堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料研究進(jìn)展

孫家琪，劉 晨，關(guān) 瑩，姜 陽(yáng)，莊瑞宇，路 飛

（沈陽(yáng)師范大學(xué)糧食學(xué)院，沈陽(yáng) 110034）

隨著食品科技的發(fā)展，以及素食、乳糖不耐受等消費(fèi)者的食品需求，“植物基”已成為健康、環(huán)保、新潮的代名詞，而植物基產(chǎn)品的主要增長(zhǎng)引擎就是植物基乳飲料。堅(jiān)果富含植物蛋白（7.50%～21.56%）、脂質(zhì)（42.88%～66.71%）、水分（1.47%～9.51%）、總可溶性糖（0.55%～3.96%）以及大量微量元素，在植物基乳飲料產(chǎn)業(yè)發(fā)展中極具潛力。相較于國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)植物基乳飲料，堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料在口感風(fēng)味和理化性質(zhì)方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，與燕麥、谷物類(lèi)乳飲料相比，因其脂肪含量較高而能有效改善產(chǎn)品口感不夠絲滑、形態(tài)不夠均勻等問(wèn)題；與豆類(lèi)乳飲料相比，因其口味香濃而深受大眾歡迎。綜述近年來(lái)國(guó)內(nèi)外堅(jiān)果類(lèi)植物基飲料原料選取、制作工藝、品質(zhì)改善等研究進(jìn)展，為國(guó)內(nèi)堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料的原料選取

從傳統(tǒng)角度，以核桃、杏仁為堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料基底，容易被大眾接受。近年來(lái)，隨著堅(jiān)果營(yíng)養(yǎng)成分及其功能性研究的不斷深入，兼具營(yíng)養(yǎng)與口感的巴旦木、開(kāi)心果、夏威夷果、榛子等逐漸在植物基市場(chǎng)形成一定的規(guī)模。根據(jù)不同堅(jiān)果原料的特殊營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，通過(guò)科學(xué)搭配，完全可以制備具有特定功能特性的混合型堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料。

1.1 核桃

核桃口感豐富，含有豐富的不飽和脂肪酸、植物蛋白、酚類(lèi)化合物、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，藥用價(jià)值極高，能夠預(yù)防冠心病、糖尿病，防止血清內(nèi)毒素和TBARS 含量增加，抑制AChE 和BuChE 活性，現(xiàn)正研究將其用于治療阿爾茲海默病、帕金森病等疾病。核桃中含有120種酚類(lèi)化合物，是鞣花單寧、類(lèi)黃酮、酚酸的豐富來(lái)源。由于核桃含有大量醛類(lèi)化合物，導(dǎo)致核桃植物基乳飲料具有青草味，制約了產(chǎn)品的發(fā)展。對(duì)此，研究人員采用乳酸菌溫和發(fā)酵的方法來(lái)改善核桃植物基乳飲料產(chǎn)品的風(fēng)味。Liu 等[1]使用植物乳桿菌LP56 溫和發(fā)酵并對(duì)發(fā)酵核桃乳分析評(píng)估表明，經(jīng)LP56 發(fā)酵12 h 后，產(chǎn)品中游離氨基酸、脂肪酸、和芳香化合物均有增加。Cui 等[2]使用開(kāi)菲爾粒發(fā)酵來(lái)改善核桃乳飲料的風(fēng)味，當(dāng)接種3 g 開(kāi)菲爾粒，30 ℃條件下發(fā)酵12 h時(shí)，產(chǎn)品感官評(píng)分最佳。以核桃為原料加工制成的植物基乳飲料知名品牌為2005年投入生產(chǎn)的“六個(gè)核桃”。該產(chǎn)品以其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、特有的功能特性、經(jīng)典的廣告用語(yǔ)而暢銷(xiāo)國(guó)內(nèi)飲料市場(chǎng)。

