植物蛋白及其產(chǎn)品應(yīng)用的研究進展

◎ 陳春梅，王 確，周國強，陳召桂

（1.浙江五芳齋實業(yè)股份有限公司，浙江 嘉興 314011；2.浙江遠江生物科技有限公司，浙江 嘉興 314011）

近年來，全球變暖、水資源枯竭、生物多樣性退化等問題得到了越來越多人的關(guān)注。全球氣候變暖的殺手不僅僅是二氧化碳，由畜牧產(chǎn)生的甲烷、一氧化二氮也可能會加快全球氣候變暖的進程[1]。自1961年以來，全球動物源蛋白質(zhì)的消費量增加了近30%，而植物蛋白的消費量則大幅下降[2]。這些飲食變化主要源自社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對蛋白質(zhì)的需求激增。然而，氣候問題非常緊迫，這可能需要更快速、更精準(zhǔn)的解決方案來確保獲取蛋白質(zhì)的方式，從而能夠讓環(huán)境得到可持續(xù)發(fā)展。因此，動物替代蛋白概念的提出也許可以扭轉(zhuǎn)對動物蛋白消費急劇增長的趨勢。

目前的動物替代蛋白主要有培養(yǎng)肉[3]、植物蛋白[4]、昆蟲蛋白[5]以及微生物（微藻、真菌和細菌）蛋白[6]。獲取培養(yǎng)肉的主要步驟包括從動物活體中分離干細胞，然后將這些分離的干細胞在細胞培養(yǎng)基中進行增殖和分化得到所需組織（如骨骼?。3]。POST等[3]為了使培養(yǎng)肉獲得組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用多種聚合物使細胞附著；為了模擬動物肉的脂肪組織，增加了脂肪組織的干細胞培養(yǎng)。在植物蛋白中，以大豆蛋白的使用最為廣泛。在很早的時候亞洲人就開始使用大豆制作豆腐、豆豉[7]。但是，豆腐的組織、口感并不能滿足人們的需求，經(jīng)過組織化處理的植物蛋白[8]就成了傳統(tǒng)肉類食品的潛在替代品。傳統(tǒng)的肉類替代品是通過發(fā)酵、蛋白質(zhì)凝固、壓制、加熱、蒸煮、冷卻和洗滌等一系列簡單步驟制作而成[9]。組織化植物蛋白的制作則應(yīng)用了一些現(xiàn)代加工技術(shù)，如熱塑性擠壓、剪切技術(shù)、3D打印和靜電紡絲技術(shù)[10]。其中，熱塑性擠壓是最常用的技術(shù)，它不僅經(jīng)濟，還可以制造不同形狀和大小的肉類替代品。根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織的數(shù)據(jù)，全世界有超過1 900種昆蟲可被食用，這些昆蟲中含有大量的蛋白質(zhì)和多不飽和脂肪酸[11]。昆蟲在收獲后的傳統(tǒng)加工主要涉及脫膠和熱處理，如煮沸、油炸、烘烤、熏制、烘烤和干燥[12]。目前，一些新型技術(shù)已被用于從食用昆蟲中提取物質(zhì)，包括超聲波、酶水解、超臨界二氧化碳、超聲處理和索氏提取[13]。微生物蛋白通常被稱為單細胞蛋白（Single Cell Protein，SCP），雖然微生物蛋白在當(dāng)前人類營養(yǎng)中所占的比例相對較小，但全球?qū)Φ鞍踪|(zhì)日益增長的需求可能會使SCP變得越來越重要[14]。目前其被廣泛應(yīng)用于動物飼料，主要生產(chǎn)步驟是經(jīng)培養(yǎng)、分離、濃縮后運用到飼料產(chǎn)品中。

雖然替代動物蛋白的來源眾多，但從經(jīng)濟和工業(yè)發(fā)展的狀況來說，最為常用且最易被人們接受的還是植物蛋白。優(yōu)質(zhì)的植物蛋白與動物蛋白相比具有更易用和更可持續(xù)的特點，能夠抵消一部分來自動物蛋白消費的壓力。本文綜述了植物蛋白的原料、植物蛋白的產(chǎn)品及加工工藝，探究并分析了植物蛋白產(chǎn)品在發(fā)展中存在的問題，旨在讓更多人認識到植物蛋白的重要價值，并推動植物蛋白行業(yè)的快速發(fā)展。

