食品膠體在植物蛋白肉中的應(yīng)用研究

方亞鵬，趙一果，魯 偉，厲曉楊，孫翠霞

（上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院 上海 200240）

蛋白質(zhì)是人類健康生活必需的營養(yǎng)元素，與機(jī)體的生長發(fā)育等多項生命活動緊密相關(guān)。動物源肉制品是人體補(bǔ)充蛋白質(zhì)的主要來源，然而，動物蛋白膽固醇含量較高，且牲畜飼養(yǎng)占用大量土地和水資源，存在污染環(huán)境、危害人體健康等問題[1]。至2050年，全球人口數(shù)量預(yù)計將超過90 億，人均肉類需求量增長75%，環(huán)境壓力持續(xù)加重，動物蛋白供給緊張，或?qū)⒉荒軡M足人類對蛋白質(zhì)的需求。尋求新的蛋白資源已刻不容緩。

植物蛋白資源豐富、廉價易得，且具有多種生理功能，如降血糖，預(yù)防心血管疾病等?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和大量臨床醫(yī)學(xué)實踐證明，長期堅持食用植物性食品能夠有效降低不科學(xué)飲食導(dǎo)致的潛在疾病風(fēng)險，有效預(yù)防慢性疾病發(fā)展和控制亞健康人群數(shù)量增長，有效提高全社會的健康水平?！秶駹I養(yǎng)計劃（2017—2030）》和《“健康中國”2030 規(guī)劃綱要》兩個綱領(lǐng)性文件提倡補(bǔ)充植物蛋白，并計劃至2030年將居民的肉食量降低50%[2]。全面開發(fā)利用植物蛋白，生產(chǎn)綠色、環(huán)保、節(jié)能、安全、營養(yǎng)、健康的植物蛋白肉，是未來食品發(fā)展的重要方向。

植物蛋白肉是以植物蛋白為基料，通過一定的技術(shù)手段制備具有動物肉纖維結(jié)構(gòu)、質(zhì)構(gòu)、顏色、風(fēng)味、口感和外觀的仿生肉制品。植物肉基質(zhì)的組成、成分種類和含水量會對最終產(chǎn)品的質(zhì)地和口感產(chǎn)生重要影響?；诟煞ǎㄋ趾浚?0%）擠壓膨化組織化大豆蛋白制備的第1 代植物肉雖然是市售主流產(chǎn)品，但是存在組織化程度低，咀嚼性差，缺乏肌肉纖維的質(zhì)地與口感等問題。基于濕法（水分含量＞40%）擠壓植物蛋白重組技術(shù)（圖1a） 生產(chǎn)的高水分組織化大豆蛋白的纖維化程度較高，富有彈性和韌性，無需復(fù)水即可直接食用，與動物肉具有相似的結(jié)構(gòu)（圖1b），被譽(yù)為新一代“素肉”制品，在替代傳統(tǒng)組織化大豆蛋白方面具有廣闊的市場前景[3]。然而，在高水分組織化大豆蛋白的創(chuàng)新研究方面，美國、日本等發(fā)達(dá)國家處于領(lǐng)先地位，我國因擠壓設(shè)備受限尚處于起步階段。同時，由于擠壓機(jī)的黑箱特性，擠壓工藝條件的復(fù)雜多變性以及物料在擠壓機(jī)內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性等原因，擠壓過程中蛋白組織化結(jié)構(gòu)形成的分子機(jī)制尚不明確，纖維狀結(jié)構(gòu)等品質(zhì)無法有效調(diào)控[4]。鑒于此，開展高濕擠壓植物蛋白組織化特性及品質(zhì)調(diào)控研究，對于提升我國食品擠壓技術(shù)水平，趕超世界發(fā)達(dá)國家植物基食品產(chǎn)業(yè)具有重要意義。

圖1 雙螺桿高濕擠壓原理示意圖（a）及高水分組織化植物蛋白與熟牛肉、豬肉、雞肉的微觀結(jié)構(gòu)圖（b）[3]Fig.1 Scheme diagram of a twin-screw extruder for high-moisture extrusion （a） and scanning electron micrographs of texturized plant protein and cooked beef，pork and chicken （b）[3]

