绿色蛋白前景广阔 技术和市场瓶颈待破解

2020-06-04 09:55:49来源: 中国食品报网

本报记者  袁国凤

  肉类一直是发达国家的主要蛋白质来源,然而近年来由于健康和环境问题以及动物福利等原因,消费者行为发生了改变,替代蛋白质市场开始增长。变化带来机遇,食品制造商要想在这个快速增长的领域赢得长期的市场份额,就必须致力于开发和生产最有前景的替代蛋白质产品。如何挖掘植物蛋白的开发潜力?植物蛋白的应用有何难点?近日,多位食品领域专家学者举办了“绿色蛋白:从工厂到餐桌的新科技”线上分享活动,从技术革新和产业市场等角度解析绿色蛋白的发展路径

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绿色蛋白潜力巨大

  对比每年都在增加份额的马铃薯蛋白、燕麦蛋白和藻类蛋白等新兴产业,最受行业关注的目前依然是大豆蛋白和小麦蛋白,与国外绿色蛋白的产业化发展相比,目前国内还处于概念先行的阶段。

  我国对于肉类的消费几十年来一直在持续不断地增长,目前已经超过日本,并不断向欧盟和美国市场靠近;根据“十三五”规划,今年我国肉类总需求量将达到1亿吨,同时肉类的产量只能增长到9000万吨,尚存在1000万吨的供需缺口。此外消费升级的背后,国人越来越愿意为健康买单。因此,绿色蛋白产品的潜力巨大。

  华南理工大学食品科学与工程学院副研究员万芝力表示,除了市场广阔外,绿色蛋白行业真正的发展基石还在于大豆蛋白本身的优良特质。通过对大豆中的7S球蛋白进行分离,在代谢综合的健康机制方向上进行了相应的人群和动物实验,结果表明大豆蛋白不仅可以促进代谢,还能有效控制三高。另外,大豆纤维蛋白对于肠道微生物也有较为明显的影响,因而可以在高蛋白乳品及饮料领域乃至特医食品开发中应用。

  福州大学食品科学技术研究所副教授张晨表示,植物蛋白更高的营养转化效率等优势使其在未来市场需求量将逐渐加大,而满足市场需求的方式除了种植像大豆、小麦等已知蛋白来源的作物,还可开发新型蛋白,例如来自植物叶片的蛋白。市场上对于植物叶片的蛋白应用并不常见,但采收后占总生物质产量35%—50%的叶片蛋白质含量丰富,如果进行开发,将会更容易解决未来蛋白质增值或者需求量增加等系列问题。

  南京财经大学食品科学与工程学院讲师刘潇认为,小麦面筋蛋白不仅能够应用在植物肉里,还能替代蛋黄酱等高油性的乳液产品,也可应用在乳品等高蛋白食品中,其低廉的价格更将是一大热度激发点。

诸多技术难题待解

  虽然具有广阔的市场前景,但绿色蛋白目前无论在技术上还是应用中也面临诸多待解难题。

  万芝力提出,虽然大豆蛋白市场广阔,且健康效应毋庸置疑,但在实际加工中存在以下两个问题:一是传统的湿法分级工艺存在水耗和能耗的巨大折损,并对环境造成不良影响;二是过分追求蛋白质产品的纯度(蛋白含量90%以上),使得产品功能性下降,出现豆腥味及口感差的问题,严重限制了大豆蛋白在高蛋白乳品及饮料领域的应用。

  张晨表示,目前叶片蛋白的发展存在两大瓶颈:其一技术瓶颈,不同植物叶片中的蛋白质种类虽然丰富,但含量相对较小又比较分散,以目前的破壁技术还很难做到有效提取和保证蛋白质纯度,且被提取蛋白的物理、化学和空间结构遭到破坏,造成了产业应用上的限制;其二产业瓶颈,叶片蛋白的采收、运输以及加工工艺,目前没有相应的产业链形成。

  刘潇认为,在高油性的乳液蛋白应用中,小麦面筋蛋白在水中的聚集性是产品加工的一大阻碍。在乳品应用中,添加小麦蛋白后带来的产品口感粗糙也是一大缺陷。

  在大豆蛋白的应用中,瓦赫宁根大学及研究中心食品工程博士罗琦认为,以目前的技术成熟度来看,用大豆蛋白做的植物肉产品还不够像肉;另外,消费者对传统的辣条、素鸡等已形成固化印象,没有一款真正改变用户感官体验的产品,就无法成为动物肉的替代消费选择。

  罗琦还提出,植物肉加工技术方面还出现了新一轮问题,比如为优化植物基产品寻找天然纤维等添加剂,植物肉产品的研发中如何降低盐分等。

消费体验才是王道

  针对绿色蛋白开发中出现的诸多问题,专家也从各自研究领域提出了诸多可参考的技术解决方案。

  在解决大豆蛋白豆腥味、口感差等问题上,万芝力提出,利用热剪辑微粒化大豆蛋白的低黏度等特性,使其替代产品加工中的油脂及脂肪颗粒,从而完成植物奶及特医食品的开发。“同时,在研究中我们发现添加柑橘纤维能够明显提高植物肉的持水性与持油性,增强植物肉的拉伸强度,这样的天然原料既符合清洁标签的标准,也将给消费者带去更好的感官体验。”万芝力说。

  万芝力提出,对于固态食品降盐,喷雾干燥法能显著增加咸味感知,降低盐需求量,强化风味感知。对于液态或半固态食品降盐,可通过添加高含量的阿拉伯胶可明显增加盐溶液的咸味,在液态食品酸奶饮料和半固态食品蛋黄酱中添加阿拉伯胶,不仅可降低30%的盐使用量,产品的咸味感知也没有明显影响。

  在模拟真实肉品形态上,刘潇通过研究发现,由于小麦面筋蛋白的特殊结构,使得其具有多变的质感和口感。在植物肉的制备过程中,向大豆蛋白中添加一定比例的小麦面筋蛋白,可以大幅增加蛋白纤维化结构,从而使拉丝效果更明显,更像真实肉品形态。同时利用溶剂,能使小麦面筋蛋白形成微小的胶体颗粒,最终达到细腻爽滑的效果。针对乳品应用加工中存在口感粗糙的凝胶现象,可通过微粒化蛋白来改善。“我们通过定向组装设计微粒化小麦面筋蛋白,最终通过喷雾干燥制得颗粒化蛋白,足够应用在高蛋白食品中。”刘潇补充。

  张晨提出,叶片蛋白的技术问题可通过细胞壁降解技术、综合处理技术、发酵技术等来解决。对于产业链难题,可整合现有的开发体系,如与茶叶厂商、叶片生物活性物质提取物加工厂和中草药提取工厂合作,利用茶渣等进行提取,并对提取物产生的废水进行分类处理,如作为肥料灌溉农田,形成闭合、循环的完整产业链。

  罗琦认为,产品开发需要考虑市场和消费者。以消费者体验为驱动,搭配市场需求,利用技术对原材料进行合适的工艺加工,是企业在产品研发中应该有的思路。未来植物肉市场需求也是具有不同肉类、动物不同部位等差异性,并且还需要有较好的对挤出工艺的适应性。为了更好地做到这些,需要更多有待发现的新材料,并通过不同原料间不同的质构特性完成差异化的产品迭代,从而满足消费需求。

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