1 植物蛋白原料

蛋白質(zhì)是食品中的多功能成分，除了營養(yǎng)價值外，蛋白質(zhì)在加工過程中的理化和功能特性在決定食品的最終品質(zhì)方面也起著重要作用。由于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性和兩親性，使它們可以通過一系列相互作用和化學(xué)鍵與食物中的其他成分（碳水化合物、脂肪、水、維生素、礦物質(zhì)和其他蛋白質(zhì)）進行相互作用。在植物蛋白中，以大豆蛋白的應(yīng)用最為廣泛。除此以外，小麥蛋白、豌豆蛋白、花生蛋白等其他優(yōu)質(zhì)蛋白也逐漸出現(xiàn)。

1.1 大豆蛋白

大豆原產(chǎn)于中國，后在世界各地普遍種植，成為世界上最為重要的豆類作物。大豆不僅富含蛋白質(zhì)（含量約為35%～40%），還含有脂肪、鈣、磷、鐵和維生素等人體必需的營養(yǎng)物質(zhì)[15]。大豆蛋白根據(jù)蛋白質(zhì)含量的不同可分為大豆蛋白粉、大豆?jié)饪s蛋白和大豆分離蛋白，它們的蛋白質(zhì)含量分別可以達到50%～55%、65%～70%和85%～90%。HUGHES等[16]通過研究發(fā)現(xiàn)大豆蛋白在蛋白質(zhì)消化率校正修正氨基酸評分（Protein digestibility corrected amino acid score，PDCAAS）上可與牛奶、肉類和雞蛋相媲美。另外，周相玲等[17]發(fā)現(xiàn)大豆蛋白還含有分解致癌物質(zhì)、促進腸道蠕動的低聚糖，可以起到提高抵抗力和防止便秘的作用。在結(jié)構(gòu)方面，大豆蛋白的雙親基團、二硫鍵、氫鍵和疏水鍵等使其具有溶解性、乳化性、凝膠性以及發(fā)泡性等多種性質(zhì)，促使其在食品工業(yè)中被廣泛 應(yīng)用[18-19]。

1.2 小麥蛋白

小麥?zhǔn)俏覈牡谌笾骷Z，其年產(chǎn)量可達到 13 000萬t。其干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、粗灰分、鈣和總磷的含量分別為88%、13.4%、1.7%、1.9%、1.9%、0.17%和0.41%[20]。小麥蛋白也稱之為谷朊粉，是從小麥粉中分離的天然蛋白質(zhì)，按其溶解特性可分為清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白[21]。其中，最主要的就是單體的醇溶蛋白和聚集體的谷蛋白[22]。這兩種蛋白結(jié)構(gòu)差異大，通過調(diào)控二者可以獲得強大的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。醇溶蛋白可以增強粘度、提高延展性；谷蛋白將有助于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成并提高彈性[23]。

1.3 豌豆蛋白

豌豆也是重要的食用豆類之一，其全球的年產(chǎn)量約為1 350萬t[24]。豌豆中含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等，蛋白質(zhì)的含量約占20%～30%，且氨基酸的比例平衡，不含致敏物質(zhì)，具有降低血壓、血脂的功效[25-26]。豌豆蛋白按其溶解特性可分為清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白，主要是由鹽溶性的球蛋白和水溶性的清蛋白組成。其中，球蛋白的含量約占70%～80%[27]。豌豆蛋白具有較強的凝膠成型能力、表面疏水能力、發(fā)泡和分散能力，還有較好的乳化穩(wěn)定性[28]。部分豌豆蛋白在口感上不僅可以代替脂肪攝入、增添絲滑感；還可以提高咀嚼性，豐富口感。