物料性質(zhì)及組成對擠壓產(chǎn)品組織化特性的影響顯著且復(fù)雜。市售組織化蛋白基植物肉的配方主要包括6 種成分（表1）：水、蛋白質(zhì)、調(diào)味劑、脂肪、黏合劑和著色劑[5]。其中水占總成分的50%～80%，在植物肉制品加工過程中具有增塑、提供多汁性的作用。由于蛋白質(zhì)和多糖等食品膠體在產(chǎn)品識別和差異化中起著至關(guān)重要的作用，而脂肪類物質(zhì)是改善風(fēng)味、質(zhì)地、口感和營養(yǎng)方面的關(guān)鍵因素，因此，本文重點(diǎn)介紹蛋白質(zhì)、多糖等食品膠體及脂肪模擬物在植物肉中的應(yīng)用研究進(jìn)展。主要包括3 個方面：1）蛋白質(zhì)的種類、功能及高水分組織化蛋白纖維結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制；2）多糖的種類、結(jié)構(gòu)及功能對高濕擠壓植物肉宏、微觀結(jié)構(gòu)與質(zhì)構(gòu)的影響；3） 基于食品膠體的脂肪模擬物的開發(fā)及在植物肉中的應(yīng)用。

表1 市售植物蛋白基素肉產(chǎn)品的主要原料組成[5]Table 1 The main components of commercial plant protein meat analogues[5]

1 蛋白質(zhì)

植物蛋白主要由球狀蛋白組成，維持其高級空間結(jié)構(gòu)的作用力主要是非共價鍵或次級鍵等弱相互作用[6]。擠壓蒸煮過程中，在溫度場、剪切場、壓力場和水的綜合作用下（圖2），天然球蛋白高級結(jié)構(gòu)被破壞，蛋白質(zhì)發(fā)生變性和結(jié)構(gòu)重組，形成類似動物肌肉纖維的織態(tài)結(jié)構(gòu)[7]。蛋白質(zhì)的組織化過程主要涉及維持蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)較弱的相互作用力的改變，以及蛋白質(zhì)構(gòu)象在擠壓過程中的變化情況。因不同的蛋白質(zhì)具有不同的結(jié)構(gòu)，故乳化、發(fā)泡、風(fēng)味結(jié)合、黏彈性、凝膠和組織化特性等具有一定的差異。幾乎所有的植物蛋白都可以作為制備植物基人造肉的原料，如豆類蛋白質(zhì)、谷類蛋白質(zhì)和薯類蛋白質(zhì)是生產(chǎn)植物肉的大宗原料。

圖2 高濕擠壓過程中蛋白組織化機(jī)理圖[7]Fig.2 Mechanism of texturization of protein in high-moisture extrusion[7]

1.1 豆類蛋白質(zhì)

基于原料產(chǎn)量、價格和功能特性的綜合分析，大豆分離蛋白（Soy protein isolate，SPI）、大豆?jié)饪s蛋白（Soy protein concentrate，SPC）和豌豆分離蛋白（Pea protein isolate，PPI）由于價格較低且具有較好的乳化性、凝膠性、持水性和脂肪結(jié)合特性，因此普遍應(yīng)用于市售植物肉產(chǎn)品中[8]。盡管高蛋白質(zhì)純度與植物肉的質(zhì)地和外觀沒有正相關(guān)關(guān)系，SPI 還是憑借其蛋白含量在90%以上，豆腥味較弱，顏色較淺的特點(diǎn)，最常用于高濕擠壓植物蛋白肉的研究[9]。SPI 在含水量50%，擠壓蒸煮溫度124 ℃時可形成肉眼可見的纖維結(jié)構(gòu)，且X-射線掃描結(jié)果證實各向異性結(jié)構(gòu)的形成[10]。樣品中的干物質(zhì)含量也影響組織化蛋白結(jié)構(gòu)的形成。研究表明，35% SPC 形成黏性和柔性凝膠，隨著SPC含量的增加，凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)閷訝罱Y(jié)構(gòu)（40%）、層狀和纖維（45%）以及較短、薄的纖維結(jié)構(gòu)（50%）[11]。此外，大豆蛋白是一種非常接近動物蛋白質(zhì)量的植物蛋白。蛋白質(zhì)質(zhì)量通常是根據(jù)蛋白質(zhì)消化率校正的氨基酸評分（PDCAAS）來定義，PDCAAS 是衡量其必需氨基酸組成和消化率的指標(biāo)。較高的PDCAAS 意味著較高的蛋白質(zhì)量，其中1.00 是最高分。對于大豆?jié)饪s蛋白，公布的PDCAAS 為0.95，而來自母牛的常規(guī)碎牛肉的PDCAAS 為0.92，可見大豆蛋白營養(yǎng)價值之高[12]。然而，大豆蛋白具有抗?fàn)I養(yǎng)因子和潛在過敏性，且有的大豆蛋白基素肉產(chǎn)品因轉(zhuǎn)基因問題而帶來諸多食品安全方面的困擾。

