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        植物乳(奶)物質組成、加工難題及其創(chuàng)新技術研究進展

        2023-09-10 05:17:12陳亞淑陳洪建馬洪江黃慶德鄧乾春
        食品工業(yè)科技 2023年18期
        關鍵詞:植物

        陳亞淑,劉 銳,陳洪建,陳 委,王 雪,馬洪江,郝 倩,全 雙,周 琦,黃慶德,鄧乾春,

        (1.中國農業(yè)科學院油料作物研究所,油料脂質化學與營養(yǎng)湖北省重點實驗室,農業(yè)農村部油料加工重點實驗室,湖北武漢 430062;2.農業(yè)農村部食物與營養(yǎng)發(fā)展研究所,北京 100081;3.統(tǒng)一企業(yè)(中國)投資有限公司,江蘇昆山 215300;4.黑龍江北緯四十七綠色有機食品有限公司,黑龍江齊齊哈爾 161500)

        目前,“健康和可持續(xù)”是國內外食品行業(yè)發(fā)展的主要驅動因素,一直以來植物乳(奶)在安全性(不含抗生素)、營養(yǎng)性(零膽固醇和低飽和脂肪)、人道性(動物保護)和碳排放(節(jié)能減排)等方面存在諸多有利因素。據(jù)文獻報道,植物豆乳(奶)碳足跡為0.51~0.52 kg CO2eq/L,約為牛奶(0.99~1.08 kg CO2eq/L)的1/2[1],隨著近年來食品科技的創(chuàng)新,宗教人群、動保主義者、素食主義者以及乳糖不耐受人群的需求被不斷放大,歐美乳制品市場開始主動迎合上述人群,使得來源綠色安全、營養(yǎng)精準可控的植物乳(奶)越來越受到市場和消費者的青睞。AC 尼爾森數(shù)據(jù)顯示,2018 年植物乳(奶)已搶占美國15%的乳制品零售市場,體量達到數(shù)十億美元,并且還在以每年50%的速度激增,2020 年統(tǒng)計顯示,美國彈性素食家庭占受訪家庭的15.6%,主要消費牛奶和植物性飲料,另外植物性消費家庭占家庭總數(shù)的22.8%,主要消費植物乳(奶);在英國,植物乳(奶)也因連年保持30%的市場增長率,在2017 年被政府列入了居民消費價格指數(shù)(consumer price index,CPI)的統(tǒng)計范圍[2]。國外這一植物基浪潮也影響了國內的一些消費人群的消費理念,進而催生、助推了國內植物乳(奶)市場的快速發(fā)展。

        實際上,中國植物乳(奶)產業(yè)具有悠久的發(fā)展歷程,相傳豆奶/豆?jié){最早由我國西漢淮南王劉安發(fā)明,距今已有接近2000 年歷史。傳統(tǒng)豆?jié){加工工藝簡單,將黃豆浸泡后使用石磨進行濕磨即可得到,一直以來深受中國人民喜愛,又是一種老少皆宜的營養(yǎng)食品,可以說是最早流行的“植物乳(奶)”[3]。除此之外,核桃乳、花生乳、椰子乳等植物乳(奶)具備宜人的獨特香氣和風味,同時富含蛋白質、健康油脂、礦物質等營養(yǎng)成分,在我國具有廣泛的消費基礎。在國內,植物乳(奶)市場同樣發(fā)展快速,據(jù)天貓國際數(shù)據(jù)顯示,目前中國植物乳(奶)飲品復合增長率為各類飲品中的第一,2007~2016 十年間復合增長率達24.5%,市場規(guī)模是美國和西歐的兩倍以上,同時我國《植物蛋白飲料 豆奶和豆奶飲料》、《植物蛋白飲料 核桃露(乳)》、《植物蛋白飲料 杏仁露》等國家標準的頒布,也為我國植物乳(奶)產業(yè)健康快速發(fā)展保駕護航。

        目前我國針對植物乳(奶)的制備工藝和風味、口感、營養(yǎng)、穩(wěn)定性等方面的研究已有較良好基礎,然而我國植物乳(奶)產業(yè)發(fā)展仍然存在著較多問題,特別是基礎研究與學科體系的建設、技術與裝備的創(chuàng)新和個性化、精準化、數(shù)字化產品創(chuàng)新等方面與國外相比,仍存在差距?;诖?,本文將針對上述角度,對植物乳(奶)的分類與物質組成,加工難題、新型加工技術和裝備、產業(yè)與科技發(fā)展趨勢和產業(yè)對策等進行綜述,以期為我國相關產業(yè)的創(chuàng)新和高質量發(fā)展提供參考與支撐。

        1 植物乳(奶)的分類與物質組成

        作為一種可同時補充蛋白質、不飽和脂肪酸和功能性植物小分子等營養(yǎng)素的飲料,根據(jù)原料與加工工藝的不同,植物乳(奶)具有不同的物質組成,因此對其進行分類研究十分必要。

        1.1 植物乳(奶)的分類

        植物乳(奶)的定義可以分為狹義和廣義兩大類。狹義的植物乳(奶)主要是以堅果和植物果實/果肉為原料,通過多種生產工藝制成,如豆?jié){、椰漿等,從更廣泛的角度來看,由植物來源的原料與植物蛋白制成的飲品也統(tǒng)稱為植物乳(奶)[4]。按照加工工藝來分,植物乳(奶)可分為發(fā)酵型和非發(fā)酵型,另外可根據(jù)所用原料將植物乳(奶)分為豆奶、核桃奶、花生奶、杏仁奶、燕麥奶、椰奶、巴旦木奶、大米奶、大麻奶和亞麻奶等[4](如表1 所示),進一步可根據(jù)原料的分類將植物乳(奶)大致分為:谷類(燕麥、大米)、假谷物(藜麥)、豆類(大豆、豌豆、鷹嘴豆)、堅果(核桃、杏仁、巴旦木、巴西堅果、腰果、榛子)、種子(花生、芝麻、向日葵、亞麻籽、火麻)和高蛋白/油脂果實(椰子)等六種植物乳(奶)。作為蛋白質、鈣和多種營養(yǎng)素的補充劑,植物乳(奶)不僅可以直飲(早餐奶、學生或老人營養(yǎng)奶),同時也可作為咖啡、茶的伴侶以及食品加工(烘培產品、植物基冰淇淋)的工業(yè)原料。

        表1 植物乳(奶)分類、原料來源[5]Table 1 Classification, raw material sources of plant-based milk[5]

        1.2 植物乳(奶)的物質組成

        根據(jù)分類不同,植物乳(奶)主要物質組成存在較大差異,主要包括營養(yǎng)性成分和安全風險因子,對植物乳(奶)的穩(wěn)定性、感官風味、健康功效和應用場景會產生顯著影響。表2 總結了國內外市售的植物乳營養(yǎng)素含量,可見豆奶(乳)類植物乳(奶)的蛋白質含量一般較高,大米乳、燕麥乳的蛋白質含量偏低,燕麥類植物乳(奶)類膳食纖維含量較高,亞麻籽類植物乳(奶)的多不飽和脂肪酸如α-亞麻酸含量較高。