1.4 花生蛋白

花生是我國傳統(tǒng)的油料作物，富含蛋白質(zhì)、脂肪、微量元素、維生素以及包括8種人體必需氨基酸在內(nèi)的20多種氨基酸[29]。隨著科技的發(fā)展，花生的價值不再局限于油脂。由于其蛋白質(zhì)的消化性好，易于人體的消化吸收，對花生的利用逐漸從利用其油脂向利用其蛋白方向發(fā)展[30]?；ㄉ械鞍踪|(zhì)含量一般為24%～36%，其中有90%的鹽溶性蛋白和10%的水溶性蛋白[31]。但是，花生蛋白的功能特性相較于大豆蛋白存在一定的差距，因此限制了它的應(yīng)用[32]。

1.5 其他植物蛋白

除了大豆、小麥、豌豆、花生等常見植物蛋白來源外，燕麥、大米、玉米等谷物，鷹嘴豆、蕓豆等豆類以及核桃、菜籽等油料作物來源的蛋白也逐漸被研究與利用。在燕麥中，蛋白質(zhì)含量約在11.35%～19.9%，且氨基酸的組成比例平衡[33]。大米的蛋白質(zhì)含量約8%，其中谷蛋白是大米中最主要的蛋白，賴氨酸的含量也遠超過其他谷物來源蛋白[34-35]。 玉米的蛋白質(zhì)含量約在12%，其中絕大部分（約75%）的蛋白分布在胚乳中[36]。鷹嘴豆的蛋白質(zhì)含量在25%～30%，其因良好的乳化性能、風(fēng)味及功能特性而受到了廣泛的關(guān)注[37]。蕓豆中的蛋白含量在20%～30%，氨基酸組成良好，蛋白水解物具有抗氧化活性的潛力[38]。核桃的蛋白含量在24%，具有較高的消化率，易被人體胃腸消化道中的消化酶水解成小分子肽段或氨基酸[39]。菜籽中含有35%～40%的蛋白質(zhì)，且含有豐富的堿性氨基酸和含硫氨基酸[40]。

2 植物蛋白肉及加工工藝

植物蛋白肉是以植物蛋白為主要原料，通過添加脂質(zhì)、黏合劑、色素等基礎(chǔ)成分，經(jīng)調(diào)和而還原傳統(tǒng)肉制品質(zhì)構(gòu)、色澤、風(fēng)味的食品。植物蛋白肉并不是近期才出現(xiàn)的。中國一直有食用植物蛋白肉的傳統(tǒng)，包括豆腐、面筋、腐竹、素雞。隨著現(xiàn)代擠壓技術(shù)的發(fā)展，植物蛋白肉可以為消費者提供更佳的感官體驗。

2.1 植物肉

組織化蛋白又被稱為“植物肉”，它是以單一或多種植物蛋白為原料輔以多糖等其他成分通過加工處理而得到的一種具有纖維結(jié)構(gòu)和口感的植物蛋白制品。在加工處理所使用的技術(shù)中，以熱塑性擠壓的應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)擠壓時原料的水分含量，可以將擠壓技術(shù)進一步劃分為低水分?jǐn)D壓（水分含量20%～40%）和高水分?jǐn)D壓（水分含量40%～80%）[41]。

低水分?jǐn)D壓技術(shù)其實已經(jīng)相當(dāng)成熟，早在20世紀(jì)60年代就有運用低水分?jǐn)D壓技術(shù)生產(chǎn)植物肉的案例，且也是目前市面上的主流產(chǎn)品[42]。低水分?jǐn)D壓技術(shù)對設(shè)備的要求比較寬泛，單螺桿擠壓機和雙螺桿擠壓機均可以使用。而高水分?jǐn)D壓技術(shù)不僅對原料的水分要求高，在設(shè)備上必須采用雙螺桿擠壓機。通過低水分?jǐn)D壓技術(shù)生產(chǎn)得到的組織蛋白呈海綿狀結(jié)構(gòu)，在食用前需要先進行復(fù)水，色澤、滋味、香味等可根據(jù)需要進行后期調(diào)制。通過高水分?jǐn)D壓技術(shù)生產(chǎn)的拉絲蛋白由于自身水分含量高，因此不需要經(jīng)過復(fù)水，便可直接食用。在組織結(jié)構(gòu)上也會比低水分?jǐn)D壓蛋白更具纖維化，更接近禽畜肉[43]。

