《LWT》：From Filets to Fibers: Revealing the Structural Complexity of Whole-Cut Chicken Breast Alternatives
编辑推荐：
本文针对植物基全切鸡胸肉替代品(CBAs)难以复制真实鸡肉纤维结构与各向异性的技术瓶颈，研究人员通过共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)和冷冻扫描电镜(Cryo-SEM)等多尺度成像技术，系统比较了6种商业CBAs与真实鸡肉的微观结构。研究发现所有CBAs均无法在10毫米尺度实现真实鸡肉的线性各向异性结构，但多数产品在微米尺度呈现局部取向特征。该研究提出的结构表征与示意图方法学为植物肉纹理优化提供了关键理论支撑，对推动可持续食品体系发展具有重要意义。
随着全球人口增长和饮食结构变化，植物基肉制品(PBMAs)作为可持续蛋白质来源受到广泛关注。然而，消费者对植物肉的口感接受度始终是行业发展的关键瓶颈，尤其是全切鸡胸肉替代品(CBAs)的质地仿生面临巨大挑战。真实鸡肉具有高度有序的肌肉纤维结构和显著的各向异性特征，而现有加工技术难以在宏观尺度复制这种复杂的生物结构。这种结构差异直接导致植物基产品与真实肉类在咀嚼感和质地体验上存在显著差距，成为制约消费者接受度的核心问题。
为系统解析商业CBAs的微观结构特征，本研究选取6款欧洲市售全切鸡胸肉替代品，以真实鸡胸肉为对照，采用多尺度成像技术进行对比分析。通过宏观解剖观察、共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)和冷冻扫描电镜(Cryo-SEM)的协同分析，结合创新性示意图方法，首次实现了从毫米级到微米级的跨尺度结构解析。特别值得关注的是，研究人员建立了结构示意图绘制规范，以10倍递进放大倍数系统呈现每个样本在不同尺度下的结构特征，为跨产品比较提供了直观可视化工具。
关键技术方法
研究采用多尺度成像技术联用策略：通过宏观解剖观察样本的纤维/层状结构分布；利用CLSM对水合样本进行蛋白质/油脂的荧光标记成像；采用Cryo-SEM对冷冻切片样本进行高分辨率形貌分析。所有样本均按产品说明进行烹饪处理，每个样本至少进行两个批次的重复检测，确保结果可靠性。样本制备包括纵向和横向切片，分别采用尼罗蓝(Nile Blue)和吖啶橙(Acridine Orange)双染色策略，通过Leica SP5倒置CLSM进行10倍和63倍油镜观测。
3.1 微观结构分析方法学
研究特别关注了不同成像技术可能引入的假象：CLSM在完全水合状态下成像可能引起水合胶体膨胀，而Cryo-SEM的快速冷冻过程可能产生冰晶损伤。通过交叉验证发现，工业冷冻形成的冰晶尺寸（>1000微米）远大于制样冰晶（<1微米），有效区分了加工纹理与观测假象。CLSM主要显示蛋白质分布特征，而Cryo-SEM清晰呈现纤维连续性和排列方向，两种技术形成互补验证。
3.2 各样本微观结构特征
样本1采用海藻酸钙凝胶化法形成乳蛋白纤维，电镜能谱(EDS)检测到钙元素证实乳蛋白来源，而周围蛋清蛋白层无钙信号。结构呈现各向同性，蛋白质聚集体呈5-50微米团块状分布（图1B-C）。样本2呈现波浪状层状结构，蛋白质层厚度约200微米，内部显示蛋白质颗粒压实特征，推测使用交联酶作为粘结剂（图2B-E）。样本3显示定向线状蛋白质网络，内部存在10-50微米植物细胞壁碎片，符合高水分挤压(HME)特征（图3B-E）。样本4和5均呈现低水分挤压(LME)形成的组织化植物蛋白(TVP)特征，纤维内部具方向性但整体排列无序，喷雾干燥蛋白颗粒呈现典型多孔结构（图4C-E，5C-E）。样本6呈现100-800微米层状结构，蛋白质层内无定向排列，推测采用剪切细胞技术加工（图6B-E）。真实鸡肉在纵向切面显示清晰的肌原纤维和肌节结构，肌纤维直径50-100微米，肌节间距约2微米，呈现跨尺度各向异性特征（图7B-E）。
3.3 CBA结构共性规律
蛋白质结构主要分为纤维状和层状两种形态，其中样本2、3、6为层状结构，样本1、4、5为纤维状结构。各向异性分析显示，真实鸡肉在10毫米、1毫米和10微米尺度均保持各向异性，而所有CBAs均未实现跨尺度一致性取向（表2）。样本6在宏观尺度呈现各向异性但微观各向同性，样本4、5则呈现相反规律，表明现有加工技术难以协调多尺度结构有序性。热处理影响分析表明，工业热处理已固定蛋白质网络结构，烹饪加热对微观结构改变有限。
结论与展望
本研究通过多尺度结构解析揭示，商业CBAs与真实鸡肉的核心差异在于各向异性结构的缺失。尽管多数产品在微米尺度呈现局部取向特征，但缺乏跨尺度的连续纤维对齐。创新性示意图方法为植物肉质地优化提供了可视化分析工具，未来结合X射线显微断层扫描(μCT)和定量结构参数分析，可进一步建立微观结构与感官特性的关联模型。该研究方法学可扩展至全球范围各类植物基肉制品分析，为可持续蛋白质开发提供关键技术支撑。
注：所有结构描述均基于原文图示标注，图1-8依次对应样本1-6、真实鸡肉和示意图汇总，具体特征参见原文图示说明。
