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2024年8月荷蘭瓦赫寧根大學的研究發現，過去常被視為農業副產物的番茄葉，其蛋白質含量可達乾重的28％，主要來源為光合作用酵素Rubisco，具備發展植物性蛋白的潛力。然而細胞壁結構、葉片老化與脂質含量等因素皆影響蛋白萃取效率。透過植物育種與製程優化，番茄葉有望從副產物轉化為永續蛋白的新資源。

撰文＝編輯部

在尋求永續與高效蛋白質來源的全球趨勢下，作物副產物的再利用日益受到關注，而番茄為世界重要蔬果作物，其果實廣泛應用於食品加工，但葉片與莖部則多作為農業廢棄物處理。

2024年3月由荷蘭瓦赫寧根大學（Wageningen University＆Research）發表於《Plant Physiology and Biochemistry》的研究指出，番茄葉含有高濃度的植物性蛋白質，若能有效萃取與利用，將可成為未來植物蛋白開發的重要素材，也為副產物高價值化提供嶄新方向。

番茄葉蛋白質的潛力開發：Rubisco

番茄葉的蛋白質含量高，占整體重量27～28％，其中大多數來自光合作用所需的酵素，特別是Rubisco（核酮糖－1,5－雙磷酸羧化酶），是地球上最豐富的蛋白質之一。Rubisco除了在植物中參與碳固定機制，亦具備良好的營養與機能性，具有潛力製作植物性蛋白粉、功能食品或替代性蛋白來源。

然而，與來自種子或豆類的蛋白質不同，來自葉片的蛋白質會攜帶葉綠素等天然色素，導致萃取物呈現綠色，在應用上需克服消費者的色澤接受度與口感認知障礙。

葉片老化也會影響蛋白質萃取？

儘管番茄葉的蛋白含量可觀，但實際萃取效率受限於多種因素。研究結果發現，植物細胞壁是蛋白釋出的主要物理障礙，尤其是葉齡增加時，細胞壁中果膠類多醣（以半乳糖醛酸為主）的含量會上升，導致結構更加緊密，不利於蛋白質滲透與釋出。

在葉片老化過程中蛋白質也會逐漸被內源性蛋白酶分解為小分子胜肽與胺基酸，這些分解產物難以透過傳統酸鹼沉澱法被回收，進一步降低蛋白萃取量。此外，研究指出部分番茄品種葉表的蠟質與脂質含量亦偏高，可能形成疏水性屏障，妨礙水溶性萃取劑的滲透，尤其在野生品種中更為明顯。

蛋白質萃取率高達58％！

本研究使用鹼性溶液進行初步蛋白質萃取，再透過酸沉澱方式回收蛋白，並比較了4個番茄基因型在不同生長階段與葉位的萃取效率。研究結果顯示：

1、年輕葉片（頂端）萃取率最高，蛋白回收率可達55～58％，中位與底部老葉萃取率僅有2～6％。

2、高含量的半乳糖醛酸與阿拉伯糖與低萃取率顯著相關；半乳糖與葡萄糖含量則與高萃取率呈正相關。

研究還指出，細胞壁中果膠結構的直鏈比例（homogalacturonan）越高，其對蛋白釋放的限制越明顯。此外，野生番茄基因型的脂質與纖維含量較高，影響整體蛋白回收效率。

植物副產物高價值化的實踐與挑戰

番茄葉不僅具備成為植物蛋白新來源的潛力，但也同時指出，細胞壁組成、植物生長階段與品種差異皆為關鍵限制因素。若未來能結合基因體選育技術與蛋白體分析，針對Rubisco降解途徑、細胞壁結構進行優化調控，並搭配更高效的蛋白萃取流程，番茄葉將不再只是農業副產物，而是值得開發的高價值資源。

研究團隊亦建議將此類蛋白應用於營養補充粉、功能食品或混合型植物蛋白中，並持續探索在色澤、風味與消費接受度上的調整策略。不過，目前從葉片中大規模萃取Rubisco仍存在技術與成本挑戰，短期內尚難全面工業化。透過科學研究與應用創新，番茄葉有望從田間廢棄物，轉化為支持永續蛋白經濟的新成員。

審稿編輯：林玉婷

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參考資料
▶Food Navigator, Tomato leaves: The next miracle protein?
▶Wageningen University＆Research, Extracting protein from tomato leaves: promising, but still not that simple