在擠壓過程中，植物肉的原料和擠壓設(shè)備及參數(shù)都會影響最終的組織化蛋白的品質(zhì)。原料蛋白質(zhì)含量的不同不僅會影響擠壓過程中美拉德反應(yīng)而導(dǎo)致色澤變化[42]，還會影響纖維排列、結(jié)構(gòu)組成和拉伸性能[44]。SCHREUDERS等[45]通過研究發(fā)現(xiàn)，以豌豆-小麥面筋蛋白為原料擠壓后可獲得類似于熟雞肉纖維感的組織化蛋白。SUN[46]以豌豆蛋白作為原料，經(jīng)過擠壓后發(fā)現(xiàn)組織蛋白的穩(wěn)定性和凝膠性都有一定程度增強；原料的pH變化也會影響最終組織化蛋白的纖維結(jié)構(gòu)；中性條件下獲得的組織化蛋白拉伸力比值最優(yōu)[47]。擠壓設(shè)備大致可以分為兩部分，即機筒內(nèi)和機筒外。根據(jù)功能作用，機筒內(nèi)又可以分為喂料區(qū)、混合區(qū)及蒸煮區(qū)3個區(qū)段；機筒外主要是模具。低水分?jǐn)D壓設(shè)備直接連接模具，而高水分?jǐn)D壓設(shè)備在機筒外設(shè)置了?？诤统尚蛢蓚€區(qū)段，這也是兩種擠壓方式設(shè)備的不同之處[48]。擠壓溫度的高低會直接影響最終植物肉的整體品質(zhì)。以花生蛋白為例，在100～120 ℃擠壓時，花生蛋白雖發(fā)生了變性但并未出現(xiàn)明顯的纖維結(jié)構(gòu)；擠壓溫度在140 ℃時，花生蛋白的結(jié)構(gòu)致密且纖維結(jié)構(gòu)明顯；擠壓溫度在150 ℃時，擠出物變形且顏色變深[49]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，大豆蛋白的最佳擠出溫度在 150 ℃[50]；花生蛋白的最佳擠出溫度為140 ℃[49]；小麥蛋白的最佳擠出溫度為145 ℃[4]。

2.2 植物基肉制品的加工工藝

目前，市面上所售植物蛋白制品主要涉及的工藝有原料重組混合和拉絲蛋白直接入味兩種。原料重組混合的產(chǎn)品主要有素肉排、素肉干、素肉腸、素肉丸；非重組混合類產(chǎn)品主要有素肉、素肉干。

2.2.1 重組混合類產(chǎn)品

（1）植物基雞排。張貞煒等[51]通過實驗研究原輔料對植物基雞排質(zhì)構(gòu)特性的影響并最終確定最佳的配料種類及用量為水54.7%、大豆拉絲蛋白12.1%、花生拉絲蛋白6.6%、大豆油13.6%、大豆分離蛋白3.3%、魔芋膠0.7%、谷朊粉2.7%、TG酶0.3%及其他調(diào)味6%。通過該工藝制作的植物基雞排與雞排相比，內(nèi)部纖維感較強，彈性與市售雞排相差不大，可以較好地模擬雞排的質(zhì)構(gòu)與口感。植物基雞排加工工藝見圖1。

圖1 植物基雞排加工工藝圖

（2）重組素肉干。吳進蓮[52]采用重組的方式進行素肉干的加工制作，通過實驗確定了重組素肉干的最佳配方為大豆拉絲蛋白（濕基）50%、乳化液21%、魔芋膠0.6%、馬鈴薯變性淀粉8%、鹽1%、蔗糖8%、麥芽糖8%、味精0.3%、五香粉0.3%、肉桂粉0.3%、胡椒粉0.6%、紅曲紅0.03%及其他。重組素肉干加工工藝如圖2所示。值得注意的是，在乳化液的制作中大豆分離蛋白∶油∶水=1∶4∶5。與大豆分離蛋白直接以粉狀的形式加入對比，經(jīng)過油脂預(yù)乳化可以提高肉干的持水持油能力、增強硬度和咀嚼性。