        表2 國內外市售典型植物乳(奶)主要營養(yǎng)物質組成表Table 2 Main nutrients of typical plant-based milk sold athome and abroad

        1.2.1 蛋白質 總體來說,在不添加外源蛋白的情況下,大豆植物乳(奶)的蛋白質含量較高,與牛奶相似,對成年人來說一般認為是一種包含了所有必需氨基酸的全蛋白;而其他植物乳(奶)的蛋白質含量較低,大米植物乳(奶)的蛋白質含量最低[6-7]。同時,與牛奶蛋白相比,植物乳(奶)蛋白質的必需氨基酸組成特別是蛋氨酸、賴氨酸等略有不足,例如豌豆、杏仁和大豆組織蛋白的限制性氨基酸為蛋氨酸和半胱氨酸[8]。亞麻蛋白與大米等谷物類蛋白質的限制性氨基酸是賴氨酸[9]。由于上述氨基酸的限制,一般認為植物蛋白的營養(yǎng)價值低于動物源蛋白,同時由于植物源抗營養(yǎng)因子如植酸、皂苷等的存在,植物蛋白的消化率低于乳蛋白,總體來說,植物蛋白的生物價(BV)與可消化氨基酸評分(DLAAS)略低于牛奶蛋白,例如牛奶蛋白BV 為104,酪蛋白為80,大豆、豌豆和亞麻籽蛋白的BV 評分分別為74、65、77.4;牛奶蛋白DLAAS 為115,酪蛋白為111,大豆和豌豆蛋白的DLAAS 評分分別為89、80[6,9]。

        1.2.2 油脂和脂溶性成分 如表3 所示,植物乳(奶)中脂肪酸組成主要以不飽和脂肪酸為主,飽和脂肪酸含量一般較低(但椰奶飽和脂肪酸約占80%),且不含膽固醇,對降低低密度脂蛋白與膽固醇有益,因此對血脂相關的心腦血管疾病干預具有更好的正效應[10]。雖然椰奶飽和脂肪酸較高,但主要是中鏈甘油三酯(MCT),對降低膽固醇、防治高血脂癥等具有一定積極作用。另外,一般認為植物乳(奶)中可能含有較豐富的脂溶性活性成分,如維生素E、維生素A 和植物甾醇等,總的來說,更高比例的多不飽和脂肪酸特別是n-3 PUFA 等具有生物活性的必需脂肪酸以及脂溶性活性成分,使得植物乳(奶)在健康活性方面具有較突出優(yōu)勢。

        表3 植物乳(奶)主要脂肪酸組成表Table 3 Main fatty acid compositions of plant-based milk

        1.2.3 膳食纖維 膳食纖維指不能被人體消化道酶分解的多糖類物質,在維持人體健康方面具有重要作用,被稱為“第七大營養(yǎng)素”[17]。作為非淀粉多糖,膳食纖維主要來源于植物和菌類的細胞壁,包括纖維素、半纖維素、果膠、木質素和幾丁質等,具有改善與促進消化系統(tǒng)健康、降低脂肪及膽固醇的攝取、預防心腦血管疾病、增強免疫力、防治糖尿病等功能。在植物乳(奶)中,籽類、谷類或果實原料細胞壁中的多種可溶性或不可溶的膳食纖維,如亞麻籽膠、杏仁多糖和大豆多糖等,均具有潛在的益生元特性,有益于人體健康,尤其在調節(jié)腸道菌群和微生態(tài)健康方面具有突出作用。例如燕麥奶中的β-葡聚糖會增加飽腹感、降低血糖和膽固醇[5];亞麻籽乳中含有亞麻籽膠,具有改善腸道菌群、控制體重、增強飽腹感、保護腸道與心血管健康等功能;豆奶中大豆纖維具有降低動物/人體內血漿膽固醇的效果,且不會降低對礦物質元素鋅和銅的吸收,并具有維持腸道健康、控制血糖和血脂的功能[18-19]。

        1.2.4 礦物質與維生素 大部分植物乳(奶)原料富含鈣、鎂、硒、鉀、鋅、磷、銅和錳等礦質元素,例如杏仁、大豆中鈣的含量分別約為269、277 mg/100 g,鎂的含量分別約為270、280 mg/100 g,鉀的含量分別約為733 和1797 mg/100 g[20],統(tǒng)計市場中的植物乳(奶)鈣含量發(fā)現(xiàn)其含量是高度可變的,當使用外源鈣強化時,通常植物乳(奶)的鈣含量高于牛奶。一般來說,植物乳(奶)中強化鈣所用的碳酸鈣吸收率較高,但容易沉淀,降低了植物乳(奶)中鈣的生物可及性[21-22]。牛奶被認為是維生素的優(yōu)良來源,但是牛奶中維生素D 含量低,通常需要外源添加進行強化。植物乳(奶)中維生素D 含量也較低,因此商業(yè)化的植物乳(奶)通常也會添加維生素D 進行營養(yǎng)強化。同時,豆乳、杏仁乳、火麻乳中維生素E 的含量與牛奶(微量)相比具有優(yōu)勢,分別可達4.0、3.84 和13 mg/100 mL;椰奶、杏仁奶和腰果奶等維生素A 的含量>60 μg/100 mL,約為牛奶含量的2 倍[23];總體上植物乳(奶)中脂溶性維生素的含量與牛奶相比有優(yōu)勢,水溶性維生素則有待強化。

        1.2.5 活性小分子 植物乳(奶)一般含有有益的生物活性小分子,如黃酮、酚酸、木酚素、植物固醇等[24];尤其是植物多酚具有優(yōu)良的抗氧化性能,在抗癌、抗輻射損傷、抗微生物致病菌、降血脂、預防心血管疾病等方面具有良好的健康保障作用。例如花生奶中的白藜蘆醇具有抗氧化、抑菌、保護肝臟、預防心腦血管疾病、抗輻射和抗艾滋病等生物活性[25]。芝麻乳中的芝麻酚可以抑制高脂高果糖飲食喂養(yǎng)的小鼠的肥胖和胰島素抵抗,降低肝臟脂肪生成,抑制白色脂肪組織的脂質積累和炎癥反應,通過改善線粒體脂質代謝減少脂肪細胞大小和棕色脂肪組織向白色脂肪的轉化[26]。木酚素是一種天然的植物雌激素,在亞麻籽植物乳(奶)中含量較高,可通過控制三種雌二醇合成酶抑制卵巢雌激素的產生,降低乳腺癌的風險,同時也表現(xiàn)出顯著的抗結腸癌作用[27]。這些植物乳(奶)中特有的功能性成分往往不在產品標簽上標注,對于飲料有特殊需求的人群如患心血管疾病風險高的人群(膽固醇水平較高、年齡相關慢性病患者等),攝入植物乳(奶)可能會有更明顯的效果。

