慕尼黑工业大学莱布尼茨食品系统生物学研究所的研究人员首次研究了来自鹰嘴豆的蛋白质结构如何影响人体口腔触觉细胞的细胞模型。这些感觉细胞对机械刺激（如压力）作出反应，在食物和饮料的质地和口感感知中起着关键作用。新的研究结果可以帮助我们更好地理解和最终优化植物基食品的感官接受度，从而促进更可持续和健康的饮食。
对于许多消费者来说，环境可持续性、健康和/或动物福利是选择植物基饮食的重要原因。根据Statista的数据，2020年全球植物基食品销售额已达294亿美元，预计到2030年这一数字将增至1619亿美元。
“因此，对可以改善植物基食品替代品口感的生物材料有强烈需求。”该研究的第一作者和莱布尼茨研究所机械感受器青年研究小组的研究助理Sanjai Karanth表示。鹰嘴豆蛋白纳米纤维就是一种这样的生物材料。
特殊蛋白质分子
蛋白纳米纤维是特殊蛋白质分子组成的微小结构，具有独特的理化性质，可以长期影响食物的质地和口感。
虽然关于它们在液体介质中的形成和物理性质已有较多了解，但在生理条件下这些纤维如何影响细胞的研究较少。例如，缺乏可以对未来关于蛋白纳米纤维质地感知得出结论的细胞模型系统研究。
这正是由青年研究小组负责人Melanie Köhler领导的莱布尼茨团队研究的重点。她的团队专注于食物的口感。利用最先进的技术，研究小组首次研究了鹰嘴豆蛋白纳米纤维如何影响所谓机械感受器细胞的人类细胞系。
在生理条件下进行研究
在生理条件下研究模型细胞时，研究人员首先通过原子力显微镜发现，纳米纤维粗糙化了细胞表面结构，但未改变其整体弹性。“由于生物物理效应并不明显，我们进一步研究了分子水平上发生了什么，”首席研究员Melanie Köhler解释说。
测试结果显示，向细胞培养基中添加纳米纤维改变了与食物质地感知相关的受体基因活性。这些包括机械敏感离子通道（如piezo受体）以及检测脂肪酸的受体。在人工细胞膜上的进一步研究表明，纤维通过脂质与膜相互作用，影响该测试系统的膜弹性。
“尽管我们的研究仍处于早期阶段，但我们的生物物理和生化结果已经表明纳米纤维如何影响质地和脂肪的感知，”Melanie Köhler说。“因此，我们希望在未来实验和感官研究中深入探讨新发现。从长远来看，我们希望找到植物基纳米纤维的新应用，开发具有改进质地的感官吸引力食品。”
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