朱曉　曹猛猛

摘 要：肉類替代品作為肉類消費的新潮流，具有節(jié)能減排、健康環(huán)保、分擔畜禽業(yè)發(fā)展壓力等優(yōu)點，在未來將占有一席之地。該文通過對肉類替代品專利技術進行分析，以期為其進一步研發(fā)和在市場上的應用提供參考。

關鍵詞：肉類替代品;專利技術;發(fā)展概況

中圖分類號 TS251文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）15-0128-02

1 引言

2019年4月，全球大型連鎖快餐企業(yè)漢堡王推出人造肉漢堡，引起了市場的熱烈討論，該漢堡的售賣價格比真牛肉漢堡貴1美元，外觀、口感與牛肉十分相似。2019年5月，美國1家食品科技公司在納斯達克上市，當天收盤時股價上漲163%，其主打產品就是肉類替代品。

肉類替代品并非新生事物，早在100年前就已存在，俗稱人造肉、植物肉。隨著食品生物科技的發(fā)展，該產品可分為以下2大類[1]：（1）植物肉：以大豆蛋白為主料經纖維化拉絲、成型后制成;（2）培育肉：利用動物體內分離得到的干細胞進行培養(yǎng)，誘導細胞分化增殖，經過調味、成型處理制成。

為了滿足全球日益增長的肉類消費的需求，全球畜牧業(yè)占用了大量資源，包括50%以上的農業(yè)用地、糧食（用作飼料），25%的淡水……飼養(yǎng)畜禽排放的二氧化碳是導致溫室效應的主要原因之一。不僅如此，養(yǎng)殖畜禽趨近密集化，由此產生了大量含抗生素、激素等的排泄物。肉類替代品的原料為植物蛋白或動物細胞，具有節(jié)能減排、健康環(huán)保、產量高的優(yōu)點，成為了解決上述問題的重要手段之一。據報道，利用細胞培養(yǎng)制作人造肉，一小塊肌肉組織就能培育出1萬kg牛肉。該生產方式可以節(jié)省75%的水，減少87%的溫室氣體排放，減少95%的土地面積[2]。

2 肉類替代品的早期專利技術

早期蛋白生產肉替代物的方案為將蛋白粉加水、捏團、切絲、粘合成型[3]。1953年，波耶在此基礎上提出了以脫脂蛋白粉如大豆粕、花生粕等為原料，將其分散在堿液中形成膠體溶液，然后用尼龍噴絲器的類似設備噴絲，采用酸性鹽液淋洗以凝固蛋白絲，再經過調味，纏繞成股，成型，制成具有咀嚼感的蛋白肉[4]。但由于采用脫脂原料并經酸、堿處理，方法較為復雜，因而成本較高、營養(yǎng)損失率高、口感較差。由于原料油脂含量高，并不利于蛋白的組織化，不能通過簡單的增加油脂含量來加以改善。我國第1項植物肉專利“植物蛋白纖維絲機”，實現了以純機械的方法直接加工全脂大豆粉成纖維絲，避免了酸、堿的使用，改善了產品的口感和外觀[5]。

3 肉類替代品的現代專利技術

經過近幾十年的發(fā)展，以大豆等植物蛋白為原料制作植物肉的專利技術逐漸成熟，但植物蛋白與動物蛋白的營養(yǎng)不同，肉類替代品的食用體驗、烹飪體驗難以媲美真肉是一大技術難題。因此，如何改善肉類替代品的營養(yǎng)、外觀、口感成為了3大發(fā)展方向。

3.1 營養(yǎng) 培育肉的出現提供了動物肉的理想替身，從根源上解決了肉類替代物的動物蛋白營養(yǎng)問題。它的誕生可追溯到20世紀30年代，溫斯頓·丘吉爾提出：“再過50年，我們就不用再做‘為了吃個雞胸、雞翅，就把整只雞養(yǎng)起來這種荒唐事了。我們可以在合適的媒介里分別培養(yǎng)它們?！盵6]然而，經過了近80年，干細胞技術、細胞體外培養(yǎng)技術和組織工程學等學科的發(fā)展和進步，才使得這一大膽前衛(wèi)的想法慢慢實現。