        1.2.6 安全風險因子 雖然植物乳(奶)不含乳糖,可以有效解決由乳糖不耐受引起的不良反應,但仍然存在一些潛在的安全風險因子如過敏性成分、有毒有害成分和抗營養(yǎng)成分等,需要引起高度重視。大豆是最常見的8 種食物過敏原之一[28],大豆中可發(fā)酵的寡糖、糖醇等可引起部分人的過敏反應,攝入豆奶后引起腸胃脹氣,另外文獻報道近14%對牛奶過敏的人也對大豆蛋白有過敏反應[29]。相反,大米植物乳(奶)具有低過敏原性,可有效克服過敏原引起的攝入不良反應[30]。此外,杏仁、亞麻籽等植物乳(奶)原料中含有一類重要天然糖苷,即生氰糖苷,包括苦杏仁苷、扁桃腈糖苷和亞麻苦苷等,攝入后在體內β-葡萄糖苷酶、羥腈分解酶的降解作用下產生葡萄糖、氫氰酸等,氫氰酸是一種劇毒氰化物,可損傷呼吸、中樞、循環(huán)、消化系統(tǒng)等。在豆科植物(大豆、花生等)、蕨類、高粱、亞麻籽等原料中還存在抗維生素因子,其作用機理一般包括兩種,一種是化學結構與某種維生素相似,如雙香豆素與維生素K 結構相似,在代謝過程中與維生素產生競爭效應,因此導致動物對維生素的利用下降;另外一種是通過破壞維生素活性,如脂肪氧化酶可破壞維生素A、類胡蘿卜素的結構,導致其喪失生物活性,降低效價。植酸是植物籽粒(包括谷物、豆類、堅果等)中磷酸鹽的主要儲存形式,不能被缺乏植酸酶的單胃動物包括人類所吸收利用;與此同時,由于植酸鹽對金屬離子有較強的螯合能力,使之對礦物質如鈣的吸收產生不良影響,并會降低消化酶活性,降低對蛋白質的消化率等,因此也被稱為抗營養(yǎng)因子。

        2 植物乳(奶)的加工難題

        根據(jù)植物乳(奶)的分類,植物乳(奶)加工中面臨的難題也各有側重,如豆乳加工過程中豆腥味、脲酶等降低其食用品質的問題,燕麥乳加工過程中淀粉顆粒影響其順滑口感的問題,但總的來說,植物乳(奶)加工過程中面臨的難題可主要分為安全、營養(yǎng)、穩(wěn)定等方面。

        2.1 植物源安全風險因子難以高效脫除

        對于生氰糖苷、抗維生素因子等熱敏性安全風險因子,應充分考慮在熟制工藝中對其進行有效脫除[31]。對于植物乳(奶)中致敏原包括大豆7S、11S 蛋白、花生7S、11S、2S 蛋白,谷物種子中的谷蛋白等,目前應用較多的解決方法主要為酶解法、發(fā)酵法、高靜壓及輻照等方法[32]。谷物種子中植酸主要集中在外殼及其胚芽部分,胚乳部分含量較低,而大豆種皮中幾乎不含植酸,僅1%分布于胚芽,而99%的植酸都遍布于子葉,并存在于亞細胞結構蛋白體中。因此針對不同原料,可選擇性通過不同方法消減植酸,如脫殼去除法、水焯去除法和浸泡去除法等,此外也可通過蒸煮、萌芽、微生物發(fā)酵以及添加外源植酸酶等方法對植酸進行脫除[33-34]。

        2.2 植物細胞壁組織限制內源營養(yǎng)素溶出

        越來越多的證據(jù)表明,食物對健康的益處不僅僅取決于其個別成分,更取決于食物的結構(或基質),食物結構不僅在消化和隨后的生理代謝反應中起調節(jié)作用,也影響其在加工過程中營養(yǎng)素的溶出效果。植物食物的結構是由細胞壁決定的,細胞壁是一個在微觀水平上的植物食物結構的典型例子;細胞壁本身是聚合結構,主要由一個以纖維素骨架核心(無支化和線性β-1-4 D-葡萄糖單元)與由幾種多糖(例如,果膠和半纖維素)組成的水化凝膠基質結合而成。胞間層富含果膠,作為植物細胞的最外層,由它將兩個植物細胞連接在一起[35]。植物細胞壁的結構和組成因植物種類、組織分布和生長階段而異[36]??偟膩碚f,豆類和其他雙子葉植物種子細胞壁主要富含果膠和木聚糖,谷物和其他單子葉植物的谷物細胞壁果膠含量較低,但含有阿拉伯木聚糖和/或混合連接的β-d-葡聚糖。植物細胞內的蛋白、油脂、膳食纖維以及小分子植物化學物的溶出極大受到細胞壁的限制。因此,為了提高植物乳(奶)的固形物含量即增大其營養(yǎng)素的溶出,熱處理、擠壓、發(fā)酵、研磨和均質等加工階段的技術優(yōu)化與創(chuàng)新十分重要。通過改變食品結構,如經過熱與壓力處理時,細胞壁破裂成多孔型結構,內源營養(yǎng)素從細胞內部釋放出來, 提高植物乳(奶)中蛋白質、脂質、多酚、黃酮類化合物的溶出率。

        2.3 體系穩(wěn)定性的控制

        作為一種多相分散體系,植物乳(奶)含有多種不同的膠體物質,如蛋白質、脂質、油脂體、多糖、多酚、植酸及其不同的復合物、植物組織碎片等微粒,體系整體具有熱力學不穩(wěn)定性,易發(fā)生相分離[37]。導致植物乳(奶)發(fā)生物理性失穩(wěn)的主要因素包括:a. 力誘導分離:植物乳(奶)中分散的上述微粒密度與水相不同,這導致它們會因引力作用發(fā)生移動;密度比水小的顆粒物質,如油脂體或脂肪液滴,傾向于上浮,而密度更高的顆粒物質,如植物細胞碎片、淀粉顆粒、蛋白聚集體、碳酸鈣顆粒等,傾向于下沉。b. 聚集:在植物乳(奶)中油脂體、蛋白質包埋的脂肪液滴、蛋白質顆粒和/或植物細胞碎片之間存在靜電、疏水等相互作用,當膠體間相互作用力發(fā)生改變時易出現(xiàn)聚集現(xiàn)象,主要包括絮凝與聚結;因此植物乳(奶)在儲藏過程中易出現(xiàn)分層、沉淀現(xiàn)象,并會引起沙礫、白堊等不良口感。植物乳(奶)也會因為各種化學或生化過程而引起體系失穩(wěn),包括氧化、水解和微生物作用等,也會使植物乳(奶)穩(wěn)定性與安全性下降,并產生令人不愉快的揮發(fā)性氣味。

        2.4 體系風味的調節(jié)

