BODS 조력 식물성 고기의 새로운 돌파: 금색 미세 조류는 어떻게 고질소 고기 대체품을 만들 수 있습니까?-무석원청천목생물과학기술유한회사

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BODS 조력 식물성 고기의 새로운 돌파: 금색 미세 조류는 어떻게 고질소 고기 대체품을 만들 수 있습니까?

날짜:2025-05-27읽기 :0

머리말:

전 세계적으로 지속 가능한 식품에 대한 수요가 급증함에 따라 식물성 고기 시장은 폭발적인 성장을 맞이했다.그러나 전통적인 콩 단백질 기반 식물성 고기는 항상 재질이 경직되고 맛과 영양 성분이 단일하며 소화율이 낮은 등 난제에 직면하여 관련 병목 문제를 해결하는 것은 식물성 육제품 기술의 발전을 추진하고 식물성 육제품 업계의 지속 가능한 발전을 촉진하는 데 매우 중요하다.

최근 화난이공대학 웨이둥 교수팀은'Bioresource Technology'에서 획기적인 연구를 발표했는데, 이를 통해생물 배양 과정 온라인 검사기(BODS)발효공정을 정확하게 조절하고 엽록소 결함형 황금조류 돌연변이체인 A4-1을 이용해 세포파쇄기술(DAP)을 통해 콩 단백질과 융합해 단백질이 풍부한 금색 미세조류 가루를 개발해 식물성 고기의 종합 품질을 높이는 데 성공했다.

본 연구의 주요 특징

43.8% 의 단백질을 함유한 황금조류돌연변이체 A4-1 파벽조류분말 (DAP) 과 SPI를 5% DAP + 95% SPI의 질량비로 고수분압출 (HME) 과정에서 결합한다.

식감：압출물의 탄성은 210.6%, 씹는 강도는 141.7%, 경도는 19.36% 낮아진다.
구조：3차원 구조는 섬유가 풍부하고 2급 구조에서 알파-나선의 비율이 현저히 증가하며 결합수 함량이 현저히 높아진다.
소화：체외 시뮬레이션 소화성은 37.6% 현저하게 향상되었고, 동시에 압출물의 쓴맛과 떫은맛을 줄였다.

균주 배경

돌연변이 A4-1: 상압실온 플라즈마(ARTP) 유도기술을 통해 야생형에서Auxenochlorella pyrenoidosa는가운데 체로 뽑은 황금색 돌연변이주.

핵심 이점: 녹색 야생형(WT) 균주에 비해 암배양 중인 A4-1 돌연변이는 황색, 엽록소 a는 118배 감소하며 엽록소 b는 검출되지 않았다. 단백질(44.22% DW), 총아미노산(AAS, 34.84% DW), 필수AA(17.50% DW)의 함량이 높아 WT에 비해 각각 31%, 22%, 30%(0.05% <) 증가했다.

기술 차별화 요소:생물 배양 과정 온라인 검사기(BODS)

전자동 지능 발효

발효 조건

초기 세포 밀도는 1 × 10 ^ 8 세포/mL; pH 6.5이며 질산 1.0 mol/L을 첨가하고 질소 공급원을 보충하여 제어합니다.온도 30 ℃;교반 속도 80r/min;초기 통기율 1.5L/min.같은 조건에서 평행발효테스트를 진행하여 각각 염화암모늄(1.52g/L) 또는 요소(1.1g/L)를 질소원으로 사용하였는데 이는 상기 질산나트륨을 질소원으로 하는 발효중의 질소몰농도와 같다.

프로세스 모니터링

BODS를 사용하여 포도당 농도, 암모늄 뿌리 이온을 실시간으로 모니터링하고 자동 보충 시스템을 결합하여 확보Auxenochlorella pyrenoidosa는돌연변이(A4-1 조류)는 5L 발효 탱크에서 효율적으로 자란다.

실시간 모니터링

그림 1A와 B와 같이 세포 밀도와 생물량 농도는 지속적으로 증가하고 약 72 시간에서 84 시간 동안 안정기에 진입합니다.

