隨著全球人口的不斷增加，如何利用有限的土地資源并尋找可替代的食物來源，成為各國農(nóng)業(yè)發(fā)展的共同方向。例如減少動物源性蛋白的飼養(yǎng)攝入和相關食品的生產(chǎn)，同時加工如植物、昆蟲、微生物等相關原材料的蛋白食品來提供營養(yǎng)物質。然而大規(guī)模的非動物源性蛋白生產(chǎn)和加工的諸多方面仍需要改進。大眾熟知的大豆，因其良好的加工特性和豐富的營養(yǎng)價值，是目前動物飼料和食品中蛋白的主要來源。考慮到大豆種植的地理限制以及土壤貧瘠化問題，利用綠色植物生產(chǎn)濃縮蛋白已成為替代大豆等傳統(tǒng)作物生產(chǎn)蛋白的重要選擇。其中豆科植物苜蓿和三葉草，不僅可以在貧瘠的土地上種植、用于畜牧業(yè)飼料生產(chǎn)，還可以通過大氣固氮來改善土壤質量，同時富含高質量蛋白質，其蛋白質濃縮物顯示出與大豆、豌豆等豆科植物同等的易消化特性。由于從含有纖維素和蛋白多糖的細胞中有效分離出蛋白質是一項重大的技術挑戰(zhàn)，并且現(xiàn)有的提取工藝還不夠成熟，因此，本文通過分析蛋白質提取過程中的不同餾分給優(yōu)化工藝生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

文章題目為“Tracking digestible and non-digestible cell wall components during protein concentrate production from grass-clover and alfalfa”，于2023年11月發(fā)表在Biomass Conversion and Biorefnery雜志，作者來自于哥本哈根大學植物與環(huán)境科學系植物糖生物學研究室。在這項研究中，作者系統(tǒng)地研究了從苜蓿（alfalfa）和三葉草（grass clover）提取蛋白濃縮物過程中產(chǎn)生的餾分，結合原位液相分析、顯微成像以及微陣列聚合物分析技術，來評估細胞壁多糖、纖維素以及淀粉的含量和組成。

植物細胞壁是由多糖、多酚、糖蛋白和聚酯組成的高度復雜結構，故采用CDTA（1,2-環(huán)己二胺四乙酸）和NaOH（氫氧化鈉）依次從不同餾分（BJ, brown juice;FF, fiber filtrate; FM, fresh matter; GJ, green juice; LPC; protein concentrate; PC, press cake）中提取碳水化合物，前者主要提取果膠和松散結合的蛋白多糖，后者主要針對纖維素。此外，直接對干燥物質進行水萃取，以評估水溶性化合物的存在。提取物使用英國ArrayJet生物芯片點樣儀點印在硝化纖維素膜上，每個組份點印四個濃度，兩個重復，然后孵育特異性的抗聚糖單抗進行雜交。微陣列聚合物分析(CoMPP)的糖譜數(shù)據(jù)表現(xiàn)出不同餾分之間存在明顯差異，幾乎在所有的苜蓿餾分中都大量檢測到伸展蛋白（extensins）和阿拉伯半乳聚糖蛋白(AGPs)，而在三葉草中只檢測到AGPs；在水萃取物中檢測到高半乳糖甘氨酸(HG)和鼠李糖半乳糖甘氨酸(RG-I)；此外，在所有三葉草餾分中都檢測到被LM27抗體識別的雜氧聚糖；CDTA萃取物顯示出顯著的HG(JIM5, JIM7)和RG-I (LM5, LM6, LM13, INRA-RU1)高表達；纖維素在三葉草的FM和PC餾分中非常豐富，但在GJ中較少。具體見圖1.

圖1：微陣列聚合物分析(CoMPP)：從苜蓿（alfalfa）和三葉草（grass clover）的不同餾分（BJ;FF; FM, GJ, LPC,PC）中提取的多糖和糖基化蛋白.a:從苜蓿和三葉草中提取的可溶性組份；b.c:CDTA和NaOH依次萃取的糖和糖蛋白組份；熱圖顯示平均信號強度（顏色強度與信號強度正相關，白色表示低強度、紅色高強度）.抗體的名稱和它們所識別的表位沿x軸顯示。
 

本研究采用多種分析技術對苜蓿和三葉草在生產(chǎn)濃縮蛋白過程中多糖組分的研究，并結合微陣列聚合物分析(CoMPP)提供了有關測試原料中多糖組分的詳細信息。雖然三葉草和苜蓿具有很強的組成相似性(果膠含量)，但它們仍具有獨特的多糖表位(葡萄糖醛酸和阿拉伯糖木聚糖)以及不同的多糖組成和含量差異。蛋白質濃縮物中不可發(fā)酵的纖維素和蛋白聚糖的存在，可能對最終產(chǎn)品的營養(yǎng)價值和功能特性產(chǎn)生一定的影響。芯片檢測和單糖組分分析是一種有效的評價方法，可以確定靶向酶解的多糖靶點，建議利用替代的酶源和微生物菌株來提高綠色植物蛋白質的提取效率。

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