1.2 杏仁

杏仁具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，含有脂肪（>45%）、蛋白質(zhì)（22.5%）、α-生育酚（24.2 mg/100 g）以及糖類(lèi)、礦物質(zhì)（鉀、鎂、鈣、鐵）等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有高脂肪、高蛋白的營(yíng)養(yǎng)特性，有助于改善空腹血糖受損程度并控制糖尿病患者前期血糖。Bhandari等[3]研究了營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化與部分酶水解對(duì)杏仁乳液凝膠質(zhì)地的影響，結(jié)果表明以杏仁為發(fā)酵植物基乳飲料原料具有很大的潛力。He 等[4]通過(guò)比對(duì)發(fā)酵植物基乳飲料的感官特性和理化性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)杏仁乳液更適合益生菌生長(zhǎng)，使用杏仁作為牛乳替代品具有極大潛力。承德露露1975年研發(fā)生產(chǎn)的杏仁露打開(kāi)了植物蛋白的大門(mén)，并于2022年5月開(kāi)發(fā)出半糖杏仁露產(chǎn)品?！凹葱覩LEANERS”品牌是以中國(guó)藥用杏仁為原料，采用UHT 技術(shù)打造的杏仁植物基品牌。

1.3 巴旦木

巴旦木含有脂質(zhì)（約50%）、蛋白質(zhì)（約25%）、碳水化合物（約20%）等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是膳食纖維、維生素E、核黃素和必需礦物質(zhì)的豐富來(lái)源。巴旦木不僅營(yíng)養(yǎng)豐富，而且口感香甜，是制備植物基飲料的優(yōu)良原料。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)巴旦木產(chǎn)品的研究多以復(fù)合蛋白乳飲料為主。吳曉菊等[5]研發(fā)出銀杏果巴旦木復(fù)合乳飲料；賈娟等[6]研發(fā)了巴旦木紅棗復(fù)合乳飲料；時(shí)慧等[7]對(duì)巴旦木乳飲料的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，通過(guò)單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)，確定使用0.15%黃原膠、0.05%蔗糖酯，0.2%單甘酯、0.12%CMC-Na 復(fù)合穩(wěn)定劑，在60 ℃，30 MPa條件下均質(zhì)兩次效果最佳；郭瑞成等開(kāi)發(fā)出巴旦木風(fēng)味酸奶，在巴旦木漿添加量9.4%、蔗糖添加量7.2%、乳酸菌接種3%條件下發(fā)酵4.2 h，可得到風(fēng)味口感、色澤狀態(tài)最佳的產(chǎn)品。在加工過(guò)程中，為了保持巴旦木奶的營(yíng)養(yǎng)特性，Muhammad 等[8]評(píng)估了TS（熱敏處理）后巴旦木奶的生物活性化合物、抗氧化劑、微生物、酶學(xué)和感官屬性，結(jié)果表明與傳統(tǒng)巴氏殺菌相比，通過(guò)TS 處理后巴旦木奶的生物利用度及安全性均顯著提高，60 ℃條件下TS處理后的產(chǎn)品感官特性最佳。Innova數(shù)據(jù)顯示，2020年以巴旦木為原料推出的植物基產(chǎn)品從53%增加到60.7%，躍居全球首位。OHNUT歐樂(lè)植選公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的巴旦木植物蛋白飲料深受大眾歡迎。