豌豆蛋白是豌豆淀粉加工成豌豆粉絲產(chǎn)生的副產(chǎn)物中的主要成分。豌豆蛋白的PDCAAS 為0.893，其中必需氨基酸配比貼近人體需求，并且賴氨酸的含量尤其豐富。豌豆蛋白是支鏈氨基酸（BCAA）的主要植物來源，含量高達(dá)18.1%。支鏈氨基酸構(gòu)成約三分之一的骨骼肌蛋白，補(bǔ)充支鏈氨基酸可以抑制骨骼肌蛋白質(zhì)的降解，緩解劇烈運(yùn)動后遲發(fā)性肌肉酸痛，促進(jìn)肌肉恢復(fù)[13]。豌豆蛋白致敏性低，營養(yǎng)價值較高，乳化性和泡沫穩(wěn)定性強(qiáng)，已成為主流的植物肉蛋白原料。然而，豌豆蛋白凝膠能力較弱，制備的植物肉口感較軟，彈性較差。為了改善豌豆蛋白的凝膠特性，在體系中常添加不同種類的鹽（NaSCN，Na2SO4，CH3COONa，Na-Cl），通過促進(jìn)豌豆蛋白分子間形成更多的氫鍵以提升凝膠強(qiáng)度[14]。研究指出高濕擠壓的豌豆蛋白結(jié)構(gòu)受機(jī)筒溫度的影響最大，而非豌豆蛋白顆粒大小，更高的溫度改變了熔化物從層流到湍流的流動剖面，發(fā)生了從平行到拋物線似纖維結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變[15]。

此外，目前用于高濕擠壓的豆類蛋白還包括羽扇豆、蠶豆、綠豆、鷹嘴豆等。因綠豆蛋白具有良好的膠凝能力，有助于顆粒結(jié)合和增強(qiáng)持水性，故常和大豆蛋白、豌豆蛋白復(fù)配使用以改善植物肉的質(zhì)構(gòu)，增強(qiáng)咀嚼性[16]。通過調(diào)控水分、溫度、螺桿轉(zhuǎn)速等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)擠壓溫度155 ℃、50%含水量的羽扇豆蛋白擠壓物組織化結(jié)構(gòu)較好，擠壓特性和大豆蛋白類似[17]。蠶豆蛋白高濕擠壓也能形成纖維化結(jié)構(gòu)，尤其在擠壓溫度140 ℃、水分含量54%或130 ℃、水分含量50%時組織化特性最好[18]。與市售蛋白原料相比，由于組織化植物蛋白（Textured vegetable protein，TVP）具有植物肉所需的質(zhì)地、口感和外觀，因此在制備植物蛋白素肉產(chǎn)品時常將蛋白原料和組織化蛋白混合使用[19]。

圖3 高水分組織化大豆分離蛋白干燥前（a）和干燥后（b）的宏觀結(jié)構(gòu)及其表面（c）、正面（d）及側(cè)面（e）的X-射線掃描圖示[10]Fig.3 Macrostructure of high-moisture textured soybean protein isolate before （a） and after drying （b）and its surface （c），front （d） and side （e） X-ray scans[10]