        受到市場歡迎的植物乳(奶)一般具有烤堅果味、焦香和甜香味,同時由于其原料自身特有的性質,不同植物乳(奶)還會具備獨特的風味如椰子味、豆香味、亞麻香味和谷物香味等;但不可否認的是,植物乳(奶)本身也可能含有負面屬性的風味,除了上述提到的由于多不飽和脂肪酸氧化產生的哈喇味等,還可能有植物原料本身特有的草味、生味、土腥味,主要的物質基礎包括低分子的醇、醛、酮和呋喃等,例如較為典型的異味物質包括具有蘑菇味的1-辛烯-3-醇、青草味的己醛、黃瓜味的(E)-2-辛烯醛、油脂味的(E, E)-2,4-癸二烯醛、青草味的2-戊基呋喃等[38],然而有些物質單獨嗅聞時并不會產生明顯異味,混合時才會增強其異味,因此關于異味的物質基礎也是植物乳(奶)研究的熱點和難點。關于異味成分的形成機制,以豆乳為例,一般認為C6 醛是豆科植物乳(奶)風味的重要組成成分,來源于脂肪氧合酶(LOX)的酶促氧化途徑,亞油酸和亞麻酸是其主要的前體底物,亞油酸被LOX 氧化產生9-或13-羥基-亞油酸氫過氧化物,又進一步被氫過氧化物裂解酶作用形成己醛、(E)-辛烯醛、(E, E)-2,4-癸二烯醛等。亞麻酸作為底物時,則形成(E)-2-己烯醛,(E, Z)-3, 6-壬二烯醛等。己醛,(E)-2-己烯醛等是脂肪氧合酶途徑青草味的主要風味貢獻成分[39]。大豆制漿過程中也會涉及到非酶反應,脂質、蛋白質、碳水化合物等作為不同的前體物質,會形成不同的氫過氧化物、自由基等氧化中間產物并最終導致異味的產生。這都對植物乳(奶)生產過程中體系風味的調節(jié)提出要求[40]。

        2.5 腐敗變質的控制

        新鮮的植物乳(奶)中因富含碳源、氮源,微生物極易繁殖,導致脹罐、脹袋等腐敗變質現(xiàn)象發(fā)生。主要原因包括:a. 植物乳(奶)原料本身存在霉變、腐敗情況,導致最終產品微生物指標難以達標;b. 植物乳(奶)殺菌方式的選擇不當。巴氏滅菌可殺滅植物乳(奶)中致病性細菌和絕大多數(shù)非致病性細菌,但仍保留了小部分較耐熱的細菌及芽孢,因此貨架期較短。超高溫瞬時滅菌(UHT)耦合無菌罐裝、先罐裝再高溫高壓滅菌是植物乳(奶)加工中常用的較安全的滅菌方法[41];c. 殺菌過程中出現(xiàn)問題,控制不當,如高溫高壓滅菌時產品堆積過剩,出現(xiàn)殺菌不徹底現(xiàn)象,UHT-無菌罐裝過程中,殺菌機與管道清洗不當?shù)?,均可能造成最終產品在儲藏過程中腐敗變質現(xiàn)象。因此有必要發(fā)展綠色、高效控制植物乳(奶)有害微生物產生的方法和技術。

        2.6 多場景的應用

        為了滿足不同應用場景如餐飲、工業(yè)和零售等,植物乳(奶)的加工需要突破不同的問題。例如餐飲用植物乳(奶)在消費之前可能需要與茶、咖啡等調配,對植物乳(奶)體系的環(huán)境應激(包括酸堿度、溫度和離子等)穩(wěn)定性等有更高的要求。工業(yè)用植物乳(奶)一般采用大包裝,面臨著運輸與儲藏成本較高的問題。零售直飲型植物乳(奶)則需要針對不同消費場景如早/晚餐用、零食用等,同時由于不同職業(yè)、年齡、收入和學歷等人群對植物乳(奶)消費需求與偏好差異較大,更要突破特定人群細分不同的消費體驗需求,在營養(yǎng)、風味、多元化和個性化方面對植物乳(奶)加工提出更高要求。

        3 國內外植物乳(奶)的加工技術

        為了解決上述加工難題,植物乳(奶)加工過程中不可缺少的工藝步驟包括原料清選、熟制、調配和滅菌等,同時,新的植物乳(奶)加工技術與裝備的出現(xiàn)也為更高效的解決上述問題提供了支撐。

        3.1 傳統(tǒng)技術

        如圖1 所示,傳統(tǒng)植物乳(奶)加工工藝流程主要包括熟制、浸泡、磨漿、除渣、調配、罐裝、高溫高壓滅菌等,可分別解決植物乳(奶)加工過程中安全風險因子消減、營養(yǎng)素溶出困難和有害微生物的控制等加工問題,得到可市場化的植物乳(奶)。

        圖1 植物乳(奶)傳統(tǒng)工藝主要加工步驟流程圖Fig.1 Flow chart of traditional processing steps of plant-based milk

        3.1.1 熟制 傳統(tǒng)的植物乳(奶)熟制工藝主要包括烘烤、常壓蒸煮等。熟制過程原料中淀粉糊化,植物原料的生青味可得到有效控制,同時可去除部分原料中熱敏抗營養(yǎng)因子及有毒有害物質如生氰糖苷等,并起到部分滅酶效果,另外熟制過程中可發(fā)生美拉德等反應,促使植物原料風味發(fā)生改變,促進生香。因此,熟制工藝是大多數(shù)植物乳(奶)加工的重要步驟之一。

        3.1.2 浸泡 浸泡是植物乳(奶)生產的重要預處理過程,其主要目的是促進谷物或堅果等植物原料的軟化和膨脹[42],有利于研磨過程原料的破裂。這不僅降低了機械磨碎強度而且使蛋白質充分水合更容易浸出,增加提取率。此外,浸泡處理也有助于減少初始微生物含量、消除異味、改善感官特性并提高營養(yǎng)價值。水浸泡階段可用于大豆、榛子、大米、杏仁、老虎堅果、谷物、芝麻和花生等原料[43]。

        3.1.3 磨漿 磨漿是生產植物乳(奶)過程中的提取步驟。磨漿的目的是破壞植物細胞或者亞細胞結構,促進蛋白質、脂類和其他可溶性固形物的釋放。傳統(tǒng)的植物乳(奶)磨漿工藝包括使用石磨、陶瓷磨等,主要依靠植物原料在浸泡軟化后放置于兩個粉碎面之間,通過施加超過物料抗壓強度極限的壓力而實現(xiàn)粉碎。磨漿可分為干磨和濕磨,干磨通常效率較低并且不利于燙漂與浸泡,因此通常使用濕法研磨來生產植物乳(奶)[44]。水的添加量、研磨溫度、pH、研磨類型和進料速率等因素對植物乳(奶)固形物含量和得率有重要的影響[45]。濕磨可應用于老虎堅果、大豆、椰子、腰果、榛子、大麻種子、豇豆、杏仁、核桃和花生等原料[43]。

        3.1.4 除渣 除渣是植物乳(奶)生產過程中的必要步驟,目的是為了分離飲料中的固體顆粒和懸浮雜質。主要除去不溶性纖維使微粒達到一定的細度,從而有利于提高產品的穩(wěn)定性。根據(jù)最終產品要求,傳統(tǒng)除渣工藝根據(jù)對產品顆粒度需求程度不同,可采用不同的過濾材料,如雙層粗棉布、細棉布(25 μm)和不同尺寸的濾網(120、150、180 和200 目等)[44]。