1.4 開(kāi)心果

開(kāi)心果含脂肪（44.8%）、膳食纖維（9.8%）、蛋白質(zhì)（20.8%），還富含植物甾醇、g-生育酚、鉀、維生素K、葉黃素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。開(kāi)心果的樹(shù)脂精油富含香芹酚、莰烯、檸檬烯等生物活性化合物，Alma等[9]通過(guò)瓊脂盤(pán)擴(kuò)散法和最小抑制濃度（MIC）法證實(shí)開(kāi)心果樹(shù)脂精油對(duì)9 種細(xì)菌和3 種致病酵母的生長(zhǎng)具有抑制作用。在制備開(kāi)心果乳飲料過(guò)程中，烘烤能有效改善產(chǎn)品的理化性質(zhì)和香氣成分。Hojjati 等[10]探究烘烤（鹽水中浸泡，135 ℃下烘烤）對(duì)開(kāi)心果揮發(fā)性化合物的影響，發(fā)現(xiàn)烘烤過(guò)程中醛類(lèi)、萜類(lèi)、醇類(lèi)、吡嗪類(lèi)和呋喃類(lèi)成分有所增加，這表明烘烤可使開(kāi)心果保留原有香味并增添一些焙燒香味。Ahmad 等[11]通過(guò)對(duì)比浸泡機(jī)械研磨和烘烤膠體研磨對(duì)開(kāi)心果奶的影響，發(fā)現(xiàn)烘烤開(kāi)心果仁后，在pH=8.5條件下，膠體研磨30 min可得到營(yíng)養(yǎng)成分和理化性質(zhì)俱佳的開(kāi)心果奶。Paola等[12]證實(shí)開(kāi)心果是乳酸菌存活和生長(zhǎng)的良好基質(zhì)，采用MY800 發(fā)酵開(kāi)心果乳飲料比MA400發(fā)酵得到的產(chǎn)品香氣成分更加復(fù)雜，其中α-蒎烯含量達(dá)到24～28 μg/L。開(kāi)心果不僅營(yíng)養(yǎng)豐富，而且蘊(yùn)含美好寓意，具有很大的植物基產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿?。美?guó)Tache 公司推出的開(kāi)心果植物奶被大眾稱(chēng)為美味優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，思瑞科技于2021年推出一種童年記憶口味的開(kāi)心果植物奶。

1.5 榛子

榛仁含脂肪(50.6%～63.8%)、碳水化合物（16.5%）、蛋白質(zhì)(16.2%～18.0%）、膳食纖維(8.2%～9.6%)，還富含維生素E、礦物質(zhì)、生育酚、植物甾醇、酚類(lèi)化合物等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。Schmitzer等[13]研究表明，榛子皮富含多酚物質(zhì)，是天然抗氧化劑和功能性食品成分的潛在來(lái)源。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)榛子乳飲料穩(wěn)定性進(jìn)行了深入研究。Turan等[14]探究烘烤對(duì)榛子乳液流變特性的影響，研究表明烘烤后榛子乳液符合弱凝膠模型，且穩(wěn)定性和抗聚集性有所提高。Osman等[15]探究發(fā)現(xiàn)HPH(高壓均質(zhì)化)將產(chǎn)品稠度從91.82 Pa.sn降至0.51 Pa.sn，并將流動(dòng)指數(shù)從0.15 提高到0.36，實(shí)驗(yàn)表明HPH適用于榛子乳飲料，可提高乳液的微觀結(jié)構(gòu)和流變特性。榛仁是不飽和脂肪酸的良好來(lái)源，為提高榛子綜合利用效率，仝夢(mèng)卓等[16]探究以榛子油工業(yè)的副產(chǎn)品為原料制作榛子蛋白飲料。榛子香甜酥脆的口感深受大家喜愛(ài)，各大品牌相繼推出榛子奶飲品。英國(guó)果汁巨頭innocent研發(fā)一款榛子奶進(jìn)軍中國(guó)市場(chǎng)。中國(guó)品牌植物標(biāo)簽打造富含維生素E的榛子植物奶，通過(guò)多營(yíng)養(yǎng)低負(fù)擔(dān)方式吸引消費(fèi)者。

堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料的原料種類(lèi)見(jiàn)表1。

2 堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料制備關(guān)鍵環(huán)節(jié)

堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料制備的關(guān)鍵加工步驟包括原料預(yù)處理、均質(zhì)、發(fā)酵、滅菌等，每一步加工工藝的順序、溫度、時(shí)間、壓力等均與最終產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)、理化特性、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值密不可分。雖然堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料制備工藝已相對(duì)成熟（見(jiàn)圖1），但依存在植物蛋白吸收利用率低、穩(wěn)定性差、風(fēng)味單一、存在過(guò)敏原等不良特性，須根據(jù)原料特性采取合理而簡(jiǎn)便的工藝流程。