1.2 谷類蛋白質(zhì)

谷物是最重要的糧食作物，常用作種子（大米、大麥、燕麥和玉米）和面粉（小麥、黑麥和玉米）。小麥蛋白（Wheat gluten，WG）是小麥粉濕法處理中重要的經(jīng)濟(jì)副產(chǎn)品，主要由麥醇溶蛋白和麥谷蛋白組成。小麥蛋白具有黏彈性、黏結(jié)能力、面團(tuán)形成能力和發(fā)酵能力，是一種很有發(fā)展前景的黏結(jié)材料，可以用作肉餅的增稠劑，也可作為香腸制品的黏合劑，還可黏合大塊食品制作重組食品[20]。在家禽肉卷中，小麥蛋白的結(jié)合能力可以減少加工和制備過程中的烹飪損失，改善切片特性[19]。發(fā)生水合作用的小麥蛋白可被擠壓、編織或紡織成纖維狀來生產(chǎn)各種仿生肉制品。高濕擠壓過程中，小麥蛋白聚合導(dǎo)致谷蛋白之間以及谷蛋白和醇溶蛋白之間形成二硫鍵，通過分子內(nèi)二硫鍵連接形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[21]，因此，WG 與豆類蛋白質(zhì)混合使用可提升組織化蛋白的纖維質(zhì)感，增強(qiáng)彈性和韌性。研究表明，在SPC 體系中，由30% WG和50% WG 組成的組織化蛋白呈現(xiàn)出纖維結(jié)構(gòu)，其中較長纖維與較短的纖維相互連接，說明WG提高了植物肉中二硫鍵的含量，在形成纖維結(jié)構(gòu)方面發(fā)揮了重要作用[22]。在PPI 體系中，剪切溫度120 ℃時，19.5%的WG 可形成明顯的纖維結(jié)構(gòu)。在SPI 體系中，當(dāng)擠壓溫度180 ℃，水分含量60%時，由35%的WG 制備的組織化蛋白具有高度有序的纖維結(jié)構(gòu)[23]。

大米蛋白，根據(jù)其溶解性以及生化特性可以分為4 類：清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白，其中谷蛋白還有通過二硫鍵連接的亞基，應(yīng)用在植物肉中具有改善質(zhì)構(gòu)的作用[24]。谷物蛋白具有高含量的半胱氨酸和蛋氨酸，而賴氨酸為第一限制性氨基酸。大米中賴氨酸含量較高，遠(yuǎn)高于小麥蛋白（2.3 g/16 g N）以及玉米蛋白（2.5 g/16 g N）的含量。大米蛋白的生物效價高達(dá)77，是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白，與牛肉（77）和魚類（76）的數(shù)值相似。為了解決豆類蛋白質(zhì)氨基酸組成不均衡的問題，常添加大米蛋白。除小麥和大米蛋白，還有玉米、大麥、燕麥、高粱蛋白。這些蛋白都可以用于組織化蛋白的生產(chǎn)，然而，考慮到經(jīng)濟(jì)效益，不適宜量產(chǎn)。

圖4 大豆?jié)饪s蛋白與小麥蛋白不同質(zhì)量比混合的高水分?jǐn)D壓物在不同區(qū)段的宏觀與微觀圖示[22]Fig.4 Visual and SEM images of soy protein concentrate and wheat gluten mixtures with different mass ratios collected from different zones and extrudate[22]

1.3 薯類及其它類蛋白質(zhì)

