要體現在幫助公眾提升認知和塑造健康生活方式上。讓老百姓吃得更健康,就是我們奮斗的方向。”奚宇說。
在產業一線真刀真槍鍛煉
記者採訪時,適逢周末,可實驗室裡卻坐滿了人,這是團隊每周的組會時間。
“我嘗試了三種不同的微膠囊化方法,發現用復合壁材包埋烤牛肉香精后,關鍵風味物質在烹飪中損失明顯降低,其中2,3,5-三甲基吡嗪的保留率可提升11.2%至20.9%。”北京工商大學食品與健康學院博士研究生李英燕匯報著她的研究進展。
李健點點頭,轉向北京工商大學食品與健康學院碩士研究生劉夢萱:“你那篇關於植物肉質構優化的文章修改得怎麼樣了?”
“已經按照審稿人的意見進行了修改。”劉夢萱答。
…………
作為學術帶頭人,李健非常重視幫助青年人才成長,“要踏踏實實地幫助年輕人解決問題,才能助力他們成為一名合格的科研人員”。在這樣的氛圍下,團隊每名成員都有明確的研究方向。
不光是在科研一線奮斗,團隊還鼓勵青年人在產業一線真刀真槍鍛煉。這一過程中,多名青年學子成為國內食品企業的技術骨干。
北京工商大學食品與健康學院博士研究生楊敏慧,不久前在山東禹王集團一待就是半年,全程參與了一款植物蛋白零食的產品優化。楊敏慧結合課題組在大豆分離蛋白組織化方面的研究積累,針對蛋白原料配比、螺杆擠壓參數及后處理調味工藝進行系統性測試與迭代優化,最終在口感還原度與規模化生產可行性之間找到了有效平衡點。
這些年,團隊還在夏各庄鎮啟動高油酸大豆博士農場項目和大豆科技小院,開發出油酸含量超過80%的高油酸大豆新品種,建立標准化示范種植基地48畝,吸納博士、碩士研究生駐點開展科研與實踐。
“隨著人民群眾對食品風味、食品營養的更高追求,未來團隊將致力於促進食品美味與營養健康的有機統一。我希望團隊每一位成員都能精准呼應食物營養結構升級的時代需求,在圍繞‘營養、健康、風味’展開的科研之路上,真正成為研制‘未來食品’的生力軍。”李健說。
(記者 張景華 董城)
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