2.1 烘烤

通過(guò)對(duì)堅(jiān)果的烘烤，可以豐富產(chǎn)品口感、提升色澤、改善質(zhì)地、降低過(guò)敏原等。堅(jiān)果烘烤過(guò)程涉及大量微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)變化，如水分含量降低、營(yíng)養(yǎng)成分改變、顏色變化等，還能提高乳液穩(wěn)定性和分離蛋白溶解度。Schmitzer等[13]通過(guò)HPLC-MS鑒定出榛子含有一些酚類(lèi)化合物，探究了烘烤過(guò)程中去皮對(duì)酚類(lèi)化合物含量和抗氧化能力的潛在影響。結(jié)果表明，榛子皮含有大量酚類(lèi)化合物，這些酚類(lèi)化合物在榛子果肉中不存在。因此，去皮會(huì)極大影響榛子的營(yíng)養(yǎng)特性，而熱加工和烘烤條件對(duì)酚類(lèi)化合物影響較小。孫曉慧等通過(guò)分析榛子果仁的色澤、香脆度、含水量等因素，確定160～170 ℃是榛子果仁的最佳烘烤溫度，但這些效應(yīng)隨著加熱時(shí)間和溫度升高而降低。在烘烤過(guò)程中，酚類(lèi)化合物的耐熱性不僅取決于化學(xué)結(jié)構(gòu)，還與原料基質(zhì)的特性密不可分。隨著烘烤條件的增加，榛子、澳洲堅(jiān)果和核桃的抗氧化活性顯著降低，而杏仁和開(kāi)心果的抗氧化活性保持穩(wěn)定或略有增長(zhǎng)?？梢?jiàn)，只有在特定條件下進(jìn)行烘烤，才能最大限度地顯現(xiàn)出堅(jiān)果原料的價(jià)值。

2.2 均質(zhì)

堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料通常會(huì)進(jìn)行均質(zhì)化處理，以改善微觀結(jié)構(gòu)特性及流變特性，最終提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性、透明度和白度指數(shù)。堅(jiān)果中含有的大量蛋白質(zhì)、膳食纖維、油脂等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，會(huì)大大影響產(chǎn)品的流變特性。Briviba 等[17]通過(guò)超高壓均質(zhì)化(UPHP)處理杏仁奶，發(fā)現(xiàn)平均粒徑增加約3 倍，并且抗原性蛋白幾乎完全喪失。為攻克杏仁奶穩(wěn)定性與感官要求的難題，Yahya 等[18]通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化杏仁奶產(chǎn)品的穩(wěn)定性，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在卵磷脂、變性淀粉和瓊脂用量分別為0.09%，1.31%，0.15%的條件下，超聲處理4.9 min得到的杏仁奶理化性質(zhì)與感官體驗(yàn)最佳。超聲均質(zhì)可能是最適合杏仁奶產(chǎn)品的均質(zhì)方法，超聲均質(zhì)與穩(wěn)定劑結(jié)合能有效提升杏仁奶產(chǎn)品的光澤度、改善口感。因此，應(yīng)根據(jù)不同堅(jiān)果的營(yíng)養(yǎng)特性選擇合適的均質(zhì)方法，尤其注意過(guò)度加工造成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失或蛋白質(zhì)變性等問(wèn)題。

2.3 發(fā)酵

發(fā)酵技術(shù)歷史悠久，發(fā)酵食品種類(lèi)繁多。使用發(fā)酵技術(shù)制備堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料能夠有效提升營(yíng)養(yǎng)價(jià)值并改善風(fēng)味。通過(guò)食品級(jí)微生物的生長(zhǎng)有效提升堅(jiān)果蛋白的生物利用率、蛋白質(zhì)溶解度、揮發(fā)性香味以及必需氨基酸組成。不同菌種發(fā)酵可得到不同效果，如酵母發(fā)酵以維生素產(chǎn)量高而著名，乳酸菌發(fā)酵能夠大大提升產(chǎn)品抗氧化能力。與單一發(fā)酵相比，混合培養(yǎng)發(fā)酵能明顯減少抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)并提高礦物質(zhì)含量。Sanni等[19]研究發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌和嗜酸乳桿菌混合培養(yǎng)發(fā)酵相比單一發(fā)酵消除植酸和胰蛋白酶抑制劑的效果顯著提升；Rekha 等[20]研究發(fā)現(xiàn)利用植物乳桿菌B4495 發(fā)酵將鈣的生物利用度提高了大約6倍。Bernat等[21]利用羅伊氏乳桿菌和嗜熱鏈球菌的混合培養(yǎng)物發(fā)酵杏仁，產(chǎn)品的亮度和白度指數(shù)值均有所提高。近幾年，我國(guó)科研工作者開(kāi)展了利用發(fā)酵處理方法制作堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料的相關(guān)研究，湯木果等[22]以核桃為原料，利用直投式Y(jié)F-L904 菌種，在31.5 ℃下發(fā)酵16 h，得到高蛋白、低脂肪的植物基核桃酸奶。鑒于目前對(duì)微生物相互作用及堅(jiān)果營(yíng)養(yǎng)特性認(rèn)知仍存在局限性，故目標(biāo)菌株選擇組合仍采用試錯(cuò)法進(jìn)行。針對(duì)堅(jiān)果營(yíng)養(yǎng)特性，合理預(yù)測(cè)目標(biāo)菌株的協(xié)同作用是新型發(fā)酵型植物基堅(jiān)果飲料的發(fā)展趨勢(shì)。

