西南大学张宇昊教授团队在中国工程院院刊Engineering上发表题为“Mesh-like Elastin Scaffolds in Basement Membrane Regulate the Culinary Diversity and Edible Quality of Subcutaneous Adipose Tissue”（基底膜中网状弹性蛋白支架调节皮下脂肪组织的烹饪多样性和食用品质）的研究性文章。研究通过对代表性脂肪类菜肴进行聚类热图分析，构建了标准化热加工体系，系统追踪了热加工过程中脂肪组织细胞外基质（ECM）结构的动态演变规律。研究创新性发现基底膜中存在网状弹性蛋白支架，且该结构是调控ECM黏弹性、影响脂肪迁移的关键因子，最终决定了脂肪类菜肴的食用品质特性。该研究揭示了ECM支架的内在结构及其热诱导演变规律，阐明了其在调控脂肪类菜肴黏弹性中的核心作用，为脂肪加工技术创新提供了理论参考，也推动了新型培养脂肪组织产品的研发。

行业核心痛点：中式肉类菜肴肥肉口感调控无底层理论支撑

回锅肉软糯可口、东坡肉入口即溶且肥而不腻，同为五花肉的脂肪组织，不同烹饪方式可以塑造脂肪组织形成天差地别的食用口感，是中式肉类菜肴极具特色的饮食魅力。然而，目前肉制品研究大多聚焦瘦肉层肌纤维结构变化对菜肴食用特性的影响机制，对决定脂肪类菜肴质构特性的关键结构特征仍缺乏深入研究。这一研究缺口极大限制了传统脂肪类菜肴工业化生产中的质构调控，也制约了含脂肪组织的培养肉等新型肉制品的发展。

行业现存两大难题：

预制菜工厂只能依靠经验把控炖煮/炒制时长，无标准化理论指导，批量产品口感波动大；

人造培养肉、仿生脂肪产品研发缺少真实动物脂肪的结构理论，复刻不出中餐特有的软糯、入口即溶等口感。

中式肉类菜肴烹饪工艺多样化：烹饪工艺归一化以构建质构差异化样品

为阐明热加工过程中决定脂肪类菜肴独特食用品质与质构特征的内在结构演变，研究采集了一系列代表性脂肪类菜肴，系统表征其感官属性与质构特性。感官与质构参数的聚类热图分析显示，各组间最显著的质构差异来源于黏弹性相关属性，包括弹性、咀嚼性、软糯感、回复性与入口即溶感。据此可将菜肴分为两类：聚类1呈现弹性主导的特征，聚类2呈现黏性主导、入口即溶的质构特征（图1a）。由于各类菜肴采用的烹饪方法差异显著，进一步通过相关性分析评价加工参数对菜肴质构的影响。结果表明，热加工时间是导致质构特性差异的关键因素。因此，为消除加工方式对脂肪类菜肴ECM结构与质构特征的混杂影响，本研究通过蒸汽-加热加工（SHP）流程构建了归一化热加工体系（图1b），以揭示热加工过程中结构动态演变对脂肪组织不同质构特征的贡献。

短时加热（S15、S30）：呈现弹性特征，与回锅肉、蒜泥白肉、炒腊肉等菜肴质构特性相似。

长时加热（S45、S60）：呈现黏性特征，与东坡肉、红烧肉、梅菜扣肉等菜肴质构特性相似。

图1.不同脂肪类菜肴的质构评价与归一化热加工体系的建立。

核心突破：创新发现皮下脂肪组织中基底膜网状弹性蛋白支架的存在

过往学界普遍认为，弹性蛋白仅以线性纤维存在于脂肪小叶间隔，本研究推翻传统认知，通过双光子成像、免疫荧光共定位证实（图2b-c）：脂肪细胞基底膜内部存在网状弹性蛋白支架，这是决定肥肉黏弹性的核心骨架结构。

短时加热（S15~S30）：外层Ⅰ型胶原蛋白（COL1）率先降解，基底膜网状弹性蛋白、Ⅳ型胶原蛋白（COL4）完整逐渐暴露，脂肪组织回复性达到峰值（图2h-i）；

长时加热（S45~S60）：网状弹性蛋白逐渐降解，主要靠皱缩的COL4维持基底膜结构。

图2.SHP处理过程中ECM结构的变化。

多组学定量：从蛋白结构域解析降解时序

开展4D-DIA蛋白组与多肽组学分析，从蛋白分子到结构域降解角度阐明了ECM结构支架演变背后核心结构组分的动态降解机制（图3）：

COL1三螺旋结构热稳定性最弱，加热15 min即大量断裂；COL4三螺旋结构耐受度更高，加热45 min后才显著降解；

弹性蛋白的结构稳定性与弹性高度依赖其锁链素结构，该结构由疏水结构域中相邻赖氨酸之间共价交联形成，其在加热30 min开始断裂。弹性蛋白家族蛋白被筛选为区分长短时热加工菜肴的特征蛋白标志物，从分子结构层面解释了“短时弹、长时黏”的口感差异根源。

图3.基于4D-DIA蛋白组学与多肽组学的ECM核心蛋白降解图谱。

流变 & 油水表征：揭秘“肥而不腻”形成机理

通过流变学、MRI成像、油红O染色及摩擦学等表征，揭秘了肥肉“肥而不腻”的形成机理：

ECM 网络持续破坏，束缚油脂的能力减弱，加工过程大量油脂流失，降低油腻感；

加热带来体系熵增，热诱导脂肪自乳化形成微纳米乳化脂滴，口腔摩擦润滑度提升，进一步降低油腻感。

图4. 流变学特性揭示脂肪组织在热加工过程中的质构图谱。

这项研究在评价代表性脂肪类菜肴关键感官属性与加工参数的基础上，建立了标准化热加工工艺，实现了脂肪组织ECM结构动态演变的监测，并探究了其对质构特性的贡献机制。研究发现，基底膜中暴露的网状弹性蛋白支架是决定脂肪类菜肴质构的关键贡献因子。此外，不同脂肪类菜肴黏弹性的差异，源于热加工过程中弹性蛋白支架与胶原蛋白支架（COL1、COL4）之间的刚弹性动态平衡。ECM的动态演变促进了脂肪迁移，并伴随脂肪乳化现象，进而对感官品质（尤其是油腻感感知）产生关键影响。该研究揭示了ECM支架的内在结构及其热诱导演变规律，阐明了其在调控脂肪类菜肴黏弹性中的核心作用，为脂肪加工技术创新提供了理论参考，也推动了新型培养脂肪组织产品的研发。（来源：EngineeringJournals微信公众号）

相关论文信息：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095809926004248