傳統(tǒng)動(dòng)物農(nóng)業(yè)的迅速擴(kuò)張引發(fā)了全球可持續(xù)性的重大擔(dān)憂(yōu)。它對(duì)溫室氣體排放的貢獻(xiàn)巨大，占總農(nóng)業(yè)排放量的54%（Bomkamp等人，2022年；OECD-FAO，2021年），并帶來(lái)了許多環(huán)境和公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)。作為應(yīng)對(duì)措施，植物基肉類(lèi)替代品作為一種創(chuàng)新解決方案應(yīng)運(yùn)而生，有望通過(guò)減少土地使用、節(jié)約水資源和降低溫室氣體排放來(lái)緩解這些問(wèn)題（Natalie R. Rubio, Ning Xiang, & David L. Kaplan，2020年）。此外，由于含有促進(jìn)人類(lèi)健康的營(yíng)養(yǎng)密集型成分，植物基肉類(lèi)還具有更高的食品安全優(yōu)勢(shì)（Y. Wang, Cai, Li, Gao, & Lai，2023年）。
在質(zhì)地方面，復(fù)制傳統(tǒng)肉類(lèi)的感官特性仍然是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。這需要改進(jìn)可溶性和不可溶性植物蛋白的工程技術(shù)，以模仿動(dòng)物源產(chǎn)品的復(fù)雜質(zhì)地（Su等人，2024年）。在動(dòng)物肌肉組織中，高達(dá)90%的成熟多核肌纖維沿細(xì)胞長(zhǎng)軸排列成絲狀肌原纖維蛋白（Bomkamp等人，2022年；Listrat等人，2016a）。這些纖維形成了被稱(chēng)為肌束的排列結(jié)構(gòu)，由圍繞單個(gè)肌肉細(xì)胞的結(jié)締組織分隔開(kāi)（K. Y. Lee, Loh, & Wan，2021年；Listrat等人，2016b）。肉類(lèi)的質(zhì)地特性，如咀嚼性、嫩度和韌性，主要受這些肌纖維的形態(tài)和數(shù)量的影響（S. H. Lee, Joo, & Ryu，2010年）。此外，結(jié)締組織中的纖維狀膠原蛋白顯著影響背景韌性（Su等人，2024年）。復(fù)制天然肉類(lèi)的纖維狀、多汁的微觀結(jié)構(gòu)仍然是植物基肉類(lèi)制造的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。作為一種現(xiàn)有的商業(yè)制造策略，高溫/剪切擠壓通過(guò)機(jī)械力、熱力和剪切力使植物蛋白纖維各向異性化，以模仿肉類(lèi)質(zhì)地。然而，植物蛋白的低水合能力導(dǎo)致擠壓產(chǎn)品的多汁性較差（Chantanuson, Nagamine, Kobayashi, & Nakagawa，2022年；N. R. Rubio, N. Xiang, & D. L. Kaplan，2020年；Y. Wang等人，2022年），而擠壓的高能耗、復(fù)雜的預(yù)處理/后處理以及對(duì)化學(xué)粘合劑的依賴(lài)進(jìn)一步降低了其成本效益和可持續(xù)性，而且能耗高的質(zhì)地工程步驟可能在沒(méi)有優(yōu)化的情況下抵消其環(huán)境效益（Gulzar, Hosseini, Martín-Belloso, Soliva-Fortuny, & Rizvi，2025年）。
冰模板法（冷凍鑄造）是一種有前景的替代方法，通過(guò)控制冰晶生長(zhǎng)和升華來(lái)構(gòu)建可調(diào)的多孔結(jié)構(gòu)，復(fù)制分層的類(lèi)似肉類(lèi)的微觀結(jié)構(gòu)（Cheng, Huang, & Tomsia，2017年；Hua等人，2021年；Joukhdar等人，2021年）。這種低溫技術(shù)保留了蛋白質(zhì)的功能性（例如，持水能力），同時(shí)不會(huì)損失風(fēng)味和多汁性。與錐體剪切相比，冰模板法可以通過(guò)參數(shù)調(diào)整實(shí)現(xiàn)靈活的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)（10–200 μm孔徑、排列、連通性）（Sha & Xiong，2020年）。它還規(guī)避了三維（3D）打印的流變/粘彈性限制（Bhuiyan, Yeasmen, & Orsat，2025年），允許將植物蛋白與多糖/脂質(zhì)靈活復(fù)合，制備多相纖維復(fù)合材料。此外，盡管操作在低溫下進(jìn)行，冰模板法的能耗低，減少了碳排放，并避免了復(fù)雜的加工步驟和化學(xué)添加劑（Cheng等人，2017年；Jarunglumlert等人，2023年），使其成為一種可持續(xù)且成本效益高的植物基肉類(lèi)制造策略。
另一種在食品應(yīng)用中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)化方法是乳液凝膠技術(shù)。乳液凝膠通過(guò)油滴的聚集或連續(xù)相的凝膠化形成三維網(wǎng)絡(luò)，能夠封裝蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和其他功能性成分（Lingiardi, Galante, de Sanctis, & Spelzini，2022年；Xu等人，2022年）。這些自組裝結(jié)構(gòu)不僅提高了質(zhì)地特性，還增強(qiáng)了保水性。大豆蛋白分離物（SPI）等植物蛋白在制備乳液凝膠方面顯示出特別的前景。SPI的儲(chǔ)藏球蛋白主要是甘氨酸蛋白（11S，六聚體，分子量320–380 kDa）和β-伴甘氨酸蛋白（7S，三聚體，分子量150–220 kDa），甘氨酸蛋白含有通過(guò)二硫鍵連接的堿性和酸性亞基，這些鍵介導(dǎo)了SPI的聚集、交聯(lián)和均勻密集凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成（Yuyang等人，2025年）。藜麥蛋白（QP）因其低致敏性和均衡的氨基酸組成而具有吸引力，主要包含11S球蛋白（37%）和2S白蛋白（35%）（Kaspchak等人，2017年）。六聚體11S球蛋白與SPI的11S球蛋白在結(jié)構(gòu)上相似，由六個(gè)SS連接的酸性（分子量30–40 kDa）和堿性多肽對(duì)（分子量20–25 kDa）組成（Van de Vondel, Lambrecht, & Delcour，2022年）。在本研究中，使用冰模板技術(shù)制備了基于大豆-藜麥蛋白的乳液凝膠作為肉類(lèi)替代品的基質(zhì)，并研究了冰模板結(jié)構(gòu)對(duì)其質(zhì)地和機(jī)械性能的影響。這項(xiàng)研究的主要目標(biāo)是解決關(guān)鍵的質(zhì)地優(yōu)化挑戰(zhàn)，并開(kāi)發(fā)可持續(xù)的高質(zhì)量傳統(tǒng)肉類(lèi)替代品創(chuàng)新方法。