2.4 滅菌

熱殺菌和非熱殺菌是植物基堅(jiān)果乳飲料制作過(guò)程中主要采用的殺菌技術(shù)手段。熱殺菌原理是根據(jù)病原菌與營(yíng)養(yǎng)成分之間耐熱性的差異來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的有效控制，消除可能存在的任何病原微生物，但可能對(duì)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分、理化性質(zhì)等產(chǎn)生不利影響。非熱殺菌技術(shù)如超高壓殺菌、高壓脈沖電場(chǎng)、高密度二氧化碳?xì)⒕?、超聲波殺菌等技術(shù)已形成一定規(guī)模，但依存在殺菌不徹底、成本高、超高壓處理使脂肪球聚集等問(wèn)題。此外，作為非熱滅菌方法的微過(guò)濾也是消除微生物和延長(zhǎng)保質(zhì)期的一種選擇。

3 未來(lái)展望

結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料研究與發(fā)展?fàn)顩r，提出以下建議：1）提升堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和感官體驗(yàn)。從加工原料看，堅(jiān)果果皮一般較為苦澀，在赤蘚糖醇全球供應(yīng)不足、添加高糖影響健康的情況下，甜菊糖苷、羅漢果甜苷等熱量低、甜度高且具有保健功能的天然代糖逐漸在植物基乳制品市場(chǎng)占據(jù)優(yōu)勢(shì)。從制作工藝分析，雖然堅(jiān)果具有很高的抗氧化能力，但其親水性酚類(lèi)物質(zhì)含量低，多數(shù)生物活性化合物在加工過(guò)程中遺留在廢物中而破壞口感，因此，對(duì)加工副產(chǎn)物進(jìn)行深度開(kāi)發(fā)與利用，探究加工過(guò)程對(duì)產(chǎn)品抗氧化能力影響，對(duì)物盡其用、增加收益等具有重要意義。2）充分利用發(fā)酵技術(shù)強(qiáng)化營(yíng)養(yǎng)。發(fā)酵風(fēng)味及質(zhì)構(gòu)優(yōu)化是國(guó)內(nèi)堅(jiān)果類(lèi)植物基乳飲料的研究難點(diǎn)，可采用動(dòng)物模型評(píng)價(jià)或細(xì)胞學(xué)評(píng)價(jià)的方法，探究發(fā)酵過(guò)程中風(fēng)味物質(zhì)與功能因子的變化情況，科學(xué)調(diào)整原料營(yíng)養(yǎng)組分，進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品功能。3）巧妙定位，錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)。面對(duì)國(guó)外植物基高營(yíng)養(yǎng)、低熱量產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)，有必要采取巧妙定位、錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)等方式，打造具有中國(guó)特色的功能性差異化產(chǎn)品，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力?？蛇m當(dāng)增加草藥、植物、菌類(lèi)等植物基原料，豐富產(chǎn)品類(lèi)型，開(kāi)發(fā)營(yíng)養(yǎng)、口感、功能俱佳的新產(chǎn)品。發(fā)揮千年中醫(yī)文化優(yōu)勢(shì)，打造“藥食同源”高品質(zhì)堅(jiān)果類(lèi)植物基乳產(chǎn)品，是中國(guó)植物基產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的特色之路，也是核心競(jìng)爭(zhēng)力之所在。