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为什么植物肉或成未来食品研究的“宠儿”?
2020-06-02 11:20 新闻来源:未来食品科技(微信号) 浏览人次:

根据《中国植物肉市场洞察》Data100发布的数据显示,预计10年后全球肉类市场的规模将达到1.4万亿美元,其中“替代肉类”的市场占比将从目前的不到1%提升到10%,超过万亿元人民币。那么,为什么植物肉等替代肉类产品将有可能成为未来食品研究的“宠儿”?5月28日,由江南大学和荷兰瓦赫宁根大学及研究中心联袂直播的“江南大学-瓦赫宁根大学及研究中心未来食品云端系列论坛”,在第一期以蛋白新资源为话题的报告与讨论中或将给我们答案。

一、目前中国民众对于人造肉目前的接受程度如何?

素食在中国源远流长,中国民众历来对素食的接受度很好,因此对于人造肉尤其是植物肉,大多数是不排斥的。特别是从去年Beyond Meat以人造肉概念成功上市后,人造肉以健康、环保概念植入消费者心中。我国的年轻一代,同样比较喜欢关注新奇、有趣的东西,追求品质生活、注重营养和健康,也关注环保和社会可持续发展。因此在未来,随着人们环保、动物保护意识的增强,人们可能更加愿意尝试不依赖于动物养殖的人造肉产品。人造肉产品对传统肉食产品并不是取代与被取代的关系,而是互相补充、竞争促进、共同发展的关系。

二、目前人造肉发展迅速,为什么植物肉会兴起?人造肉和真实的肉对比,有什么优势?

人造肉应该主要可以分为两大类,一种是植物蛋白肉,另外一种是细胞培养肉,是两类不同性质不同来源的人造肉。目前培养肉由于法律法规、技术和成本等问题,短期内是无法上市的。而植物蛋白肉由于技术相对成熟,植物蛋白肉的原料拉丝蛋白、组织化蛋白以及颗粒蛋白等,基于挤压机生产的,技术非常成熟,早在20多年前已经成功商业化,最初只是作为牛肉、猪肉、鸡肉等肉禽制品原料肉的部分替代,被用于肉禽制品中。但2019年,Beyond Meat以人造肉概念成功上市后,全植物的肉的模拟物,以全素、健康、环保的新概念形态出现,得到了广大消费者认可,因此忽然兴起。这种全素的植物肉,由于是采用组织化蛋白等重组整形而成,本质上是一种重组食品,即可以按需定制食品成品的营养价值,因此,成为了一种很好的营养和健康食品的载体。

事实上,各种天然食品,都或多或少有一些潜在的营养或者健康方面的不足甚至缺陷,例如猪肉和牛肉等红肉,世界卫生组织分支部门——国际癌症研究机构(IARC)在前几年甚至发表调查报告,将加工肉制品及红肉分别列为1类致癌物和2A类致癌物;而各种植物,或多或少也都存在氨基酸平衡、消化率等不如动物蛋白的不足。而植物肉,作为一种重组食品,可以为消费者的营养需求量身定做,例如可以强化维生素、矿物质、改变脂肪酸比例等等,这种重组方式在营养层面,其实有着很好的优势。随着素肉行业发展的更加成熟和稳定,素肉加工技术,包括原料蛋白的组织化技术、成型技术以及风味提升技术等的大幅度进步,素肉产品必然会受到很大欢迎,拥有广阔的发展前景。

三、植物蛋白被广泛认为是下一代肉替代产品中的重要成分,但是不同部位不同种类的肉制品会有不一样的质地,我们怎样可以模拟真实肉制品的口感?