        3.1.5 調配 植物乳(奶)產品中的蛋白質、維生素和礦物質的含量至關重要,因此部分植物乳(奶)的加工過程中會選擇外源強化添加營養(yǎng)素,增加產品中特定營養(yǎng)素的總含量。同時為了提高植物乳(奶)的口感風味,糖、鹽、酸度調劑和香精香料等也會在調配工藝中外源添加。另外,為了保持植物乳(奶)在高溫滅菌后的穩(wěn)定體系,乳化穩(wěn)定劑如單,雙甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、吐溫、羧甲基纖維素鈉和黃原膠等也會在該階段加入。

        3.1.6 滅菌 商業(yè)化的植物乳通常經過巴氏殺菌或超高溫滅菌處理來延長保質期。通常巴氏殺菌、超高溫瞬時滅菌(UHT)和高溫高壓滅菌會被用于植物乳(奶)中的微生物滅活,但可能導致食品成分結構和理化特性發(fā)生變化,特別是穩(wěn)定乳液的蛋白質、多糖結構破壞后會導致體系失穩(wěn),并且乳體系中淀粉受熱會導致黏度顯著增加,這也可能對植物乳(奶)的食用品質產生重大影響。

        3.2 新技術

        傳統(tǒng)的植物乳(奶)生產技術如熱處理會破壞天然的營養(yǎng)成分且穩(wěn)定性不高、貨架期短。因此出現(xiàn)一些新興技術以生產在外觀、風味、穩(wěn)定性和營養(yǎng)價值方面具有優(yōu)勢的植物乳(奶)。新興的技術如超高壓均質、脈沖電場、歐姆加熱、酶解技術及微生物發(fā)酵技術在植物基牛奶替代品的生產中有著巨大的潛力(表4)。

        表4 植物乳(奶)新型加工技術及其對食用品質的影響Table 4 New processing technology of plant-based milk and their effects on food quality

        3.2.1 物理(場)加工技術

        3.2.1.1 微波調質技術 傳統(tǒng)熟制工藝如炒制、蒸煮等,雖然廣泛應用于花生、大豆等植物乳(奶)制備過程,但存在熱效率低、不均勻和對風味/穩(wěn)定性破壞較大等問題。炒制工藝通過熱傳導、對流和輻射使熱量從外部傳至物料,存在溫度梯度且加熱不均、局部過熱,一方面造成蛋白質熱變性,破壞天然乳化體系;另一方面易使熱敏性營養(yǎng)素發(fā)生熱氧化,并產生苯并吡等風險因子,造成風味和營養(yǎng)的雙重負面影響。蒸煮等工藝熱效率低,同時對植物原料風險因子的脫除效果有限,對水資源造成浪費。作為一種超高頻電磁波,微波能夠促使偶極分子高頻往復運動產生“內摩擦熱”,會被食物和水等吸收從而使自身發(fā)熱,不需熱傳導過程即可實現(xiàn)同時加熱、同時升溫,速度快且均勻,能耗為傳統(tǒng)加熱的幾分之一甚至幾十分之一[46-47],并可實現(xiàn):a. 熟制脫去生氰糖苷等安全風險因子;b.美拉德反應實現(xiàn)增香;c. 鈍化植物原料內源氧化酶,提高氧化穩(wěn)定性;d. 破壞細胞壁結構,促使植物營養(yǎng)素解聚、溶出。

        3.2.1.2 高效提漿技術 工業(yè)常通過擠壓、研磨、剪切、撞擊和彎曲折斷等方式對物料進行粉碎,其中制備花生、大豆植物乳(奶)時常使用陶瓷濕磨的擠壓與剪切力進行提漿。但有些原料如亞麻籽呈現(xiàn)扁平橢圓形狀,在研磨時易出現(xiàn)皮仁分離、粉碎不均現(xiàn)象;燕麥等小顆粒原料在蒸煮后難以通過碾壓使其得到粉碎,這極大降低了提漿效應,限制了內源營養(yǎng)素的溶出。目前發(fā)展的超細高效碾磨技術主要包括膠體磨粉碎、微流化粉碎和滾筒粉碎等,其中膠體磨等作為多級在線乳化分散機,通過轉齒與定齒相對的高速旋轉,被加工物料通過本身的重量或外部壓力加壓產生的向下螺旋沖擊力,穿過膠體磨定、轉齒之間的間隙時受到強大的剪切力、摩擦力和高頻振動等物理作用,使物料被有效地乳化、分散和粉碎,達到物料超細粉碎及乳化的效果[48]。

        3.2.1.3 超高壓均質(UHPH) 熱處理廣泛地應用于豆?jié){和花生等植物原料,而對于淀粉含量高的植物基原料,如燕麥、大米等因容易發(fā)生淀粉糊化而導致產品黏度增大,同時過熱會引起植物乳蛋白質變性,熱敏性活性成分損失等問題,因此對于植物乳(奶)的生產技術中非熱處理技術具有較大優(yōu)勢[49]。與熱處理相比,應用超高壓均質等非熱處理后最終產品質量效果更好且營養(yǎng)、質地、口感和顏色的變化最小。如表4 所示,UHPH 的主要作用是提高如杏仁乳、豆乳的物理穩(wěn)定性,延長貨架期[50],其具有有效滅活微生物、保留微量營養(yǎng)素、綠色節(jié)能和加工均勻等顯著優(yōu)點[51-52]。UHPH 原理是液體樣品在均質機的腔體內受到剪切力、空穴爆炸力而產生高速流體撞擊作用和渦旋作用,液體樣品的結構遭到破壞,最終乳液的顆粒變得更小達到更穩(wěn)定的狀態(tài),可有效地提高植物乳(奶)的穩(wěn)定性[53]。此外由于高壓會對微生物產生影響,UHPH 處理同時可以抑制有害微生物的生長,達到滅菌的目的[54]。與UHT 處理相比,經UHPH(300 MPa,80 ℃)處理后,豆?jié){膠體穩(wěn)定性更高、初級氧化水平穩(wěn)定、己醛值顯著降低,在室溫下儲存時間可達6 個月[55]。200 和300 MPa 的UHPH 都減少了孢子和腸桿菌數(shù)量,并使植物乳(奶)粒徑減小;200 MPa 時豆?jié){蛋白部分變性,而在300 MPa 下與UHT 處理的變性程度相同[54]。UHPH 處理后產品具有更長的保質期和更好的質量特性,因此代替熱處理生產植物乳(奶)有著巨大的應用前景,但UHPH 設備需要與無菌灌裝相結合,對生產裝備與過程控制要求更嚴格。

