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摘 要:根据当今消费者追求健康饮食的方向及近年经济形势的概况,探究植物蛋白素肉的原料来源、加工工艺及技术及论述其发展现状等,总结植物蛋白素肉产品是否能在一定程度上替代肉类产品,实现饮食种类的多样性。因此,该文综述了植物蛋白素肉的原料、加工、发展现状及市场前景,根据其原料的特性分析植物蛋白素肉的结构特性,带入其加工工艺及技术,更加深入的了解压榨、纺丝等工艺对其物理及化学性质带来的改变,更进一步了探究了植物蛋白素肉本身特性的市场优势及缺点,依据其特性对其产业发展于市场前景进行预测,推动国内植物蛋白素肉的产业市场化。
关键词 植物蛋白素肉;原料来源;加工技术;市场前景
当前国内主要依靠增加进口贸易和发展畜禽业两条传统路径,以满足居民肉类消费需求。在进口方面,据海关总署数据,中国肉制品进口规模增长迅速:2016 年进口肉类产品468 万吨,2019年进口增至618万吨,2020年进口规模已达991万吨。我国是猪肉类肉制品进口大国,由于近期国际形势严峻,势必会影响猪肉类进口量,而猪肉类制品是我国民众消费食用的主要肉类,土地、粮食和水等资源也制约着畜牧业及养殖业的发展。王明利预计近十年中国饲料粮占粮食的比例将达到50%以上。因此,我们急切的需要寻求更具有可持续性发展性质的产品。发展植物蛋白肉来替代传统肉类,就能节约大量的饲料粮。
植物蛋白肉又称为素肉、人造肉、植物肉、肉类似物,是采用先进的现代食品加工技术加工而成的仿肉食品。植物蛋白肉属于人造肉的一种,另一种人造肉是用动物干细胞培养的培育肉。培育肉更接近真肉的感官特性,但由于其制作原料为真肉且培育成本较高,因此国内目前较少研究此类人造肉。植物蛋白素肉由于其蛋白含量高且油脂含量极少,是消费者更关注的、更符合健康饮食的传统动物肉类产品的替代产品。基于此,本文综述植物蛋白肉的发展现状,分别从原料、加工工艺及技术、国内外研究及发展现状来总结。
我国是大豆的原产国,栽培史已有五千年,最早的蛋白制品包括豆腐、豆浆、豆酱等,由于肉类食品含油脂量高、养殖畜牧业所需资源较多及民众追求健康饮食等原因,研究发现大豆蛋白产品由于其高蛋白、低脂肪的特性,使其营养价值较高,也具有特殊的功能特性。大豆蛋白产品有大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、低变性脱脂豆粉等。它们不仅蛋白质含量干基高转,而且具有乳化特性、凝胶特性、亲水亲油性等特性,不仅可单独加工成植物蛋白素肉食品,也可与植物类及动物肉类等其他种类食品混合配置成复合食品类。因其保水性和保型性较好,在食品加工过程中不易变形及变质,其产品可长期保存,因此,大多数营养食品及肉类加工产品中都会利用低变性脱脂豆粉、大豆分离蛋白等大豆蛋白产品为原料。
大豆由于其高蛋白及高油脂含量一般应用分为制油和制作豆制品,但一般二者不可兼得,制油时,剩下富含大豆植物蛋白的豆粕,这类豆粕由于含有有机溶剂或者热榨导致蛋白二硫键断裂,并不可以人为食用,而是采取脱溶等处理作为饲料豆粕,热榨豆饼粉的属于油脂生产过程中的产物,热榨豆饼的后续发展,除动物饲料用途外是否还可以另寻出路,能否作为植物蛋白素肉的原料?而大豆制作豆制品产品时,剩余的油脂则是直接被皂化,不能再做食用油类。为大豆寻求一个充分利用的方法,也是我们下一个研究的方向。
挤压类的主要原料是植物蛋白粉,过程为混合原料后加食盐、烧碱等,通过搅拌机混匀在通过挤压膨化机,过切断机切断成所需的大小形状的半成品,随后加入风味料、保鲜剂等,再经过蒸煮、包装、灭菌得到成品。