雖然馬鈴薯塊莖中蛋白質(zhì)含量不高（2.3%），但是馬鈴薯蛋白營養(yǎng)價值較高，含豐富的賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸，生物效價約是80，明顯高于FAO/WHO 的標(biāo)準(zhǔn)蛋白。馬鈴薯糖蛋白是馬鈴薯蛋白的主要組成部分，具有較好的溶解度、乳化性、起泡性及凝膠性[25]。薯類蛋白除常用于補(bǔ)充豆類蛋白質(zhì)以改善質(zhì)地外，還可從油菜籽、棉籽、花生、葵花籽、芝麻、紅花、亞麻籽等油料作物中提取植物蛋白用作植物蛋白肉的原料[26]?；ㄉ谖覈饕糜谔釤捰停Ｓ嗟亩蛊芍杏胸S富的蛋白質(zhì)，含量超50%（干基）。花生蛋白（Peanut protein，PP）的開發(fā)具有較高的經(jīng)濟(jì)價值。當(dāng)使用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶誘導(dǎo)花生蛋白構(gòu)象改變時，0.1%和0.2%的添加量效果較好[27]。與卡拉膠共混能明顯提升抗拉伸能力，與海藻酸鈉共混利于纖維取向，與小麥淀粉共混形成的凝膠結(jié)構(gòu)較脆弱；當(dāng)PP/SPI/WG 混合質(zhì)量比為8∶1∶1 時，擠出物纖維結(jié)構(gòu)豐富，硬度低，彈性高[28]。

2 碳水化合物

鹽溶肌纖維蛋白在加工肉類的紋理形成和水固定中起主導(dǎo)作用。在植物蛋白基素肉產(chǎn)品中，碳水化合物通常作為黏合劑和結(jié)構(gòu)助劑用于改善紋理度，增加植物肉的持水性，改善產(chǎn)品質(zhì)地。碳水化合物可以分為2 大類：第1 類是多糖及其衍生物膠體，第2 類是可消化淀粉。

2.1 多糖類膠體及其衍生物

多糖類膠體可從海藻（如卡拉膠和海藻素）、樹木（阿拉伯膠）中提取，或通過微生物發(fā)酵產(chǎn)生（黃原膠）。由于具有多元醇（OH 基團(tuán)）結(jié)構(gòu)，通常帶有負(fù)電荷基團(tuán)（硫和羧基），能夠通過氫鍵和離子-偶極子相互作用強(qiáng)結(jié)合水，從而提高植物肉的厚度和稠度，減少烹飪損失。

卡拉膠是一類從紅藻中提取的硫酸化陰離子多糖。根據(jù)半乳糖/脫水半乳糖鏈上硫酸鹽基團(tuán)的數(shù)量和位置主要分為3 大類：κ 型、λ 型和ι 型。其中κ 型-卡拉膠在每個二糖的重復(fù)單元含有一個硫酸基，而ι 型和λ 型分別含有2 個和3 個硫酸基[29]。在一定條件下，κ 型-卡拉膠和ι 型-卡拉膠因加熱引起分子內(nèi)的閉環(huán)作用形成“雙螺旋結(jié)構(gòu)”能夠形成熱可逆凝膠，故對擠壓物質(zhì)構(gòu)調(diào)控具有重要作用。除了卡拉膠的類型，添加量也對組織化蛋白的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響。在較低的卡拉膠添加量（小于1%）下，隨著卡拉膠添加量的增加，高濕擠壓花生蛋白的組織化度呈先增加后降低的趨勢，且在添加量0.1%時纖維化結(jié)構(gòu)最顯著 （圖5a），同時硬度和咀嚼度降低[30]。在中等添加量（1%～3%）時，卡拉膠在一定程度上降低SPI 擠壓物的硬度、內(nèi)聚性和黏性，對彈性無顯著影響，如添加1.5% ι-卡拉膠，可促進(jìn)高水分?jǐn)D壓大豆?jié)饪s蛋白纖維化結(jié)構(gòu)的形成（圖5b）[31]。在較高添加量（3%～7%）時，ι-卡拉膠（6%）在SPC 擠出物中形成了更緊湊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（圖5c），增加了纖維化程度，提高了復(fù)水率和消化率，其中二硫鍵和氫鍵是維持組織化結(jié)構(gòu)的主要作用力[32]。

圖5 不同添加量的卡拉膠對高水分花生蛋白[30]（a）和大豆?jié)饪s蛋白（b 和c）纖維化結(jié)構(gòu)的影響[31-32]Fig.5 The effects of carrageenan addition amount with different levels on the fibrous structure of high-moisture peanut protein[30] （a） and soy protein concentrate （b and c） [31-32]