圖2 重組素肉干加工工藝圖

（3）素腸。陳林等[53]通過采用油脂預(yù)乳化的方式進行了大豆拉絲蛋白素腸的制作，詳見圖3（a）。通過實驗確定最佳乳化條件為菜籽油含量445 g·L-1、大豆分離蛋白濃度105 g·L-1、乳化機剪切速率9.0×103r·min-1。 油脂經(jīng)過預(yù)乳化加入到產(chǎn)品中可以使素腸口感鮮嫩、富有汁液感，整體感官得到顯著提升。林晗等[54]也采用圖3（a）的加工工藝進行素腸的制作，通過實驗確定了大豆分離蛋白、花生蛋白、水、大豆油和淀粉等主要原料配比為水64.8%、大豆油10.2%、淀粉2.1%和植物蛋白22.9%（W大豆分離蛋白∶W花生蛋白=4∶1）。在這種配比下，素腸的組織口感、色澤及風(fēng)味都會呈現(xiàn)出最佳的狀態(tài)。劉金波等[55]開發(fā)了一種新型蛋白素腸，具體加工工藝如圖3（b）所示。通過研究確定了最終的產(chǎn)品配方為冰水58%、大豆分離蛋白11%、杏仁油12%、木薯變性淀粉8%、花生拉絲蛋白7%和調(diào)味品4%。師文添[56]通過實驗確定仿真煙熏火腿的工藝條件和配方，在工藝上與圖3（a）基本一致，不同之處在于灌制后進行了干燥和煙熏兩個步驟。煙熏火腿最終確定的最佳配方為大豆拉絲蛋白50%、玉米變性淀粉6%、卡拉膠1.0%、大豆色拉油4%、食鹽1.5%、白糖1.5%、香辛料0.2%、豬肉香精0.5%、紅曲紅色素0.01%、誘惑紅色素0.001 1%、水33%及其他添加物；最佳煙熏蒸煮工藝參數(shù)為65 ℃干燥30 min，70 ℃煙熏40 min，86 ℃蒸 煮50 min。

圖3 素腸加工工藝圖

（4）素肉丸。陳玉玲等[57]通過實驗對比了大豆拉絲蛋白素肉丸與市售肉丸的營養(yǎng)和質(zhì)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)使用大豆拉絲蛋白制作的丸子具有蛋白質(zhì)含量高、膽固醇低、氨基酸含量高、有豐富的不飽和脂肪酸、營養(yǎng)價值高以及口感佳等優(yōu)良特性，因此認為其可以作為肉丸的替代品。該素肉丸是由35%大豆拉絲蛋白、5%大豆分離蛋白、30%水及30%其他成分構(gòu)成。

2.2.2 非重組混合類產(chǎn)品

（1）素肉。焦文靜[58]通過實驗比對了3種拉絲蛋白素肉加工工藝（圖4）后發(fā)現(xiàn)經(jīng)過油炸（工藝a和b）的素肉顏色較深、口感有層次且滅菌后香氣也更濃郁。但經(jīng)過15 d存放后，工藝c的優(yōu)勢較為明顯，色澤與工藝a和b的素肉相差不大、口感適中（工藝a和b的素肉較油膩）、香氣柔和（工藝a和b的素肉存在哈喇味）。齊新美[59]的制作工藝比焦文靜使用的a工藝節(jié)約了一個鹵制脫鹵的步驟，采用直接拌料的形式進行調(diào)味。在調(diào)味時，研發(fā)了幾種新口味，即水煮牛肉風(fēng)味、燒雞風(fēng)味、韓式烤肉醬風(fēng)味及孜然羊肉風(fēng)味。豆海港等[60]在制作素肉時選擇非油炸工藝，與工藝c相比，其選擇在鹵制后直接采用烘烤的方式進行干燥脫鹵。通過實驗確定了3種新口味素肉（香辣牛肉味、孜然牛肉味、咖喱味）以及最佳的烘烤溫度 （70 ℃）。

圖4 3種素肉的加工工藝圖

（2）非重組素肉干。楊柳青[61]通過單因素及響應(yīng)面實驗，確定了素肉干的最佳配方為大豆拉絲蛋白40%、大豆油11.5%、白砂糖21%、鹽1%、味精5%、孜然粉1%、山梨糖醇8%、老抽醬油3.91%、素牛肉粉3.44%及其他添加物（圖5）。胡盼盼等[62]在制作半干型肉干時，相對簡化了加工工藝，用鹵制的方式替代了傳統(tǒng)的復(fù)水、脫水再鹵制的步驟（圖6）。通過實驗探究了高溫烘烤、微波加熱、低溫蒸烤以及油炸4種干燥方式對素肉干品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)通過低溫蒸烤進行干燥的素肉干的質(zhì)構(gòu)最佳。