不同部位不同种类的肉制品的差异,主要表现在纤维结构、脂肪含量等方面,想要真实模拟不同部位或者不同种类的肉制品目前是非常难实现的。目前植物肉开发中,唯一相对比较成功的产品就是汉堡类产品,为什么这类产品比较成功呢?因为碎肉产品,风味比较浓厚,且被夹在汉堡中有大量其它蔬菜、调味品以及谷物混在一起食用,使得消费者对于肉饼本身颜色风味和质构的辨识度比较低。迄今为止,尚无成功的整块肉商业化开发成功,更不用说不同部位的肉的问题。首先,肉制品的多样性使得产品具有不同的特点,也就是说,产品的肉质、外观比如纤维形态、持水性、风味都是非常重要的影响因素。

要进一步提升植物肉的拟真感,第一步,可能需要模仿真实的红肉在加工过程的变色,天然的血红蛋白在加热后、或者遇到亚硝酸盐是会变色的,而植物色素不会!第二,不同部位肌肉的纹理结构不同,目前的挤压技术,无论是干法还是湿法,制造出来的拉丝蛋白,其纹理结构以及复水后的持水持油性与真实原料肉还是有着重大差别,需要进一步提升。第三,不同部位的真实的肉是存在相应的周边组织包括脂肪组织和结缔组织的,目前植物肉的开发尚未涉及到这些层面,要模仿不同部位不同种类的动物肉,这些周边组织也需要进一步开发成熟,比如吃雪花牛肉,雪花就是脂肪组织。但是由于需要考虑的因素非常多,造成实际开发和生产中完全实现模拟某种特定产品的口感目前还难以实现。

目前关于肉类的研究成果很多,为我们在后续工作中更好的模拟不同部位不同种类的肉制品提供了非常重要的研究基础。

四、在植物蛋白肉中往往吃的过程中会有豆腥味,以及会有大豆食品风味失衡的问题,对于人造肉或者素肉,有什么特效方法可去掉豆腥味,使产品肉味更真实?

这是素肉制品研发过程中的一项技术难点,目前仍没有很好的解决办法。毕竟是全素的植物蛋白肉,作为主要原料的植物蛋白,无论何种蛋白,都或多或少有各自的风味。大豆蛋白做的产品,就会有豆味,无论是加香精还是加香辛料,长时间咀嚼,都会有豆制品味道。目前大豆蛋白在植物肉中的应用有两个方面,一个是大豆蛋白作为素肉的原料,形成拉丝蛋白或者颗粒蛋白;另外是大豆蛋白用作整形的原料,例如汉堡的成型。所以,如果要保持大豆素肉制品良好的风味特性,这两个方面都要控制。主要集中在以下几方面:1、转基因大豆。通过敲除大豆中与豆腥味相关的基因,可以显著消除豆腥味。国内的一些研究机构在这方面已经做了很好的工作;2、物理方法。可以通过乙醇洗涤等方式降低原料本身的风味,同时控制原料内源性脂肪氧合酶以及其他脂肪氧化相关的酶的含量。也可以采用加热处理措施,使豆腥味相关的充分挥发,消除大豆食品中的豆腥味;3、酶法。采用一些适当的酶,消除大豆食品中的豆腥味;4、香精掩盖技术。大豆食品中的豆腥味是一个长期存在的问题,有一些国际香精香料企业针对豆腥味研发了一些对应的香精。香精等原料的开发要针对大豆的特质,使得香精在加入食品后仍然能够发挥有效性,因为很多加入的风味物质和大豆蛋白的结合力不同,释放性能不同,所以针对体系单独开发,效果比较好。

上述方面都可以很好的处理豆腥味的问题,在应用层面主要是安全监管和成本方面的问题。

五、植物蛋白肉是否会产生有害物质,危害食品安全?

植物蛋白肉在使用植物蛋白主要有组织化蛋白、以及用于填充或者其它用途的各种型号植物蛋白。以大豆蛋白为例,大豆蛋白正常的挤压加工、或者热处理、或者酶处理,结构设计途径都是比较温和的,比如说,即使是挤压加工,虽然温度比较高,但时间很短,也许会诱发一定的美拉德反应或者氧化反应,但是时间短,潜在可能有损健康的产物积累有限。其他的处理方式例如酶切处理,有害物质几乎不会产生。除非是后期有过度的热处理,或者非常长时间的存放,导致较为显著的美拉德反应和氧化反应等。所以说食品中大豆蛋白的正常的工业化加工,很少有产生危害物的条件。

六、请问细胞培养肉和植物蛋白造肉有什么质地或者结构上的区别吗?

