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，CC BY-SA 3.0 DEED"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 Poul Erik Jensen 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（Poul Erik Jensen）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： 手机版：

多吃植物蛋白的女性患慢性病的几率更低 更有可能保持健康

多吃植物蛋白的女性患慢性病的几率更低 更有可能保持健康 研究人员分析了 48000 多名妇女的自我报告数据，结果发现，那些在饮食中从水果、蔬菜、面包、豆类、豆制品和面食等来源摄入更多蛋白质的妇女，与那些摄入较少蛋白质的妇女相比，心脏病、癌症、糖尿病以及认知和心理健康下降的情况明显减少。"中年时期摄入蛋白质与促进老年时期的健康有关，"国家人类研究中心的科学家、该研究的主要作者安德烈斯-阿迪森-科拉特说。"我们还发现，蛋白质的来源也很重要。在中年时从植物中摄取大部分蛋白质，再加上少量的动物蛋白质，似乎有利于身体健康和老年期的良好生存。"研究结果来自于哈佛大学的开创性研究"护士健康研究"，该研究从1984年到2016年对女性医护人员进行了跟踪调查。这些女性在1984年的年龄介于38至59岁之间，在研究开始时被认为身心健康。研究结果和膳食来源阿迪森-科拉特和其他研究人员，包括资深作者、哈佛大学陈省身公共卫生学院的孙琦（Qi Sun）研究了从1984年到2016年每四年收集的数千份关于人们食用某些食物的频率的调查，以确定膳食蛋白质及其对健康老龄化的影响。他们计算蛋白质摄入量的方法是，将每种食物的食用次数乘以蛋白质含量，然后利用哈佛大学食物成分数据库计算出所有食物的蛋白质总量。一份坚果（约高尔夫球大小）的图片说明。图片来源：Alonso Nichols/塔夫茨大学随后，研究人员将没有患上 11 种慢性疾病或身体机能或精神健康大幅下降的妇女的饮食与患上这些疾病的妇女的饮食进行了比较。在 1984 年，植物性蛋白质被定义为从面包、蔬菜、水果、披萨、谷物、烘焙食品、土豆泥、坚果、豆类、花生酱和面食中获取的蛋白质。而那些摄入更多动物蛋白质（如牛肉、鸡肉、牛奶、鱼/海鲜和奶酪）的人，随着年龄的增长，保持健康的可能性降低了 6%。阿迪森-科拉特说："那些摄入更多动物蛋白的人往往患有更多的慢性疾病，而且无法获得我们通常认为与食用蛋白质相关的身体机能的改善。"植物蛋白与动物蛋白对健康的益处动物蛋白与老年人身体受限程度较低的关系不大，但在所有观察模型中，植物蛋白的相关性更强、更一致，而且与晚年心理健康的关系更密切。特别是在心脏病方面，植物蛋白摄入量越高，低密度脂蛋白胆固醇（"坏"胆固醇）、血压和胰岛素敏感性水平就越低，而动物蛋白摄入量越高，低密度脂蛋白胆固醇、血压和胰岛素敏感性水平就越高，同时胰岛素样生长因子也会增加，而胰岛素样生长因子已在多种癌症中被检测到。单纯的乳制品蛋白质（主要是牛奶、奶酪、比萨饼、酸奶和冰淇淋）与老年期健康状况的改善并无明显关联。研究小组承认，植物蛋白的益处可能来自于植物性食品中的成分，而不是蛋白质与动物性食品相比，植物中含有更多的膳食纤维、微量营养素和称为多酚的有益化合物，而不仅仅是蛋白质。Ardisson Korat 还说，还需要其他群体的数据佐证研究，因为"护士健康研究"主要调查的是从事医疗保健工作的白人女性。"该研究的数据在人口和社会经济构成方面往往非常单一，因此对更多样化的群体进行后续研究将非常有价值。这是一个仍在不断发展的领域。但该研究小组迄今为止的研究结果支持这样的建议，即妇女应以水果、蔬菜、坚果和种子的形式摄入大部分蛋白质，但也应摄入一些鱼类和动物蛋白质，以补充铁和维生素 B12 的含量。中年时期的膳食蛋白质摄入量，尤其是植物蛋白质摄入量，在促进健康老龄化和保持老年人积极的健康状况方面发挥着重要作用。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