1997年4月，KOBAYASHI發(fā)明了1項包括能夠支撐細胞和球形顆粒的基體、流動系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和過濾系統(tǒng)的裝置，可用于培養(yǎng)肌肉細胞制備可替代肉的蛋白質[7]。同年12月，荷蘭阿姆斯特丹大學的艾倫、沃斯特霍夫和商人庫頓共同申請了工業(yè)化生產培育肉的發(fā)明專利[8]，通過利用肌肉細胞、干細胞等在加有膠原蛋白的營養(yǎng)液中進行體外培養(yǎng)，誘導細胞在三維基體中生長增殖，呈現三維結構;然后制成人造肉;該申請于2003年在歐洲獲得專利權。

3.2 外觀 真實的肉有著特定的紋理和質構。通過調整植物肉的蛋白質含量，控制擠出孔的橫截面積、擠出溫度和壓力，可使得產品在常溫下形成了類似瘦肉的紋理[9]。另外，還可通過調整原料組成，如通過將粉碎的低溫脫脂豆粕與谷物蛋白、大豆分離蛋白和淀粉混合、加水調質，并擠壓拉絲，得到具有類似肌肉的感觀特性、可撕拉成絲的肉類替代物[10]。食品3D打印技術的異軍突起也使得肉類替代物能夠與動物肉的外觀更為相像。在可食用的由水凝膠和多肽制成的微載體上培養(yǎng)大量肌肉細胞以形成細胞微載體，將微載體作為特殊的“生物墨水”，可經3D打印機制成人造肉[11]。

大豆蛋白無法呈現紅肉的顏色。早期，通常加入一些色素來進行調色，如紅曲色素[12]、胭脂紅色素[13]。然而，肉的顏色在烹飪前后會發(fā)生變化，這些色素并不能呈現這一變化。食品科學家們想到肉色取決于血液，因此加入了由動物血液、亞硝酸鹽和抗氧化劑組成的著色劑對植物肉進行著色[14]，賦予了植物肉真實的肉色和味道。然而，動物血液的使用存在一定的食品安全隱患，且亞硝酸鹽為致癌物，存在致癌風險。大豆血紅蛋白和動物血紅蛋白同源性極高;隨著這一發(fā)現的公開，美國Impossible Foods公司以此提出將大豆血紅蛋白加入肉類替代物中以真實地模擬肉的味道、色澤[15]，并通過基因重組技術獲得了可分泌含有血紅素多肽的芽孢桿菌重組細胞[16]、可編碼大豆血紅蛋白的畢赤酵母[17]，解決了大豆血紅蛋白難以大量合成、成本高昂的技術問題。

3.3 口感 針對肉的口感，早期食品科學家通過添加加溶脹劑小蘇打、保水劑磷酸鈉進行保水[18]，加入多糖、黃原膠等親水膠體[19]，以制造具有多汁感的植物蛋白肉。美國Beyond Meat公司通過在植物蛋白仿肉食品中增加主要由植物油、可食用的親水膠體、香味分子、調味劑、脂肪酸等組成的網絡包埋體系，使得其中的香味分子、調味劑、脂肪酸等在烹飪和食用的過程中逐漸緩慢釋放，達到模擬食物烹飪時的嘶嘶聲和香味的效果，提升烹飪體驗和食用體驗[20]。對于培育肉，將細胞放置在電流或震動的條件下進行誘導增殖，模擬運動的過程，可獲得口感更接近真肉的產品[21]。

4 未來展望

雖然肉類替代物有著良好的應用前景和技術基礎，但它離大眾消費者的餐桌尚有一段距離。利用細胞培養(yǎng)制作肉類替代品生產的成本過于高昂，尚未達到進行大規(guī)模生產的條件[2];各地飲食文化的不同，使得各國人群對該類產品的接受度不同，目前的肉類替代物產品可以做到外觀、營養(yǎng)均能達到真肉的品相和水平，然而，對于食用體驗、烹飪體驗尚難以真實模擬，大眾消費者可能會存在誤解和抵觸;細胞培養(yǎng)制作人造肉可能會帶來新的公共食品安全問題，如何進行食品安全監(jiān)管也將成為政府面臨的一大難題。

參考文獻

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（責編：張宏民）