真正的肉具有很好的纤维状结构,所以植物蛋白加工的主要目的就是通过物理加工的手段,使植物蛋白可以形成动物肌肉组织类似的结构,其质构、形态以及风味口感的拟真性与真实肉还是有较远距离的,目前各个研究机构和企业等,也都在研究如何从原料层面更进一步拟真。细胞培养肉原则上应该是更接近于真实肉的技术途径,但目前该技术还处在培养动物细胞的层面上,尚未有效形成肌肉组织。另外,我们知道养殖鸡和走地鸡,其质构和口感都有很大的差别,这还不是培养与养殖的关系,仅仅是运动与否导致的差异。而目前培养肉仅仅完成了细胞培养层面,尚未进入肌肉组织层面,更未达到运动与否层面,所有这些问题,都有待于更进一步的研究。

七、植物蛋白肉未来的发展方向?面临的挑战有哪些?可以有哪些解决方案?

未来的发展方向:

1、需要整合国际科研力量,结合多学科研究成果,包括化学、物理、食品加工等,以便进一步开发肉类替代品,这将是一个系列工程,包含了从蛋白质来源开发、组织化技术、重组和产品色香味形和营养健康品质等多方面的综合考量;

2、需要进一步开发植物蛋白的重组加工和颜色风味提升技术,包括混合成型技术、微生物发酵技术、剪切技术、3D打印技术等;

3、除此之外,也需要借助强大的仪器分析设备与定性定量分析方法,从而实现对相关属性进行测定与加工指导。

面临的挑战:

1、目前素肉产品的发展受到一些技术和市场因素的制约和挑战。首先,目前素肉发展的主要受种类和形态有限性的制约。一些更高技术层面的整肉的模拟技术尚未达到大规模工业化等级,尚未真正意义商业化。而相对技术成熟的碎肉产品,由于技术门槛相对低,生产者众多,产品品质也层次不齐。

2、国内市场本来就有很多素食和谷物原料挤压成型的零食小吃,零零总总,已经占据了高中低不同层面的市场,也有了各自的消费人群。技术原理其实差距并不是非常大。再则,素肉目前尚无标准。因此,如何规范市场,也是这个产业发展的面临的挑战。

3、素肉的蛋白原料和传统肉品本质是不一样的,主要是以植物蛋白通过原料的重组等形式模拟真实肉品的风味和食用性。但是,由于传统肉品中的动物肌肉蛋白主要是由盐溶性蛋白和部分可溶性蛋白组成,并且脂肪含量高,加之肉品本身复杂的肌肉组织结构,这些因素共同赋予了传统肉品良好的、独特的肉香风味特性。然而,由于植物拉丝蛋白组成结构方面的单一性,并且拉丝蛋白不具有良好的持水性和持油性等特性,虽然经过工艺上的优化和仿真,但是和真正的肉制品仍有着很大的差别。因此,如何提升植物蛋白肉的风味和消费者接受度,以及如何提升其营养价值是素肉产品未来的发展仍然面临的巨大挑战,还有很长的路要走。

解决的方案:

1、利用胶体成型技术。这也是目前市场目前一些仿生制品,例如仿鱼翅、仿鱼籽、素丸子等一些素食生产方式,用这种方式可以生产出不同种类和感官品质的产品,但是产品通常缺乏纤维状外观;

2、利用微生物技术/发酵技术,可以用于生产植物肉产品用植物源血红蛋白,目前也已经在美国、澳大利亚和新西兰被许可应用,植物源血红蛋白的应用可以有效改善植物肉的颜色和风味问题;

3、利用挤压法,目前用于生产植物肉原料,拉丝蛋白和颗粒蛋白等,重组后可以做成碎肉产品,比如植物肉汉堡等;

4、采用剪切技术,这是一种小规模生产技术,也可以生产出良好的纤维状结构产品;

5、采用3D打印技术,该技术现在已经在食品行业得到了一些应用,如果未来植物肉原料蛋白结构改造和规模化生产能够得以突破,该技术将可以灵活生产出各种类型的模拟肉制品和模拟肉制品原料,将值得期待。

Start at 2015-10-19 10:30 AM