植物基食品亟待突破科學問題——中外科學家共論行業機遇與挑戰

2020年，植物基食品迎來了爆發元年，市場飛速增長，新産品層出不窮，産品的口感、營養也更加接近所模擬的動物源性食品。行業研究機構FAIRR發佈的調查報告顯示，目前，全球五分之二的食品巨頭都有專門團隊開發和銷售植物基肉製品和乳製品，47%的零售商現在或計劃銷售植物基肉製品。

站在高速發展的元年展望未來，植物基食品將會遭遇哪些挑戰？在加工特性、營養等方面還有哪些科學問題要解決？12月1日，在2020年國際食品安全與健康大會舉辦期間，中國食品科學技術學會在雀巢（中國）有限公司和杜邦營養與生物科技的支援下，召開“植物基食品的科學問題與未來挑戰”專題會。會上，業內權威專家為大家展現了這一新興食品領域的最新進展。

優勢：消費者為什麼選擇植物基食品

據MarketsandMarkets研究顯示，2019年，全球人造肉的市場規模約121億美元，每年以15%的複合增長率增長，到2025年將達到279億美元。

數據顯示，2014-2019年，我國植物蛋白飲料産量年複合增長率超過9%。2020年，該數據迅速提高至13%。

飛速增長的市場背後，消費者為什麼選擇植物基食品？探究原因之前，必須先知道什麼是植物基食品。在會上，東北農業大學教授、國際食品科學院院士江連洲介紹稱，所謂植物基食品就是直接以植物原料或其加工品為主要原料，添加或不添加其他配料、食品添加劑（含營養強化劑），經加工製成的，産品形態、質構等感官特性與相應的動物來源食品具有相似特徵的製品。

江連洲認為，植物蛋白是蛋白質的一種，來源於植物，營養全面，與動物蛋白相倣，易被人體消化吸收，具有多種生理保健功能，還具有低飽和脂肪酸、零膽固醇、無抗生素等優點。世界食用植物蛋白歷史悠久，尤其是以中國為代表的東方膳食結構，其植物性膳食（素食）文化的起源甚至可以追溯到西元前1000年。

在北京大學公共衛生學院營養與食品衛生學系主任馬冠生看來，近三四十年，我國居民膳食模式發生了非常大的變化，動物性食物消費不斷增加，植物性消費不斷減少。大量研究證明了動物性食物過度消費不僅會導致健康問題，也會增加某些癌症的患病風險，同時也會帶來環境污染，動植物生産消費過程中，也會增加溫室氣體排放，同時增加水資源消耗、減少森林面積。也正因此，越來越多的消費者對食物消費提出了更高的要求，既要滿足營養需求，也要符合健康膳食模式，同時還要有助於環保、可持續發展，也正因此，植物基食品應運而生。

杜邦營養與生物科技植物基食品健康全球市場總監Sonia Huppert也認為，如今的消費者更喜愛購買健康的産品和健康的生活方式，並且要求産品能夠提供充足的營養。在義大利、西班牙等國家，50%以上的消費者開始更多地購買植物基食品，在美國、加拿大則是38%的消費者把植物基食品放在自己的購物功能表當中，從全球來看，差不多有一半的消費者在減少動物食品的消耗。

進化：仍需突破哪些挑戰

荷蘭全球食品飲料行業市場諮詢公司Innova Market Insights，一直關注著植物基的發展趨勢，提出2017年是“植物的突破”，2019年為“植物王國”，而今年則是“植物基革命”。

那麼，對於未來，植物基食品在發展道路上還需突破哪些難題？

在江連洲看來，功能性不強，關鍵核心技術缺失；産品同質化，市場佔有率低；附加值低，缺少高端産品是植物基食品未來面臨最主要的挑戰。與此同時，在技術方面，更高層面的整肉的模擬技術尚未達到大規模工業化等級，尚未真正意義商業化。而相對技術成熟的碎肉産品，産品品質也參差不齊；在風味方面，通過添加肉味香精等調味品對風味調控，肉味香精包埋效果差，香氣弱，粉味重，以及大豆蛋白製品容易産生豆腥味等異味等問題。此外，還有評價方法及標準較少。目前，組織化植物蛋白只有針對於低水分擠壓産品的評價方法。未來發展亟待攻克上述問題。