許多植物肉制品中含有甲基纖維素，它是一種改性膳食纖維，在動物肉中具有增強(qiáng)乳化的效果，在植物肉中加入適量的甲基纖維素可發(fā)揮黏結(jié)劑的作用[33]。從營養(yǎng)角度來看，甲基纖維素在胃腸道中可產(chǎn)生一種黏稠溶液，與其它膳食纖維一樣，對葡萄糖代謝有作用。添加瓜爾膠可進(jìn)一步提高SPI 擠壓樣品的硬度、彈性、內(nèi)聚性和黏性[34]。果膠分布在SPI 的連續(xù)相中，當(dāng)果膠濃度和剪切溫度升高時，果膠纖維長度增加，各向異性增加[35]。

2.2 淀粉

淀粉作為一類高分子碳水化合物，可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，遇水經(jīng)糊化和老化可形成凝膠。由于具有價格低、可再生、生物降解快等優(yōu)點(diǎn)，因此常作為增稠劑和穩(wěn)定劑被廣泛用于肉制品加工中。植物肉產(chǎn)品中，除蛋白質(zhì)外，淀粉是主要的組分，通過與水結(jié)合并固定脂肪，改善流變性、質(zhì)地和稠度，減少水分析出，并使油乳化。在高濕擠壓過程中，2%小麥淀粉通過破壞分子內(nèi)二硫鍵，增強(qiáng)疏水相互作用和增加表觀黏度來穩(wěn)定新形成的構(gòu)象，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)分子的聚集，提升花生蛋白擠壓物的組織化度[30]。通過控制直鏈淀粉/支鏈淀粉的比例，可以調(diào)控豌豆蛋白的流變特性，支鏈淀粉的添加有助于豌豆蛋白擠壓物各向異性結(jié)構(gòu)的形成，同時豌豆蛋白擠壓物的消化性也受到影響[36]。微觀結(jié)構(gòu)表征證明，將豌豆淀粉和豌豆蛋白混合擠壓，蛋白聚集體分散在淀粉基質(zhì)中，擠壓物較脆，說明兩者的界面吸附特性較差[37]。高支鏈蠟質(zhì)玉米淀粉與豌豆分離蛋白可形成具有黏彈性的非冷致面團(tuán)，具有協(xié)同增稠的作用[38]。

3 脂肪模擬物

動物脂肪是肉類風(fēng)味、質(zhì)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，多為飽和脂肪酸。脂肪的熔點(diǎn)隨著其中脂肪酸碳鏈的增長和飽和度的增大而增高。豬肉脂肪熔點(diǎn)約為28～48 ℃，牛肉脂肪熔點(diǎn)為40～50 ℃。日?？吹降膭游镏揪枪腆w，而植物脂肪中多為不飽和脂肪酸，沸點(diǎn)較低，常溫為液態(tài)。為了模擬動物脂肪，主要選用熔點(diǎn)高的椰子油（24 ℃）、棕櫚油（最高可達(dá)58 ℃）用作植物脂肪[39]。為了開發(fā)類似動物脂肪的質(zhì)地和口感，從熱帶水果中提取的固體脂肪，如椰子和可可豆，與含有更多不飽和脂肪酸的液體油，如葵花籽油和菜籽油混合。為了讓植物漢堡和香腸看起來像普通絞碎的牛肉和豬肉香腸肉餅?zāi)菢佑写罄硎y，飽和及不飽和油的混合物被攪成白色脂肪小球。為了保證營養(yǎng)和風(fēng)味，會添加香油和牛油果油。