BODS를 통해 패치 자동 감지 및 제어,공정에 따라 과정 중 포도당 농도를 조절하고 질소 농도는 보충재를 통해 494 ± 53 mg/L 범위 내에서 유지됩니다 (그림 1D).

그림 1E에서 볼 수 있듯이 염화암모늄을 질소원으로 사용할 때 단백질 함량 (건중 43.3%) 과 생산력 (1.31g/L/일) 은 높지만 탄수화물 함량 (건중 24.1%) 과 총 지질 함량 (건중 13.8%) 은 낮다.

핵심 발견: 미세 조류 가루가 식물성 고기를 재창조하는 방법

패브릭 업그레이드

미시적 3D 네트워크: 스캐닝 선글라스에 따르면 5% DAP는 압출물이 동물류 근육 섬유 구조를 형성하고 공극이 균일하다.

수분 잠금: 저장 자기공명 (LF-NMR) 은 DAP 첨가가 결합수 비율을 높이고 제품의 보수성을 강화한다는 것을 확인했다.5% DAP 도핑은 가장 높은 고정 물 비율(83.70%)을 나타냅니다.결합수의 증가는 일반적으로 수분의 활도와 마이너스 관계가 있어 미생물의 성장을 억제한다.자유수 함량이 62% 감소하여 수분 유실을 감소시킨다.

풍미 최적화

전자코(A와 B)와 전자혀(C와 D) 분석: 압출물을 감각적으로 분석한 결과 조류가루는 쓴맛과 떫은맛을 효과적으로 낮추고 글루타민산 함량을 6.65% DW 높여 제품에 천연적인 신선한 맛을 부여했다.

혁신과 전망

이 연구는 엽록소 합성 결함형 단백질 핵 클로렐라 돌연변이체(A4-1 균주)에서 나온 파벽조류 분말(DAP)을 이용해 기존 조류 바이오매스의 녹색과 냄새 제한을 없앨 뿐만 아니라 고수분 압출 조건에서 SPI 기반 육류 유사물의 구조적 완전성과 생물학적 접근성을 함께 강화하는 새로운 전략을 소개했다.DAP는 단백질이 압출 냉각 과정에서 폴리펩티드 사슬의 재배열을 도와 210.6% 의 탄성을 현저하게 향상시켰으며, 결합수 비율의 증가도 단백질 겔의 안정성을 강화하고 단백질 섬유의 형성을 촉진하였는데, 이는 식물 기반 육류 제품의 품질 최적화의 돌파구이다.

앞으로 녹조 결함 돌연변이체 (A4-1 균주) 가 산업 조건에서 대규모 미세조류 발효 생산에서의 발효 성능 및 염화암모늄이 단백질 합성에서 표현되고 단백질-대분자 상호작용을 조절하는 조류 성분의 구체적인 작용 메커니즘을 계속 탐색할 수 있다.

BODS 정보

생물배양과정 온라인 검측기(Bioreaction Online Detection System·BODS)는 생물반응기를 전자동 온라인 샘플링, 처리, 검측 및 보존하는 기기다.여러가지 검측모듈이 집적되여 탱크내의 생물량, 바탕물의 소모와 산물의 생성상황을 실시간으로 표시할수 있으며 피드백통제시스템을 제때에 조절하여 바탕물의 정확한 통제류가를 실현하고 발효과정통제효률을 제고하여 발효과정의 최적화와 공예확대에 강유력한 데터버팀목을 제공할수 있다.

회사 소개

천목생물은 생물 육종 분야의 기기 장비의 개발과 응용에 전념하여효율적인 돌연변이 기술과 높은 통량 선별 기술을 통해 산업 전통 균종 개발 모델을 개조하고 향상시키며 생물 제조 산업의 질적 향상과 효율 증대를 위해 중국 생물 산업의 핵심 경쟁력을 향상시키는 데 주력한다.업계의"세포와 균종 개발과 선별 효율이 낮다","관련 장비의 비용이 비싸다","산업화 착지의 어려움"등 난제에 우수한 해결 방안을 제공하는 데 주력한다.

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