馬冠生則認為，植物基食品如果想替代一部分肉製品，面臨一個挑戰，從營養的角度來説，很多産品營養素的密度較低，需要考慮怎麼滿足人體對健康的需要。此外，植物基食品還需要消除植物本身的一些特殊味道，改善風味，還有口感問題。

走向：未來科技推動力

針對植物基食品面臨的主要挑戰，科學界也在不斷研究探索。

在會上，華盛頓大學公共健康營養中心主任、流行病學教授Adam Drewnowski介紹了營養素度量法在植物基食品中的應用，即由專業第三方機構根據不同人群的營養需要先制定出營養成分組合模式，比如健康食品、低脂食品、低鈉食品等，當食物符合這一模式，做出相應的營養標簽，方便消費者選購。Adam Drewnowski列舉了一種美國市場上常見的植物基肉産品，包裝上標注共含有20克蛋白質，具體成分是豌豆、綠豆、蠶豆，食用該産品獲取的蛋白質和動物性食品蛋白質一致。

對於植物基食品的風味問題，北京工商大學教授宋煥祿表示，消費者在選購植物蛋白製品時不僅僅考慮其營養和功能價值，風味也是重要參考因素。然而，在生産和應用的實踐中，植物蛋白特有的異味在加工製品中普遍存在，這也會影響食物的風味。因此，為提高植物蛋白的風味品質，對其中關鍵異味成分的鑒定，以及關鍵成分與蛋白之間相互作用的研究十分重要。

宋煥祿介紹，通過GC-MS、GC-O-MS風味分析手段，可以發現豆乳當中揮發性風味物質大約有70種以上，主要包括醛類、醇類、酮類、酯類、酸類等，會産生豆腥味、青草味、苦澀味、生味、油漆味、收斂味、金屬味、油脂氧化味等，異味的産生主要就是LOX。

那麼，豆腥味如何改善？宋煥祿表示，可以通過多種方法進行改善，如調整工藝，大豆熱燙和磨漿溫度控制在80℃以上，2—6分鐘，LOX酶活降至38%—57%；或是使用化學酶解法，利用蛋白酶適度水解蛋白質，除豆腥味，增加蛋白質溶出率；亦或是物理法，環糊精包埋亞油酸，抑制與LOX接觸；再或是掩蓋法，添加濃縮果蔬汁；微生物發酵法，降低豆腥味物質如己醛、戊醛等的含量等。

針對植物基食品的口感問題，中國農業科學院農産品加工研究所的研究團隊也找到突破口。該研究所副所長王強介紹，他們團隊五年前系統建立了高水分擠壓技術研究平臺，也成立了植物基肉製品工程技術研究中心，研究不同種類的植物蛋白擠壓適用性，高水分技術工藝、裝備及機理。革新設計了高水分擠壓技術製備新型植物基肉製品的加工工藝，明確了擠壓能量輸入對花生蛋白纖維結構形成的影響，歐美市場喜歡味道，對於中國消費者來説，除了味道，還需要吃起來像肉一樣的感覺，通過高水分擠壓花生蛋白質粉，可以形成類似動物肉的纖維結構，跟動物肉比較接近。揭示高水分擠壓過程中蛋白質多尺度結構變化與纖維結構形成機理，擠壓的過程中，植物蛋白經過擠壓可以形成肉質的纖維結構。

浙江工商大學教授、國際食品科學院院士陳建設的研究則專注于食品的口腔加工特性。他表示，食物從原材料、烹飪到人體小腸的過程中，口腔加工環節非常重要，能給消費者帶來愉悅的感官感受，這也決定了消費者喜不喜歡吃這個食物、下次是否繼續消費。

陳建設分析，以植物基飲料為例，流體食物的特徵是不需咀嚼、在口腔中滯留時間僅兩秒，怎麼在這兩秒鐘中發揮最大感官性效果，這就要求植物基飲料要做到非常濕滑、細膩。