圖5 素肉干加工工藝圖

圖6 半干型素肉干加工工藝圖

3 植物蛋白飲品及加工工藝

牛奶及其加工飲品的消費量非常大，主要是因為其含有豐富的蛋白質(zhì)。但是，近年來由于牛奶過敏及乳糖不耐癥等疾病被人們熟知后，一部分人開始尋找牛奶替代品。豆?jié){是市場上第一種乳制品替代飲料并且廣受歡迎。隨后椰奶、杏仁奶等植物蛋白飲品紛紛出現(xiàn)在人們的生活中?，F(xiàn)在，市場上有堅果（如杏仁、腰果、榛子）、椰子、谷物（大米、燕麥）、豆類（大豆、豌豆）、種子（亞麻、大麻、芝麻、奇亞籽）和水果（香蕉）等制成的植物蛋白飲料可以選擇。這些植物蛋白由于存在生物活性化合物，因此與健康相關(guān)聯(lián)。這些生物活性化合物通過體內(nèi)和體外研究顯示，具有與健康相關(guān)的多種生物活性和特性，如抗炎、抗菌、抗糖尿病和抗氧化特性[62]。由于植物蛋白在營養(yǎng)和功能特性等方面的優(yōu)勢逐漸被人們認可，一定程度上也促進了植物蛋白飲品的快速發(fā)展。

3.1 非發(fā)酵型植物蛋白飲品

非發(fā)酵型植物蛋白飲品的工藝主要是將原料進行磨漿后進行輔料調(diào)配（圖7），研究方向主要集中在蛋白原料、添加劑（穩(wěn)定劑）、加工工藝條件等方面。馮魏[63]通過探究大米蛋白、豌豆蛋白、花生蛋白和馬鈴薯蛋白這4種植物蛋白制成的固體飲料的品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)添加大米蛋白的固體飲料與乳清蛋白樣品的相似度最高。董吉林等[64]以藜麥為主要原料，研制一款營養(yǎng)價值高、可調(diào)節(jié)人體健康的高纖維植物蛋白飲料。于根等[65]采用黑豆和核桃復(fù)合研發(fā)了一款營養(yǎng)豐富、口感香濃、易吸收的黑豆核桃露，解決了目前市面上核桃飲品所存在的口感單一、苦澀等問題。曾婷婷等[66]通過實驗確定了燕麥植物蛋白飲料的最佳工藝和穩(wěn)定劑組合，即燕麥片浸泡時間為30 min、打漿料水比為1∶20（g∶mL）；最佳復(fù)合穩(wěn)定劑組合為羧甲基纖維素鈉0.3%、黃原膠0.04%、單甘酯0.07%、蔗糖酯0.07%。王敏等[67]通過酶解技術(shù)開發(fā)了一款玉米胚芽植物蛋白飲料，并確定了最優(yōu)工藝參數(shù)（料液比1∶14，酶解時間5.5 h，酶添加量0.62%，酶解溫度50 ℃），經(jīng)過酶解后的飲品的口感、風(fēng)味更佳， 營養(yǎng)豐富。

圖7 非發(fā)酵型植物蛋白飲品的加工工藝圖

3.2 發(fā)酵型植物蛋白飲品

目前，大多數(shù)富含益生菌的蛋白質(zhì)飲品類的產(chǎn)品都是用動物奶制成的。但隨著人們對蛋白質(zhì)來源的認識不斷提高，植物源蛋白質(zhì)飲品受到了廣泛關(guān)注。與動物蛋白飲品相比，植物蛋白飲品存在著蛋白質(zhì)含量較低、某些必需氨基酸（蛋氨酸、賴氨酸）缺乏、含有抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)（植酸、單寧和多酚）以及口感粗糙等一系列問題。經(jīng)過益生菌發(fā)酵的植物蛋白飲品在蛋白質(zhì)含量上已經(jīng)比較豐富[68]。經(jīng)乳酸菌發(fā)酵植物蛋白可以減少胰蛋白酶抑制劑、單寧和植酸鹽等抗?fàn)I養(yǎng)化合物，從而對人體吸收蛋白質(zhì)起到促進作用。