        3.2.1.4 脈沖電場(PEF) PEF 是在溫度30~40 ℃范圍內將樣品暴露于高壓脈沖下的非熱食品滅菌技術。外加高強度脈沖電場(10~80 kV/cm)會發(fā)生電穿孔效應增加微生物細胞膜的通透性,最終導致細胞損傷或死亡[56]。如表4 所示,PEF 可滅活食品內源性酶,殺死微生物,并對營養(yǎng)、質地、口感和顏色的負面影響較小[57-58],該技術主要適用于低電導率和低黏度的液體食品,目前已逐漸應用于液體產品(包括植物乳(奶))來延長保質期[22]。研究發(fā)現(xiàn)應用PEF處理豆?jié){可有效滅活大腸桿菌和金黃色葡萄球菌,而對豆?jié){的質量特性沒有影響,因此該技術可能是豆?jié){巴氏殺菌熱處理的有利替代技術[59]。另外PEF 處理及其參數(shù)優(yōu)化(處理時間、脈沖強度、脈沖頻率和脈沖寬度)會影響其滅酶效果,大豆脂氧合酶的活性隨著處理時間、脈沖強度、脈沖頻率和脈沖寬度的增加而降低,較強的處理參數(shù)導致大豆脂氧合酶的失活程度更高。在42 kV/cm 下,PEF 對大豆脂氧合酶的最大滅活達到88%(持續(xù)1036 μs,脈沖頻率為400 Hz,脈沖寬度為2 μs,溫度為25 ℃)[60]。PEF 不會使孢子失活,故可通過添加有機酸或乳酸鏈球菌肽、調節(jié)pH 等滅活孢子。目前該技術實現(xiàn)工業(yè)化仍有一定的局限性,如成本高、工業(yè)用PEF 設備開發(fā)有限等[61]。

        3.2.1.5 歐姆加熱(OH) 歐姆加熱是一種通過低頻電流來加熱食物的先進的熱處理技術,可殺滅腐敗微生物,延長食品的保質期。當施加50~60 Hz 的電流到食品基質上,由于電能通過電阻介質傳輸促進離子重組并增加了分子的運動速度從而促進了熱能的釋放[44]。歐姆加熱的優(yōu)點包括提高熱敏成分保留率、提高產量和能效,加熱快速且均勻等[62],其中電場強度、溫度和時間都會影響處理后的效果。Saxena等[63]在三個電場強度(24、32 和48 V/cm)和四個溫度(60~90 ℃)下,處理時間為5~20 min 的處理條件下,研究了歐姆加熱對甘蔗飲料中多酚氧化酶活性的影響;研究發(fā)現(xiàn)在60 ℃時,多酚氧化酶活性隨電場強度的增加而降低,而在70~90 ℃時,在32 和48 V/cm 處觀察到酶活性增加。如表4 所示,該技術也可用于豆?jié){的生產,不僅減少了豆腥味,而且由于其電化學和熱效應相結合降低了胰蛋白酶抑制劑和糜蛋白酶抑制劑的活性[64-65],但工業(yè)化應用過程中仍存在著諸如電阻率不均勻而產生的“冷點”等風險。

        3.2.2 生物加工技術

        3.2.2.1 酶解技術 酶解技術反應條件溫和、能耗少、效率高且溶劑消耗少,不僅能促進細胞內化合物的釋放,增加可溶性糖和蛋白質含量,提高產品生物活性;還可提高穩(wěn)定性,改善植物乳(奶)感官品質。首先,酶解技術是植物乳(奶)生產中促進營養(yǎng)素溶出的關鍵步驟,碳水化合物酶和蛋白酶是廣泛應用于植物基食品的酶[66]。碳水化合物酶水解植物細胞壁層中的糖苷鍵,促進不溶性纖維分解、生成低分子量糖并釋放蛋白質和其他的胞內化合物[67];如纖維素酶可水解初生細胞壁,而果膠酶水解次生細胞壁。使用果膠酶破壞植物細胞壁組分網絡結構可以增加谷物飲料中蛋白質和脂肪的釋放率[68]。其次,酶解技術可以起到改善植物乳(奶)穩(wěn)定性與風味的效果。Rosenthal等[69]研究發(fā)現(xiàn)碳水化合物酶處理(1.2% Celluclast 1.5 L,3 h)不僅提高了豆?jié){在儲存時的物理穩(wěn)定性,還改善了豆腥異味。而一般認為蛋白酶水解后會釋放含有苦味的低分子量肽,但Sahoo 等[70]將兩種來源于向日葵種子的非商業(yè)蛋白酶固定化后,加入豆?jié){中并在30 ℃下酶處理1 h,結果發(fā)現(xiàn)產品豆腥味下降,宜人氣味增加。從組成來看,蛋白質酶水解后所產生的低分子量肽主要由疏水性氨基酸組成,疏水性、初級序列、空間結構、肽鏈長度和分子的大小對于肽的苦味也很重要,需要進行特定酶解來控制植物乳(奶)的風味[66]。酶解還可提高植物基乳制品的生物活性,該技術不僅可將大分子物質降解為生物活性更高的小分子化合物,而且會增加生物活性成分(多酚、黃酮等)的釋放量。如蛋白酶處理大豆乳、亞麻籽蛋白酶解后大豆肽、酶水解產物顯示出抗氧化、抗炎、抗肥胖和免疫調節(jié)等活性[71]。同時由于植物原料中酚類化合物可能與球狀蛋白質通過疏水相互作用和氫鍵結合形成蛋白-酚類復合物,因此通過蛋白酶水解芝麻后總酚釋放量增加[72]。

        3.2.2.2 微生物發(fā)酵技術 微生物發(fā)酵技術生成植物酸乳一般采用兩種或多種微生物菌種的混合培養(yǎng)發(fā)酵,以增強發(fā)酵效果并提高最終產品的質量[73],其中乳酸菌(LAB)、桿菌和酵母菌是使用最廣的微生物[74],能改善植物乳(奶)的感官特性、提高營養(yǎng)和健康價值。首先,發(fā)酵通過降低不理想的氣味或者產生香氣來改善植物乳(奶)的風味?;ㄉ贪l(fā)酵后,由于正己醛和正己醇減少,豆腥味得到改善,并在發(fā)酵過程中釋放具有奶油糖香氣的二乙酰和2,3-丁二酮[66]。其次,發(fā)酵可通過增加營養(yǎng)物質含量、提高營養(yǎng)物質的生物利用度,減少抗營養(yǎng)因子來改善植物性乳制品的營養(yǎng)價值[75]。發(fā)酵不僅可以增加蛋白質和維生素的含量[73],也可提高鈣和維生素的生物利用度。使用雙歧桿菌發(fā)酵發(fā)現(xiàn)豆?jié){中的粗蛋白含量、B 族維生素如核黃素和硫胺素含量都顯著增加[76]。同時在發(fā)酵過程中會生成維生素(如Vk和B 族維生素),例如酵母發(fā)酵能促進VB2的產生[73]。此外,LAB 能夠產生植酸酶催化植酸鹽的水解產物,肌醇和磷酸鹽等,因此發(fā)酵技術有可能降低植物原料抗營養(yǎng)因子的含量,增加礦物質的利用率[77]。發(fā)酵還有助于改善植物基牛奶的生物活性。經乳酸菌發(fā)酵后,杏仁奶中酚類化合物含量提高,因而具有更高的抗氧化能力[78];經LAB 發(fā)酵后,大豆可產生抑制血管緊張素轉換酶(ACE)的生物活性肽,具有降血壓作用[54];發(fā)酵時乳酸菌產生的β-葡萄糖苷酶可將豆?jié){中共軛異黃酮轉化為生物活性更高的糖苷酮。

        綜上,不同植物乳(奶)加工新工藝對于其理化特性、營養(yǎng)素含量、風味和安全等均會產生相應的影響,在研發(fā)植物乳(奶)過程中遴選運用一種或多種新型加工工藝耦合,可能會對植物乳(奶)品質提升起到較好效果。

