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《中国食品学报》特约文章推荐——食品胶体在植物蛋白肉中的应用研究
2022-09-09 16:31 新闻来源:中国食品科学技术学会 浏览人次:

本期介绍上海交通大学农业与生物学院方亚鹏教授发表在《中国食品学报》第22卷第8期特约专栏上的文章《食品胶体在植物蛋白肉中的应用研究》。

植物蛋白资源丰富、廉价易得,且具有多种生理功能。全面开发利用植物蛋白,生产绿色、环保、节能、安全、营养、健康的植物蛋白肉是未来食品发展的重要方向。文章聚焦高湿挤压植物蛋白基仿生肉制品,重点综述蛋白质、多糖等食品胶体在植物蛋白肉中的应用研究,脂肪模拟物的开发及其在植物肉中的应用情况,总结植物肉产业发展所面临的关键技术挑战。

植物肉基质的组成、成分种类和含水量会对最终产品的质地和口感产生重要影响。基于干法(水分含量<40%)挤压膨化组织化大豆蛋白制备的第1代植物肉虽然是市售主流产品,但是存在组织化程度低,咀嚼性差,缺乏肌肉纤维的质地与口感等问题。基于湿法(水分含量>40%)挤压植物蛋白重组技术(图1a)生产的高水分组织化大豆蛋白的纤维化程度较高,富有弹性和韧性,无需复水即可直接食用,与动物肉具有相似的结构(图1b),在替代传统组织化大豆蛋白方面具有广阔的市场前景。

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图1 双螺杆高湿挤压原理示意图(A)及高水分组织化植物蛋白与熟牛肉、猪肉、鸡肉的微观结构图(B)

市售组织化蛋白基植物肉的配方主要包括6种成分:水、蛋白质、调味剂、脂肪、黏合剂和着色剂。其中蛋白质和多糖等食品胶体在产品识别和差异化中起着至关重要的作用,而脂肪类物质是改善风味、质地、口感和营养方面的关键因素。

1. 蛋白质

植物蛋白主要由球状蛋白组成,在挤压蒸煮过程中球蛋白的高级结构会在温度场、剪切场、压力场和水的综合作用下(图2)被破坏,蛋白质发生变性和结构重组,形成类似动物肌肉纤维的织态结构。几乎所有的植物蛋白都可以作为制备植物基人造肉的原料。

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图2 高湿挤压过程中蛋白组织化机理图

1.1 豆类蛋白质

大豆分离蛋白(SPI)、大豆浓缩蛋白(SPC)和豌豆分离蛋白(PPI)由于价格较低且具有较好的乳化性、凝胶性、持水性和脂肪结合特性,因此普遍应用于市售植物肉产品中。

1.2谷类蛋白质

小麦蛋白(WG)具有黏弹性、黏结能力、面团形成能力和发酵能力,可以用作肉饼的增稠剂,也可作为香肠制品的黏合剂,还可黏合大块食品制作重组食品。大米蛋白中的谷蛋白还有通过二硫键连接的亚基具有改善植物肉质构的作用。除小麦和大米蛋白,还有玉米、大麦、燕麦、高粱蛋白等都可以用于组织化蛋白的生产中。

2. 碳水化合物

在植物蛋白基素肉产品中,碳水化合物通常作为黏合剂和结构助剂用于改善纹理度,增加植物肉的持水性,改善产品质地。碳水化合物可以分为2大类:第1类是多糖及其衍生物胶体,第2类是可消化淀粉。多糖类胶体由于具有多元醇(OH基团)结构,通常带有负电荷基团(硫和羧基),能够通过氢键和离子-偶极子相互作用强结合水,从而提高植物肉的厚度和稠度,减少烹饪损失,而淀粉可通过与水结合固定脂肪,改善流变性、质地和稠度,减少水分析出,并使油乳化。

3. 脂肪模拟物

动物脂肪是肉类风味、质地、多汁性和口感的主要因素。天然脂肪是混合甘油酯的混合物,多为饱和脂肪酸,而植物脂肪中多为不饱和脂肪酸。为了模拟动物脂肪,选用熔点高的椰子油、棕榈油用作植物脂肪;为了开发类似动物脂肪的质地和口感,从热带水果中提取的固体脂肪,如椰子和可可豆,与含有更多不饱和脂肪酸的液体油,如葵花籽油和菜籽油混合;为了让植物汉堡和香肠看起来像普通绞碎的牛肉和猪肉香肠肉饼那样有大理石花纹,将饱和及不饱和油的混合物搅成白色脂肪小球;为了保证营养和风味,会添加香油和牛油果油。此外,卡拉胶、魔芋胶、可得然胶等与大豆蛋白复合制备的乳液凝胶也可以作为脂肪替代物制备植物基低脂肉制品。

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图3 可得然胶-大豆蛋白复合物制备的乳液凝胶用于脂肪模拟

4. 总结与展望

我国植物性食品产业处于初期模仿和升级阶段。如何制备具有与动物源肉制品相似的色泽、质地、风味和口感的仿生肉制品,是亟需解决的行业卡脖子问题。植物蛋白肉在组分优化、质构改良和风味提升方面的突破,是未来植物基食品面临的关键技术问题。深度挖掘我国特色豆类蛋白,是丰富植物蛋白来源,解决仿生肉原料单一问题,缓解我国长期依赖进口大豆的现状,实现仿生肉制品结构与营养品质创新提升的有效途径。此外,建立和完善植物蛋白基仿生肉产业的监管体系和法律法规,对植物蛋白基仿生肉生产全过程实施监管,在产品安全性和营养成分评价方面形成一整套独立的标准体系和客观的监管体系,促进植物蛋白基仿生肉产业的良性发展。

 

原文链接:https://t.cnki.net/kcms/detail?v=UqSGBxIv6EQsf5b0ypgMBlB0YC7iIBWVCACMBA0zlY1w169tVa-30ssX-9mbyOuu3W8X8Na5G9aD0Fx-7i3h6n_lQqrQhK8mdzPetbKCCCQVecIBftgSQg==&uniplatform=NZKPT


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