對于發(fā)酵型植物蛋白飲品的研究主要集中在對菌株的篩選、植物蛋白的選擇及工藝條件上（圖8）。王敏[69]通過分析枯草芽孢桿菌、黑曲霉、干酵母、混菌（植物乳桿菌∶嗜酸乳桿菌=1∶1）分別發(fā)酵脫脂玉米胚芽的發(fā)酵液，確定混菌（植物乳桿菌和嗜酸乳桿菌）為最佳發(fā)酵菌種。MANUS等[70]使用由嗜酸乳桿菌CL1285、干酪乳桿菌LBC80R和鼠李糖乳桿菌CLR2組成的商業(yè)益生菌發(fā)酵植物蛋白飲品，發(fā)現(xiàn)混菌發(fā)酵可以將大分子量蛋白質(zhì)水解成更小、更易消化的肽，為植物蛋白飲料提供良好的消化性。潘楊[71]將從酸奶和駱駝乳中分離的保加利亞乳桿菌（L2）以及嗜熱鏈球菌（S2）作為巴旦木植物蛋白發(fā)酵飲料的發(fā)酵菌種，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過復(fù)配的菌株可以進一步提高飲品的風(fēng)味，并確定了巴旦木發(fā)酵飲料的最佳發(fā)酵工藝條件為接種量5%、發(fā)酵溫度42 ℃、發(fā)酵時間8 h。楊翰南等[72]通過實驗確定了發(fā)酵椰漿的最佳工藝條件為原液添加量60%，發(fā)酵溫度36 ℃，發(fā)酵時間24 h，此時的飲品能提供人體所需的營養(yǎng)和多種礦物質(zhì)元素，有益于健康。金子燦[73]以植物乳桿菌和鼠李糖乳桿菌為發(fā)酵菌株發(fā)酵發(fā)芽富硒糙小米飲料，確定兩種菌株最佳復(fù)配比例為4∶6。最佳工藝條件為料液比1∶12，白砂糖添加量3%，接種量2%，發(fā)酵時間10 h。SHI等[74]開發(fā)了一款以鷹嘴豆蛋白為主要原料的發(fā)酵飲料，基本上可以與普遍接受的豆?jié){口感保持一致，且脂肪含量更低。

圖8 發(fā)酵型植物蛋白飲品的加工工藝圖

4 植物蛋白制品在發(fā)展中存在的問題及分析

近年來，動物源蛋白的消費量顯著增加，隨后提升了人們對整體蛋白質(zhì)的濃厚興趣，預(yù)計植物蛋白成分的產(chǎn)品市場將顯著擴大。同時，在價格方面，植物蛋白可以抵消動物源蛋白（乳制品、雞蛋和肉類）的市場份額，具有一定的市場競爭力。動物蛋白食品因其具有良好的感官特性和豐富的營養(yǎng)成分而受到消費者的喜愛。所以，只有當(dāng)替代產(chǎn)品不僅具有承擔(dān)起健康、營養(yǎng)和生理功能的作用，還可以承擔(dān)相關(guān)的食物體驗（風(fēng)味和口感）時，動物源蛋白食品消費量才會真正減少。雖然大量研究報道植物基蛋白制品對健康和環(huán)境有益，但是在風(fēng)味、營養(yǎng)等方面仍存在一定的爭議。