        4 植物乳(奶)產業(yè)與科技發(fā)展趨勢

        4.1 產業(yè)發(fā)展迅速,相關企業(yè)數(shù)量和規(guī)模都在快速增長,市場規(guī)模將破千億

        植物乳(奶)市場是全球功能性飲料等新型食品開發(fā)類別中快速增長的細分市場之一,從全球角度來看,預計復合年增長率(CAGR)高于10%,因此到2023 年,世界市場預計將超過260 億美元?!?020-2025 年中國植物蛋白飲料行業(yè)市場需求與投資規(guī)劃分析報告》顯示,2020 年我國植物乳(奶)市場規(guī)模已經達到500 億元,未來幾年植物乳(奶)行業(yè)的年均增速有望保持在20%以上,預計2025 年植物乳(奶)市場規(guī)模將超3000 億元。天貓新品創(chuàng)新中心發(fā)布的《2020 植物蛋白飲料創(chuàng)新趨勢》表明,2020 年我國線上植物蛋白飲料市場高速發(fā)展,銷量增長18 倍,銷額增長近10 倍,遠超其他飲料品類。隨著近兩年的發(fā)展,以燕麥奶、杏仁奶為代表的植物乳(奶)市場規(guī)模逐漸擴大[92]。英敏特報告顯示,每一類植物乳(奶)年銷量都逐年增加,植物乳(奶)多樣化發(fā)展迅速;2017 年至2018 年燕麥奶、杏仁奶與椰奶分別增長了71%、10%和16%[93]。根據(jù)英敏特數(shù)據(jù),截至2021 年5 月,以燕麥為原料的植物乳(奶)/酸奶的上市量比一年前同期增長了110%。同時根據(jù)英敏特發(fā)布《中國乳飲料創(chuàng)新趨勢洞察》數(shù)據(jù)預測,中國牛奶和乳飲料市場(包括乳酸菌飲料)將于2026 年達到3624 億元人民幣,年均復合增長率為6.11%,未來5 年,該市場將保持穩(wěn)健增長。

        4.2 “植物蛋白+”特征凸顯,場景化、個性化消費需求旺盛,新品不斷涌現(xiàn),呈多元化發(fā)展

        據(jù)統(tǒng)計,影響消費者購買植物乳(奶)的因素排名前三的分別為口味、健康、營養(yǎng),場景化、個性化消費需求逐步提高。傳統(tǒng)第一代植物乳(奶)飲料如豆?jié){等,以補充蛋白為主要需求,第二代植物乳(奶)如燕麥乳等,以植物乳(奶)的獨特風味、宣傳某一項營養(yǎng)功效如補充膳食纖維等為主,未來植物乳(奶)將勢必向著高營養(yǎng)價值和滿足不同人群營養(yǎng)、應用場景的市場需求來細分發(fā)展。目前植物乳(奶)除了常見的豆奶、杏仁奶和椰奶,還出現(xiàn)了藜麥蛋白飲料、芝麻奶、山核桃蛋白飲料、米漿、榛子奶、羽扇豆奶、火麻奶和亞麻籽奶等。亞麻籽植物乳(奶)是一種適合不同人群且營養(yǎng)素非常全面、營養(yǎng)價值極高的健康食品,特別需要指出的是,亞麻籽乳富含n-3 系列唯一必需多不飽和脂肪酸α-亞麻酸(α-linolenic acid,ALA,含量約為59%)。市場上還推出了“巴旦木+夏威夷果”和“燕麥+藜麥”等雙植物蛋白飲品[92],凸顯出“植物蛋白+”特征需求[94]。復合型植物乳(奶)、早餐用植物乳(奶)和咖啡/茶飲調配用植物乳(奶)等產品的不斷推陳出新、迭代升級,植物乳(奶)產品在減肥、美容、調節(jié)腸道功能、改善心腦血管健康和調節(jié)血壓/血脂等方面的營養(yǎng)健康作用潛力的持續(xù)發(fā)掘,也顯示出了消費者對于個性化、營養(yǎng)化、場景化消費的需求正在不斷升級。

        4.3 技術和裝備不斷升級,呈現(xiàn)綠色化、低碳化、智能化發(fā)展態(tài)勢

        從目前的消費趨勢來看,消費者逐漸將注意力越來越多地放在清潔標簽食品上,同時保持食品的天然風味和品質[95]。一方面,食品行業(yè)基于自身發(fā)展需求,以減少能源消耗并使原料價值最大化、實現(xiàn)經濟可持續(xù)性為目標,致力于加工技術與裝備的革新升級[96]。因此,消費者的需求和經濟可持續(xù)性共同促進了工藝的不斷升級,追求綠色環(huán)保的生產工藝,提高生產效率、降低“三廢”和碳排放、降低成本、提高產品的質量。目前大力發(fā)展的超高壓等非熱滅菌、間接式(直噴/浸入)超高溫瞬時滅菌、超高壓無菌后均質、超聲、微波、生物酶解、發(fā)酵技術等工藝技術[96-97],以實現(xiàn)植物乳(奶)零/低添加、純天然、高活性、清潔標簽、環(huán)境友好等特質。另一方面,在植物乳(奶)加工的部分工藝環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)的采集與分析應用方面,為了減少人工的使用,傳感器與機電一體化的新型自動化、智能化控制技術的發(fā)展和應用,不僅能讓植物乳(奶)加工工藝如浸泡、蒸煮、均質等過程中溫度、壓強等參數(shù)得到更加精確與穩(wěn)定的控制,從而提高植物乳(奶)的加工質量、生產效率、產業(yè)效益,亦是國內外植物乳(奶)產業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

        4.4 植物乳(奶)評價方法和技術愈加規(guī)范、系統(tǒng)和科學

        天然的成分和獨具特色的風味等優(yōu)質屬性決定了植物乳(奶)廣闊的發(fā)展前景,然而受到各種限制性因素的影響,人們對其營養(yǎng)價值和前景的認識并不深刻。如在植物乳消化吸收評價方面,國際領先的IN FOGEST 模型基于現(xiàn)有的臨床等實驗所得生理數(shù)據(jù)模擬上消化道的消化過程,兼具科學性、先進性和易操作性。而國內目前關于植物乳(奶)飲料的標準多集中于對其感官、理化指標和食品安全方面的規(guī)范,對植物乳(奶)飲料的整體食用品質包括感官、營養(yǎng)素含量、安全性指標、儲藏穩(wěn)定性、消化吸收特性和植物蛋白營養(yǎng)價值評價的標準極少,特別是系統(tǒng)的科學評價方法標準在國內尚屬空白。市售植物乳(奶)飲料的質量參差不齊,消費者對該類飲料品質的需求日益提高,因此迫切需要制訂相關的評價標準,按照統(tǒng)一的、科學的、先進的和全面的評價方法,作為以質論價、規(guī)范植物乳(奶)飲料品質標準的重要依據(jù),同時也促進國內該行業(yè)的進一步發(fā)展,通過輸出“均衡營養(yǎng)”、“突出強化營養(yǎng)類型”促進相關產品和產業(yè)的發(fā)展。