纺丝类的原料为大豆组织蛋白,处理方式为浸泡、脱水后再使用斩拌机或扒丝机将其加工成小块或丝状,加以配辅料等加水放入肉饼机、肉丸机等设备成型,再包装、灭菌即为成品。其中挤压是生产植物蛋白素肉的最佳技术,也是应用最广泛的技术。因纺丝技术工艺复杂、产生废水及对原料要求较高等原因,一般不选择使用纺丝技术。挤压技术对原料进行高温、挤压的热机械处理,充分混合原辅料,冷却凝固后通过剪切流形成肉及肉类似物。在挤压过程中物料收到高温等物理作用,影响了产品质构及化学性质。肉类的纤维结构是人们喜欢口感的来源之一,在植物蛋白素肉中,蛋白质通过外力作用使其中的二硫键、氢键和非共价键相互作用,其破坏了蛋白质原始结构,原始分子间连接被剪切成新的分子,新分子间再联结定位并进行链的重组,形成的三维网络结构更加立体,肉质感更佳。因此我们可以通过挤压作用来改变蛋白的质构,这也是植物蛋白素肉生产加工的原理。
目前国内植物肉产品技术及产业发展较国外发达地区而言有很多需要进步的地方。我国大多企业生产的植物蛋白素肉主要以大豆蛋白、豆粕及其他谷物蛋白等为生产原料,采用挤压膨化进行加工,口感及风味欠缺,因此之前此类产业也未能大规模发展。随着国外植物肉概念的传入,以深圳齐善食品等为代表的国内新兴植物肉企业也开始逐步发展并进入市场。国内市场现有植物肉的生产企业、产品品种和销售渠道比较丰富,国内外现有主要植物肉生产、销售企 业如表1所示。此外,2020年国际植物肉领军企业Beyond Meat、雀巢等相继宣布在国内投资建厂;深圳星期零食品科技公司官网宣传月产量高达1 700吨,年产量最低2万吨。随着投资力度不断加大和技术 进步,未来国内植物肉产品的供给值得期待,但植物蛋白肉产业发展也有制约力量,Corrin等通过开展问卷调查发现,植物肉的安全以及口味、价格、获取的便利程度等因素都会影响消费者选择;Hawkins等研究发现,影响消费者对植物肉接受度的因素较多,一方面食品企业应不断提高植物肉的质量和安全, 另一方面消费者年龄、受教育程度和收入以及媒体宣传等因素都会影响消费者的选择。刘素素等研究表明,如果对加工环节进行严格的质量管控,植物肉是一款绿色制造、可持续发展的传统肉类替代品。
由于国内植物肉产业发展较国外起步晚,植物肉的品牌认可和市场接受度不高,所以国内植物肉替代率远远低于全球市场。2019年国内和全球市场植物肉替代率分别为0.37%和0.86%。2020年及2021年植物肉替代率更高,随着植物肉生产技术的不断发展、行业监管的日益规范及其驱动机制的发展作用,再加上2020年Beyond Meat和雀巢等国际植物肉巨头公司宣布在中国建厂和各类销售渠道的推广,中国植物肉产业终将迎来井喷式增长。刘聪等认为物肉产业由于不受生态资源有限和双疫情约束,再加之技术进步和消费者认知度不断提高,植物肉对传统肉制品的替代率预计大概率可以长期保持年均 8% 的同比增速,到 2030 年达到 1.44%,最终达到 2050年的 6.7%,并预计2030年植物肉即可替代155.31万吨传统肉制品和节约543.57多万吨饲料粮;2050年植物肉的替代量和节约量更是分别突破 1 000万吨和 4 000万吨,节约效应相当显著,则前景可期。
表1 国内外市场现有植物肉生产企业、主要产品及销售渠道
Table 1 Existing plant meat production enterprises, main products and sales channels in domestic and foreign markets
2022年,众多品牌的植物基食品悄然走进大众的视野,不少植物基食品如植物肉、植物蛋白饮料已运用于市场,除上述表格列举代表产品外,连中餐馆里都已经能见到植物肉的身影。国内植物蛋白素肉的研制缺乏高端工艺设备、着色主要方法是加入植物基色素,缺乏风味以及着色物质的专利。除此之外,研究植物蛋白肉类产品的加工工艺是否除去螺旋挤压和纺丝外还有其他加工工艺,螺旋挤压类的植物蛋白肉类产品的工艺是否还可优化,使其产品具有更丰富的感官特性;随着消费者对食品安全的重视,植物蛋白生产加工企业的产业是否能更加标准化,生产加工过程能否更加安全,透明,这些植物蛋白肉未来产业化道路上的问题都是值是我们研究的内容。因此,根据当前消费者的健康饮食的需求,以及消费者对市场的购买特性,我们需要进一步研究出感官特性更能接近真实肉类的植物蛋白肉类产品,且其营养特性更高、价格合理,满足未来市场上日益增大的消费需求。