谷蛋白可以模仿真实肉类的质地和成分 助力人造肉生产

谷蛋白可以模仿真实肉类的质地和成分 助力人造肉生产 此外，价格低廉的植物蛋白可以作为这些细胞培养物的基础。最近发表在《ACS 生物材料科学与工程》（ACS Biomaterials Science & Engineering）上的研究结果表明，非过敏性小麦蛋白谷蛋白能成功培养出横纹肌层和扁平脂肪层，将它们结合在一起可产生类似肉类的质地。培养细胞需要一个基质或支架来粘附，以生产实验室培育的肉类。植物蛋白可食用、含量丰富且价格低廉，因此是很有吸引力的支架候选材料。此前的研究表明，由麸质蛋白制成的植物薄膜是培养牛骨骼肌细胞的成功基质。但是，要使这种技术生产出有希望的肉类替代品，肌肉细胞需要形成排列整齐的纤维，与真实组织的质地相似。此外，三维结构中还需要加入脂肪，以复制传统肉制品的成分。麸质蛋白是麸质中的一种蛋白质，患有乳糜泻或对麸质蛋白敏感的人通常不会对这种蛋白质产生反应，为了利用麸质蛋白的这一优势，姚雅、约翰-袁、李春梅、大卫-卡普兰及其同事希望用它来开发基于植物的薄膜，以培育有质感的肌肉细胞和脂肪层。研究人员从小麦麸质中分离出谷蛋白，并形成了平面和脊状图案的薄膜。然后，他们将发育成骨骼肌的小鼠细胞沉积在蛋白质基底上，并将细胞覆盖的薄膜培养两周。细胞在平膜和脊膜上生长和增殖。不出所料，与在明胶制成的对照薄膜上生长的细胞相比，谷蛋白薄膜的性能要差一些，但这也足够了。研究人员说，还需要进一步改进细胞附着在植物基薄膜上的方式，以接近在动物源生物材料上的生长情况。在培养的第二周，图案化薄膜上的细胞形成了长长的平行束，再现了动物肌肉的纤维结构。通过在植物蛋白基底中加入脊，培养的肌肉细胞以模仿动物肌肉纤维排列的模式生长。来源：改编自《ACS 生物材料科学与工程》2024 期，DOI: 10.1021/acsbiomaterials.3c01500在另一项试验中，将产生脂肪组织的小鼠细胞沉积在平整的谷蛋白薄膜上。在培养期间，随着细胞的增殖和分化，它们产生了可见的脂质和胶原蛋白沉积。附着在可食用谷蛋白薄膜上的培养肉和脂肪层可以堆叠起来，形成类似肉类的三维替代蛋白质。研究人员说，由于谷蛋白材料基底支持纹理动物肌肉和脂肪层的生长，因此它可用于制造更逼真的培养肉制品。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

会发光的水母蛋白质为更好提取指纹的方法指明了方向

会发光的水母蛋白质为更好提取指纹的方法指明了方向 通过喷雾提取的指纹，排列整齐，看起来（有点像）水母现在，英国巴斯大学和上海师范大学的科学家们提出了一种替代方案，即新型无毒水溶性喷雾剂。实际上，它有两个版本，包含两种不同的染料，即 LFP-黄色和 LFP-红色。用户可根据打印表面的颜色选择其中一种，这样打印出来的效果就能在背景中清晰呈现。使用 LFP-黄色染料（上图）和 LFP-红色染料提取的指纹样本 - LFP 代表"潜伏指纹"这两种染料都来自水母产生的一种名为绿色荧光蛋白（GFP）的物质。这种蛋白质已被广泛应用于科学研究中，用于可视化生物过程，而不会影响这些过程。同样，它也不会影响指纹中可能存在的 DNA。喷洒到表面后，带正电荷的染料分子就会与指纹汗液或油脂中带负电荷的脂肪酸或氨基酸分子结合。然后，染料分子就会沿着指纹上所有明显的轮纹和脊纹"锁定到位"。在蓝光照射下，这些分子会在不超过 10 秒钟的时间内发出黄色或红色荧光。然后，就可以用智能手机摄像头记录下它们的图像，以供日后参考。喷剂本身是由非常细小的液滴组成的，因此不会因溅到指纹上而对指纹造成物理损伤。它还能有效清除砖块等粗糙表面上的指纹，而使用传统技术很难做到这一点。更重要的是，这些指纹可以在犯罪嫌疑人留下指纹后一周内被清除。主要研究人员、上海师范大学黄楚森教授说："我们希望这项技术能够真正改善犯罪现场的证据检测。我们现在正与一些公司合作，让我们的染料上市销售。进一步的工作仍在进行中。"最近发表在《美国化学学会杂志》上的一篇论文介绍了这项研究。 ... PC版： 手机版：