研究表明，在pH 3，大豆蛋白-卡拉膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%，復(fù)合比例15 ∶1，不含鹽離子時，可通過靜電作用形成均一、穩(wěn)定的復(fù)合物，平均粒徑500 nm 左右。以該復(fù)合物為穩(wěn)定劑制備油相為60%的乳液，將乳液通過60 ℃烘箱干燥去除水相后制備油凝膠，可用于脂肪替代[40]。除了卡拉膠，魔芋膠也可發(fā)揮脂肪替代的作用。SPI 和椰子油混合形成乳液，把魔芋膠粉加入形成的乳液中，再把木薯淀粉和TG 酶溶液與上述乳液混合均勻，最后置于50 ℃水浴鍋中30 min 形成乳液凝膠，將得到的乳液凝膠真空脫氣30 s，95 ℃烘焙60 min，即可得到脂肪模擬物。通過微觀結(jié)構(gòu)解析可以發(fā)現(xiàn)，淀粉和TG 酶的添加有助于乳液凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。通過模擬脂肪和豬肉脂肪的宏觀、微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)合感官評價及質(zhì)構(gòu)測定及相關(guān)性分析，結(jié)果表明：SIK4（1% SPI+4%魔芋膠）口感官評分最高，S5K6（5% SPI+6%魔芋膠）與豬肉脂肪的質(zhì)地最相似[41]。除了卡拉膠、魔芋膠外，可得然膠（Curdlan，CL）和大豆蛋白復(fù)合制備的乳液凝膠也可以制備脂肪替代物（圖6）。用大豆蛋白（1%～5%）制備乳液（0～20%），然后加入可得然膠（4%～7%），經(jīng)90 ℃熱處理1 h 制備乳液凝膠，干燥后得到脂肪替代物。根據(jù)加熱溫度，可得然膠可形成2 種類型的凝膠：熱可逆低凝固凝膠（～55 ℃）和熱不可逆高凝固凝膠（～80 ℃）?？傻萌荒z的熱凝膠形成特性與構(gòu)象轉(zhuǎn)變密切相關(guān)。SPI/可得然膠復(fù)合物制備的乳液凝膠的凝膠行為以可得然膠的熱凝膠性能為主。通過凝膠強(qiáng)度、質(zhì)構(gòu)和色澤表征發(fā)現(xiàn)，含油量為10%的乳液凝膠在質(zhì)地和顏色上最接近脂肪，可用作脂肪替代物制備植物基低脂肉制品[42]。

圖6 可得然膠-大豆蛋白復(fù)合物制備的乳液凝膠用于脂肪模擬[42]Fig.6 Soybean protein isolate/curdlan complexes-based emulsion gel for fat mimcs[42]

4 總結(jié)與展望

大豆蛋白等常用的植物蛋白含致敏原，營養(yǎng)品質(zhì)低于動物蛋白，過度依賴進(jìn)口，且面臨轉(zhuǎn)基因帶來的食品安全問題。豌豆蛋白凝膠強(qiáng)度較弱，以其為基料制備的仿生肉制品很難與動物源牛肉和豬肉制品媲美。深度挖掘我國特色豆類蛋白，是豐富植物蛋白來源，解決仿生肉原料單一問題，緩解我國長期依賴進(jìn)口大豆的現(xiàn)狀，實現(xiàn)仿生肉制品結(jié)構(gòu)與營養(yǎng)品質(zhì)創(chuàng)新提升的有效途徑。

我國植物性食品產(chǎn)業(yè)處于初期模仿和升級階段。目前，市售植物基仿生肉產(chǎn)品技術(shù)含量較低，技術(shù)水平落后于國際水平，僅在一定程度上模仿肉制品味道或外形，實際口感與肉制品相比有較大差距。如何制備與動物源肉制品具有相似的色澤、質(zhì)地、風(fēng)味和口感的仿生肉制品，是亟需解決的行業(yè)卡脖子問題。植物蛋白肉在組分優(yōu)化、質(zhì)構(gòu)改良和風(fēng)味提升方面的突破，是未來植物基食品面臨的關(guān)鍵技術(shù)問題。

此外，植物蛋白高濕擠壓組織化特性的表征指標(biāo)、測定手段和方法不夠完善和科學(xué)，需建立和完善植物蛋白基仿生肉產(chǎn)業(yè)的監(jiān)管體系和法律法規(guī)，對植物蛋白基仿生肉生產(chǎn)全過程實施監(jiān)管，在產(chǎn)品安全性和營養(yǎng)成分評價方面形成一整套獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)體系和客觀的監(jiān)管體系，促進(jìn)植物蛋白基仿生肉產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。