替代蛋白质：难题与希望

　　最近几年，食品行业的许多利益相关者正提倡增加植物性食品的消费。“植物性产品不仅受到纯素食主义者或素食爱好者的追捧，也受到渴望拥有更健康饮食或遵循弹性素食生活方式的消费者的追捧。”美国Good Foods Group 集团内容营销总监曼迪• 巴顿利（Mandy Bottomlee）指出，该集团主要生产植物性蘸酱、沙拉酱和果汁。

　　“幸运的是，加工食品和饮料的配方制造商有着丰富的蛋白质来源可以选择。成本、供应的可靠性和安全性是重要因素。此外，许多研究正在探讨如何改善新兴植物蛋白的风味、功能和营养等关键特性。”明尼苏达大学食品科学与营养系教授、植物蛋白质创新中心（PPIC）主任B.帕姆•伊斯梅尔（B.Pam Ismail）说。

　　消费者经常把植物基产品的味道和营养属性与传统的动物基产品进行比较，而动物基产品往往占据优势。在国际食品信息理事会（International Food Information Council）发布的 2020 年食品与健康调查报告中，约三成受访者从未消费过植物性肉类和奶制品替代品。

　　然而，同一项调查发现，自2019 年以来，人们对动物蛋白的健康认知有所上升。精心的配方和先进的植物蛋白技术可以提高这些资源的竞争力。

　　例如，每盎司杏仁含有6克蛋白质和4克纤维。当完整的、片状的和粒状的杏仁给食物带来视觉和质地上的吸引力时，各种形式的杏仁粉，包括脱脂杏仁粉，也被称为杏仁蛋白粉，则在配方产品中提供了更多的灵活性。

　　配方食品的蛋白质消化率校正氨基酸评分（PDCAAS）是营养学家和产品开发人员日益关注的重要因素。这个分数与基于人体氨基酸需要量和蛋白质消化能力的蛋白质质量有关。消费品的PDCAAS 值越高，就意味着日价值百分比（%DV）越高。

　　采用配料混合策略可以提高得分。美国杏仁委员会营养研究副主任斯瓦蒂• 卡尔冈卡（Swati Kalgaonkar）指出，为了帮助产品获得更高的％ DV，可以将杏仁蛋白与互补蛋白结合以获得更理想的氨基酸特征。

　　美国农业部食品数据中心（FoodData Central）公布，100 克未烤杏仁含有0.568 克赖氨酸、0.157 克蛋氨酸和0.215 克半胱氨酸。将这种成分与蛋氨酸和半胱氨酸含量较低的豆类或豆类产品混合，可以提高产品的总体％ DV，同时在标签上列出对消费者友好的成分。

　　仿真肉类

　　“在过去的十年里，植物性‘肉’的销售额猛增，美国食品杂货的销售额上升到9.39 亿美元。”ADM 替代蛋白质和特殊成分产品营销总监杰奎琳•舒（Jacquelyn Schuh）说。“如今， 44% 的北美消费者自认为是弹性素食者，他们优先考虑减少肉类总消费量，并在饮食中添加更多的植物性食品。”

　　植物性肉类替代品通常被视为一个新的食物类别。然而，工业生产的植物基类似物已经存在了半个多世纪，尤其是在 ADM 公司。

　　ADM 最初制作的纹理植物蛋白（TVP），是由威廉•T• 阿特金森（William T. Atkinson）在20 世纪50 年代和60 年代发明的，它也是ADM 的商标。Atkinson 开发了一种工艺，利用机械剪切和加热的挤压机，结合水的注入，将大豆粉“纹理化” 成类似肉的物质。最初的TVP 是一种纤维状、海绵状的材料，用作单独的肉类替代产品，也是肉类和家禽产品中的营养补充剂，以降低成本，增加蛋白质含量。

　　多年来，由于加工和配料方面的技术进步，ADM 扩大了其纹理蛋白质的产品组合。开发了具有更中性风味和浅色特征的成分，以确保产品开发人员在开发新的鸡肉、鱼和海鲜等产品应用时，可以从“空白”开始。

　　其他为特殊用途而设计的成分，包括ADM 最近推出的纹理豌豆蛋白、纹理小麦蛋白和非纹理小麦蛋白。Prolite MeatTex 和Prolite MeatXT 小麦蛋白为肉类和海鲜替代产品提供了类似肉类的纹理。

　　了解PDCAAS 的重要性后，ADM 便开发了Arcon T 纹理豌豆蛋白成分。一种形式混合豌豆和鹰嘴豆蛋白，而另一种形式混合了豌豆蛋白和海军豆。它们具有改善的水合特性，并具有更高的PDCAAS 得分。