        4.5 基礎研究愈加深入,學科體系不斷完善

        植物乳(奶)相關論文發(fā)表數(shù)量呈明顯逐年遞增趨勢(圖2),其中大豆植物乳(奶)的研究發(fā)表論文數(shù)量最多,其次為花生、燕麥、杏仁和核桃等植物乳(奶)。對于植物乳(奶)的加工工藝、理化品質等方面的研究使得植物乳(奶)這一學科體系不斷完善,植物乳(奶)屬于廣義水包油O/W 乳液體系,其理化穩(wěn)定性方向的研究較多;但與牛奶相比,在學科細分程度與研究深度上,仍存在差距,特別是植物乳(奶)新型加工工藝、特有感官特性評價、植物天然油脂體-植物多糖大分子互作、膠體界面化學和植物乳(奶)小分子抗氧化等基礎研究領域,值得研究者關注。另外,近二十年來,關于植物乳(奶)營養(yǎng)健康活性的研究呈增長趨勢,特別是關于植物乳(奶)在防治心腦血管疾病、糖尿病和抗炎方面的研究呈上漲趨勢,并在逐漸豐富完善。

        圖2 植物乳(奶)文獻檢索情況Fig.2 Retrieval situation of plant-based milk literature

        5 我國植物乳(奶)產業(yè)發(fā)展對策

        盡管我國植物乳(奶)產業(yè)在工藝、設備和產品多樣性等方面已有較大創(chuàng)新與突破,特別是近年來清潔標簽、零添加自穩(wěn)定豆乳、堅果乳等相關產品的開發(fā)成功并實現(xiàn)市場化投放,但與國外相比,我國該產業(yè)在學科體系建設、關鍵加工裝備研制和個性化設計與產品創(chuàng)制等方面發(fā)展仍存在明顯差距,在目前全球掀起的新一波人體感知、精準營養(yǎng)、綠色低碳、享受愉悅和智能制造等食品科技創(chuàng)新浪潮下,需要充分結合我國健康特征、膳食模式和農業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需求和相關產業(yè)背景來推動我國植物乳(奶)產業(yè)高質量快速健康發(fā)展。

        5.1 充分結合健康中國、鄉(xiāng)村振興等國家政策

        首先,為貫徹落實《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》、《國民營養(yǎng)計劃(2017~2030)》等相關文件和行動計劃,應把滿足人們營養(yǎng)健康需求放在設計和創(chuàng)制新型植物乳(奶)的重要位置。其次,應該充分結合我國目前正在大力實施的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,在促進農產品加工高質量發(fā)展政策保障上,國家和相關部委相繼出臺了《關于拓展農業(yè)多種功能促進鄉(xiāng)村產業(yè)高質量發(fā)展的指導意見》(農產發(fā)[2021]7 號文)等重要文件,基于植物乳(奶)在農產品加工業(yè)、健康食品產業(yè)具有巨大發(fā)展?jié)摿?,將進一步助推產業(yè)扶貧和鄉(xiāng)村振興,高度符合國務院關于促進鄉(xiāng)村產業(yè)振興的政策需求,產業(yè)帶動性強,產業(yè)鏈長且拓展空間大。

        5.2 充分結合我國膳食模式和營養(yǎng)健康現(xiàn)狀

        據(jù)全球疾病負擔研究結果顯示,膳食因素成為導致心血管等慢性疾病死亡的頭號風險因素,已成為影響人群健康的重要危險因素?!吨袊用裆攀持改峡茖W研究報告(2021)》中提到,對我國城鄉(xiāng)居民膳食主要來源的調查顯示,我國居民蛋白攝入結構中動物性蛋白呈增長趨勢,植物性蛋白呈下降趨勢,富含n-3 長鏈多不飽和脂肪酸油脂、膳食纖維等植物營養(yǎng)素攝入也存在不足。植物乳(奶)飲料通過精準設計應富含植物蛋白、功能脂質、膳食纖維和植物多酚等多種特征營養(yǎng)成分,以在平衡我國膳食結構、干預慢病發(fā)生發(fā)展等方面發(fā)揮重要作用。

        5.3 充分挖掘我國可利用原料

        “從更好滿足人民美好生活需要出發(fā)”,要發(fā)展生物科技、生物產業(yè),向植物、動物和微生物要熱量、要蛋白,不斷滿足人民群眾對美好生活的需要,是“大食物觀”的內在要求[98]。當前,我國在蛋白質資源緊缺的國情下,充分開發(fā)并有效利用各類蛋白原料是擺在食品從業(yè)者面前的一項重要任務。例如我國是油料生產和消費大國,每年消費食用油脂量高達3800 萬t,2021 年消費食用油已達4254.5 萬t(國家統(tǒng)計局),其中大豆、花生、芝麻、亞麻等餅粕約8000 萬t,富含植物蛋白、膳食纖維、油脂和多酚等營養(yǎng)成分,但主要作為飼料使用,其生物轉化率和利用率不高,當前由于油料低溫制油技術的突破和大力推廣,餅粕的食用價值顯著提升,具有制備高品質植物乳(奶)的潛力,不僅可高效利用其中的營養(yǎng)成分,充分發(fā)掘、高效利用我國植物蛋白資源,也符合國家“碳中和”的發(fā)展方針政策。

        5.4 充分開展植物乳(奶)基礎研究與技術創(chuàng)新

        隨著消費者對于感官享受、方便快捷、營養(yǎng)健康和個性化等方面的需求不斷加碼,增強理論基礎研究與技術創(chuàng)新的科技投入是現(xiàn)階段面對植物乳(奶)產業(yè)發(fā)展需求的重要保障。因此,應該進行產學研用一體化布局,積極開展植物乳(奶)加工領域理論基礎與技術創(chuàng)新研究,深入開展植物乳(奶)膠體化學、風味化學、酶學和營養(yǎng)學等理論與物質基礎研究,著眼于提高植物乳(奶)產品風味、營養(yǎng)和穩(wěn)定性等食用品質形成分子機理、調控機制、功能評價和綠色加工等方面,加大科技創(chuàng)新投入,促使我國植物乳(奶)產業(yè)快速健康發(fā)展。

        5.5 充分與上下游產業(yè)交叉融合

        發(fā)展植物乳(奶)產業(yè),提高植物乳(奶)營養(yǎng)健康屬性,踐行健康中國戰(zhàn)略要求,更要注重上下游產業(yè)交叉融合,通過與上游育種產業(yè)融合,利用作物遺傳育種技術,通過育種獲得低豆腥味的大豆、高芝麻素的芝麻、高白藜蘆醇花生、高木酚素和α-亞麻酸的亞麻等,通過好原料助力生產好產品,并積極與大健康、智能制造等產業(yè)交叉融合,通過營養(yǎng)強化升級+營養(yǎng)功能評價提高植物乳(奶)產品附加值,通過加工工藝與裝備改造提高植物乳(奶)加工生產效率、節(jié)約成本,并普及優(yōu)質植物乳(奶)營養(yǎng)健康知識和理念,使消費者擁有更多選擇,帶動我國國產優(yōu)質植物乳(奶)原料品種優(yōu)選、擴種、生產、加工,帶動產業(yè)與市場的升級。

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