BODSが植物肉の新突破を支援：金色微細藻はどのように高品質肉代替品を製造するか？-Wuxi Yuanqing Tianmu Biotechnology Co., Ltd

私たちについて

証明書

Wuxi Yuanqing Tianmu Biotechnology Co., Ltd

メール
info@tmaxtree.com
電話
17368780338
住所
無錫市新呉区浄慧東道196号無錫国際生命科学革新園2期G棟

BODSが植物肉の新突破を支援：金色微細藻はどのように高品質肉代替品を製造するか？

日付：2025-05-27読み：0

ガイド：

持続可能な食品に対する世界的な需要の急増に伴い、植物肉市場は爆発的な成長を迎えている。しかし、伝統的な大豆タンパク質系植物肉はしばしば生地が硬直し、風味と栄養成分が単一で、消化率が低いなどの難題に直面し、関連するボトルネック問題を解決し、植物性肉製品技術の発展を推進し、植物性肉製品業界の持続可能な発展を促進するために重要である。

最近、華南理工大学の魏東教授チームは『Bioresource Technology』で画期的な研究を発表し、生物培養プロセスオンライン検出器（BODS）発酵プロセスを正確に調整し、クロロフィル欠陥型黄金藻変異体A 4-1を利用し、細胞破砕技術（DAP）と大豆タンパク質の融合を通じて、タンパク質を豊富に含む金色微細藻粉を開発し、植物肉の総合品質を高めることに成功した。

本研究のハイライト

43.8%蛋白質を含む黄金藻類変異体A 4-1破壁藻粉（DAP）とSPIを5%DAP+95%SPIの質量比で高水分押出（HME）過程で結合する：

食感：押出物の弾性は210.6%上昇し、歯ごたえは141.7%増加し、硬度は19.36%減少した。
構造：三次元構造繊維は豊富であり、二次構造中のα−らせんの割合は顕著に増加し、結合水の含有量は顕著に向上した。
消化：体外模擬消化性は37.6%著しく向上し、同時に押出物の苦味と渋味を減少させた。

菌株背景

変異体A 4-1：常圧室温プラズマ（ARTP）誘起技術により、野生型アウクセノクロレラピレノイドサ中篩で選ばれた黄金色の突然変異株。

核心優勢：緑色野生型（WT）菌株と比べ、暗培養中のA 4-1変異体は黄色を呈し、クロロフィルaは118倍減少し、クロロフィルbは検出されなかった。蛋白質（44.22%DW）、総アミノ酸（AAs、34.84%DW）と必須AA（17.50%DW）の含有量は高く、WTと比べてそれぞれ31%、22%、30%（p<0.05）増加した。

技術的な特長：生物培養プロセスオンライン検出器（BODS）

全自動知能発酵

はっこうじょうけん

初期細胞密度は1×10 ^ 8細胞/mL、pH値6.5、1.0 mol/L硝酸を添加し、窒素源を補充することによって制御する、温度30℃、攪拌速度80 r/min、初期通気速度は1.5 L/minであった。同一条件下で平行発酵試験を行い、窒素源として塩化アンモニウム（1.52 g/L）または尿素（1.1 g/L）をそれぞれ用い、上記硝酸ナトリウムを窒素源とする発酵中の窒素モル濃度と同じである。

プロセスモニタリング

BODSを用いてブドウ糖濃度、アンモニウムイオンをリアルタイムで監視し、自動補充システムを結合し、確保するアウクセノクロレラピレノイドサ変異体（A 4−1藻株）は5 L発酵タンクで効率よく成長した。

リアルタイムモニタリング

図1 A及びBに示すように、細胞密度及びバイオマス濃度は増加し続け、約72〜84時間で安定期に入る。

BODSによる補助材料の自動検出と制御、プロセスに従ってプロセス中のグルコース濃度を制御し、窒素濃度は補剤によって494±53 mg/Lの範囲内に維持した（図1 D）。

図1 Eに示すように、窒素源として塩化アンモニウムを用いた場合、タンパク質含有量（乾燥重量43.3%）と生産性（1.31 g/リットル/日）が高く、炭水化物含有量（乾燥重量24.1%）と総脂質含有量（乾燥重量13.8%）が低い。

核心発見：微細藻粉が植物肉をどのように再形成するか

構造のアップグレード

ミクロ3 Dネットワーク：走査電子顕微鏡によると、5%DAPは押出物を動物の筋肉繊維構造に形成し、孔隙が均一である。

水分ロック：低磁場核磁気共鳴（LF-NMR）により、DAP添加により結合水の割合が向上し、製品の保水性が強化されることが確認された。5%のDAP取り込みは最も高い固定水比率（83.70%）を示した。結合水の増加は通常、微生物の成長を抑制するために水分活性と負の相関を示す。自由水の含有量は62%低下し、水分の流失を減少した。

風味の最適化

電子鼻（AとB）と電子舌（CとD）分析：押出物に対する官能分析によると、藻粉は苦味と渋味を効果的に下げ、グルタミン酸含有量は6.65%DW上昇し、製品に天然の新鮮味を与えた。

革新と展望

本研究は葉緑素合成欠陥型蛋白核クロレラ変異体（A 4-1菌株）由来の破壁藻粉（DAP）を利用して、伝統的な藻類バイオマスの緑色と異臭制限を取り除くだけでなく、高水分押出条件下でSPIに基づく肉類類似物の構造完全性と生物可及性を共同で増強する新しい戦略を紹介した。DAPはタンパク質の押出冷却過程におけるポリペプチド鎖の再配列に役立ち、210.6%の弾性を著しく向上させ、結合水比率の増加もタンパク質ゲルの安定性を強化し、タンパク質繊維の形成を促進し、これは植物系肉類製品の品質最適化の突破である。

将来的には、工業条件下での緑藻欠陥変異体（A 4−1菌株）の大規模微細藻発酵生産における発酵性能及び塩化アンモニウムのタンパク質合成における発現、及びタンパク質−高分子相互作用の調節における藻類成分の具体的な作用機序を引き続き探索することができる。

BODSについて

生物培養過程オンライン検査器（Bioreaction Online Detection System、BODS）は生物反応器に対して全自動オンラインサンプリング、処理、検査、サンプル残しを行う装置である。多種の検査モジュールが集積され、タンク内のバイオマス、基質消費と生成物生成状況をリアルタイムに表示でき、フィードバック制御システムをタイムリーに調整することもでき、基質の正確な制御流加を実現し、発酵過程の制御効率を高め、発酵過程の最適化とプロセス増幅に強力なデータサポートを提供する。

私たちについて

天木生物は生物育種分野の機器装備の開発と応用に専念し、効率的な突然変異技術と高スループットスクリーニング技術を通じて、産業伝統菌種の開発モデルを改造し、生物製造産業の質を高め、効果を高め、我が国の生物産業の核心競争力を高めることに力を入れる。業界の「細胞と菌種の開発と選別効率が低い」、「関連装備コストが高い」、「産業化の着地が困難」などの難題に優れた解決策を提供することに力を入れている。

天木生物に注目して詳細を見る