風(fēng)味是影響植物基蛋白制品公眾接受度的主要因素之一，其所具有的不良風(fēng)味主要是源于原料本身（來源、加工或儲存過程）以及不飽和脂肪酸的氧化。以大豆為例，大豆蛋白中的非揮發(fā)性不良風(fēng)味通常被描述成“苦澀”“金屬味”等，這主要是由異黃酮、呋喃、酚類化合物以及皂苷等物質(zhì)引起的[75]；大豆蛋白中的揮發(fā)性不良風(fēng)味通常被描述成“綠色”“豆味”“油漆味”和“草味”，這主要是由己醛等醛類物質(zhì)、己醇等醇類物質(zhì)、2-戊基呋喃和1-辛烯-3-酮等物質(zhì)引起的[76]。目前，針對去除豆類異味的方法主要可以歸結(jié)為兩類，即抑制或去除脂肪氧合酶和去除或掩蔽揮發(fā)性不良風(fēng)味物質(zhì)。但由于揮發(fā)性物質(zhì)受到多種受體及反應(yīng)模式的影響，這些方法都無法完全消除揮發(fā)性不良風(fēng)味物質(zhì)。因此，未來關(guān)于植物基蛋白風(fēng)味（尤其是揮發(fā)性風(fēng)味）的研究應(yīng)該對植物基蛋白制品的生產(chǎn)過程進行準(zhǔn)確的動態(tài)風(fēng)味分析，從而有針對性地解決植物蛋白制品的不良風(fēng)味。

動物源食品擁有豐富的蛋白質(zhì)組成，而植物基食品中的蛋白質(zhì)組成及含量與動物源食品相比還存在著一定差距。因此，完全和彈性素食者的蛋白質(zhì)攝入情況得到了廣泛關(guān)注。蛋白質(zhì)的營養(yǎng)質(zhì)量是由其必需氨基酸含量、蛋白質(zhì)消化率、凈蛋白質(zhì)利用率、生物學(xué)價值和PDCAAS決定的。與單一植物蛋白相比，動物蛋白更易消化，具有更高的凈利用率、生物學(xué)價值和PDCAAS[77]。植物蛋白的低PDCAAS與其較低的消化率及某些必需氨基酸（如亮氨酸）的缺乏有關(guān)。從消化率角度看，植物蛋白的低消化率與其自身的蛋白結(jié)構(gòu)（具有更多的β-折疊結(jié)構(gòu)和相對較低的α-螺旋）[78]、所具有的纖維及抗?fàn)I養(yǎng)因子有關(guān)[79]。因此，在加工過程中可以使用多種來源的植物蛋白為原料，從而獲得足夠蛋白質(zhì)，進而分解成所需的氨基酸，一定程度上可以避免純植物飲食中必需氨基酸的缺乏。此外，植物蛋白所存在的抗?fàn)I養(yǎng)因子（如血凝素、植酸、糖基化物、蛋白酶抑制劑）水平也可以通過蛋白純化技術(shù)將蛋白質(zhì)純化為最簡單的形式（如豌豆分離蛋白、小麥面筋、玉米濃縮蛋白），從而也表現(xiàn)出與動物性蛋白相似的消化率[77,80]。但是，在實際生產(chǎn)過程中植物蛋白并不會以最簡單的形式大量存在。因此，為了滿足人體的蛋白質(zhì)需求，深入了解蛋白質(zhì)營養(yǎng)因素對開發(fā)替代蛋白質(zhì)產(chǎn)品的配方至關(guān)重要。

除了蛋白質(zhì)的影響外，純植物飲食還可能存在缺乏維生素B12、維生素D、鈣、鋅和長鏈脂肪酸等問題，但只要充分規(guī)劃好飲食搭配便可避免微量營養(yǎng)素缺乏的風(fēng)險[81]。例如，多食用谷物、豆類可以滿足補充鋅的需求；食用油菜、核桃、奇亞籽等可滿足補充必需脂肪酸的需求[81-82]。

5 結(jié)語

與動物蛋白飲食相比，植物蛋白具有更多關(guān)于健康和環(huán)境方面的益處。完善植物基蛋白產(chǎn)品的風(fēng)味、確保充足的蛋白質(zhì)攝入及微量營養(yǎng)素補充將最大限度地減少植物性飲食的潛在缺點。在現(xiàn)代食品加工過程中，為了滿足消費者的需求和期望的飲食體驗，需要從植物蛋白的源頭入手，采用更加先進的科學(xué)技術(shù)對整個加工過程進行動態(tài)跟蹤，促使植物基蛋白產(chǎn)品在風(fēng)味、口感、營養(yǎng)等方面與動物性飲食相媲美。