　　为了满足特定的标签要求和所需的成品属性，配方设计师除了使用坚果、种子、豆类和纹理蛋白成分等整体成分，还会添加功能性蛋白粉。消费者通常希望植物鸡肉风格的肉饼具有与传统鸡肉相同的外观、口感和味道。一种策略是将一种高质量的有质感的大豆浓缩蛋白与ADM 公司的ProFam 大豆分离蛋白混合。

　　提升蛋白质属性

　　大豆成分经过几十年的研究和商业开发，由于其作为强化剂和功能性添加剂的优势，它们仍然占据着植物蛋白市场的主导地位。

　　然而，Ismail 说：“在过去的五年里，豌豆蛋白与大豆的竞争越来越激烈。”目前有很多研究是为了提高它们的生产工艺，以扩大这些成分的功能。其他市场新来者，如面粉和来自其他豆类，如鹰嘴豆、小扁豆、蚕豆和绿豆的蛋白质，也有类似的环境效益，其营养和功能正受到关注。

　　Innova Market Insights 在2020 年6 月的数据，分析了作为替代蛋白质正在使用的前五大配料（在2019 年全球食品和饮料发布中，使用替代蛋白质跟踪的比例）。新产品中小麦面麦麸占44%；大豆蛋白和大豆分离蛋白分别占17% 和11%；水解植物蛋白和豌豆蛋白各占8%。

　　Ismail 说：“目前正在研究如何改善这些新兴植物蛋白的功能特性。”尽管有大麻、向日葵等蛋白质粉末可供消费者、餐饮业和其他希望将额外蛋白质混合到产品中的用户使用，但如果将其用于工业配方的功能，还需要更多的研究。

　　PPIC 的研究也在探索蛋白质的叶子来源（如苜蓿及其种子）、坚果和某些谷物，特别是燕麦、水稻和玉米（最后一个更具挑战性）。人们对如何利用大麻种子作为蛋白质来源也很感兴趣；除大豆外，还有油籽作物，如向日葵、油菜（或油菜籽）、山茶花和败酱草。

　　Ismail 的大部分研究集中于通过优化提取工艺和修饰来增强蛋白质的功能性。在加工过程中，温度、剪切力和pH 值等条件的变化会导致蛋白质展开（即变性）和聚集。蛋白质聚集体不可溶，因此在某些应用中功能性较差。

　　Merit Functional Foods 是一家专注于生产差异化蛋白质成分的公司。“我们生产豌豆蛋白的工艺不同于其他大多数提取蛋白质的工艺，”联合首席执行官瑞恩• 布莱肯（Ryan Bracken）表示。通过修改成品蛋白质成分中某些类型或类别的比例，可以开发出独特和有用的成分功能。

　　该公司还使用膜技术浓缩和纯化豌豆蛋白。Bracken指出，这项技术有几个优点。不仅大部分蛋白质的原有功能得以保留，而且异味、导致颜色变深的化合物甚至抗营养因子都被减少或去除。由此产生的蛋白质颜色较浅，风味强度较低，消化率和溶解度较高。当使用公司的Peazac 850 混合蛋白粉时，就会有一种奶油般的、乳制品般的体验。

　　为了支持这种新成分具有更温和风味的观点，Merit 进行了一项第三方专有研究，使用描述性分析来识别所有豌豆蛋白质共有的关键风味描述因子。Bracken 说：“研究结果表明，与在不同地理位置生产的其他豌豆蛋白相比，Peazac850 的风味强度和苦味都非常低。”

　　该公司还表示，该成分在广泛的pH 值范围内具有更高的溶解度，使其在各种应用中具有更柔滑的口感，而无需添加质感成分。当清洁的标签也是我们的目标时，创造美味的植物蛋白替代品就变得更具挑战性。

　　另一个挑战：清洁标签

　　植物性食品力求与动物性食品的感官属性相匹配，往往有冗长的成分说明，这可能会阻碍其在清洁标签上的努力。例如， “Impossible Burger”有21 种配料；而Beyond Meat 的其中一款产品的配料标签上列出了17 种配料。

　　一些技术处理可能有助于清洁标签的工作。JBT公司Avure Technologies 负责微生物HPP 和生物技术的高级副总裁埃罗尔• 拉胡贝尔（Errol Raghubeer）说，高压处理（HPP）可以帮助减少成分的数量，因为不需要某些粘合剂来保证产品的稳定性，也不需要食品防腐剂来保证食品的安全和延长保质期。

　　高压处理（HPP）被诸多公司用于生产植物性蘸酱、鹰嘴豆泥、沙拉酱、即食食品等，最大限度地延长保质期，确保产品安全。高压处理（HPP）还可能通过增加水胶体材料的功能而具有其他成分的好处。

　　基于植物的替代产品正在蓬勃发展。它们的感官和营养品质肯定会在未来几年内有所提高。

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