科学家混用贻贝和蚕的蛋白质开发出了一种内伤用敷料

科学家混用贻贝和蚕的蛋白质开发出了一种内伤用敷料 为了寻找一种性能更好的免洗替代品，韩国科学家最近将目光投向了贻贝和蚕。一段时间以来，研究人员一直在研究贻贝用来粘附潮间带岩石的天然粘合剂。这些研究的成果是生产出了这种粘合剂的合成版，可用于在潮湿环境中将物品粘合在一起。蚕也被放在显微镜下观察（无论是形象上还是字面上），因为蚕生产的丝纤维在强度上与蜘蛛丝不相上下，但却更容易生产（无论是天然的还是人工合成的）可用数量的丝纤维。韩国团队研制的新型敷料包含两层纳米纤维，分别由贻贝粘合蛋白（MAP）或一种被称为蚕丝纤维蛋白（SF）的蚕茧蛋白纺制而成。在直接与伤口接触的底层中使用了这两种纤维的组合。该层中的 MAP 纤维可确保良好的组织粘附性，而且还含有一种名为二羟基苯丙氨酸的化学物质，可促进血液凝固。敷料的表层完全由经过酒精处理的 SF 纤维组成，这些纤维有两个作用。首先，它们赋予敷料机械强度。其次，由于它们具有疏水性（拒水性），因此可以防止带有细菌的液体进入伤口下方，从而降低感染的几率。由于 MAP 和 SF 都具有生物相容性和生物降解性，敷料可以在体内无害溶解。在对老鼠进行的实验室测试中发现，使用这种敷料可以大大减少凝血时间和失血量。浦项科技大学（POSTECH）的Hyung Joon Cha教授说："我们已经验证了一种多功能局部粘合止血剂的卓越止血性能，这种止血剂来源于自然界，以人体内可降解的蛋白质为基础。我们将继续开展进一步研究，以评估其在实际病人护理或手术环境中的适用性。"有关这项研究的论文最近发表在《Small》杂志上，梨花女子大学和韩国天主教大学的科学家也参与了这项研究。 ... PC版： 手机版：

科学家发明从海水中提取铀用于核能的新技术

科学家发明从海水中提取铀用于核能的新技术 核能反应堆释放原子内部自然储存的能量，并通过将原子真正击碎这一过程被称为裂变将其转化为热能和电能。铀是这一过程中最受欢迎的元素，因为它的所有形态都具有不稳定性和放射性，很容易分裂。目前，这种金属是从岩石中提取的，但铀矿储量有限。然而，据核能机构估计，有 45 亿吨铀以溶解铀酰离子的形式漂浮在我们的海洋中。这一储量是陆地上储量的 1000 多倍。但事实证明，提取这些离子具有挑战性，因为提取材料没有足够的表面积来有效捕获离子。因此，东北师范大学化学学院的Rui Zhao, Guangshan Zhu及其同事希望开发一种具有大量微观角落和缝隙的电极材料，用于电化学捕获海水中的铀离子。这种新型涂层布能有效地在其表面积聚来自含铀海水的铀（黄色）。来源：改编自《美国化学学会中心科学》，2023 年，DOI: 10.1021/acscentsci.3c01291为了制作电极，研究小组首先使用碳纤维编织的柔性布。他们在布上涂上两种特殊的单体，然后进行聚合。接着，他们用盐酸羟胺处理布，在聚合物中加入脒肟基团。布的天然多孔结构为脒肟创造了许多微小的口袋，使其可以嵌套在其中，从而轻松捕获铀离子。在实验中，研究人员将涂层布作为阴极放入天然海水或加铀的海水中，再加上一个石墨阳极，并在电极之间运行循环电流，随着时间的推移，阴极布上积累了亮黄色的铀基沉淀物。在使用从渤海收集的海水进行的测试中，每克涂层活性材料在 24 天内提取了 12.6 毫克铀。涂层材料的提取能力高于研究小组测试的大多数其他铀提取材料。此外，使用电化学方法捕获离子的速度比让离子在布上自然积聚的速度快三倍左右。研究人员说，这项工作提供了一种从海水中捕获铀的有效方法，这可能会使海洋成为新的核燃料供应地。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：