植物基食品亟待突破科学问题——中外科学家共论行业机遇与挑战

2020年，植物基食品迎来了爆发元年，市场飞速增长，新产品层出不穷，产品的口感、营养也更加接近所模拟的动物源性食品。行业研究机构FAIRR发布的调查报告显示，目前，全球五分之二的食品巨头都有专门团队开发和销售植物基肉制品和乳制品，47%的零售商现在或计划销售植物基肉制品。

站在高速发展的元年展望未来，植物基食品将会遭遇哪些挑战？在加工特性、营养等方面还有哪些科学问题要解决？12月1日，在2020年国际食品安全与健康大会举办期间，中国食品科学技术学会在雀巢（中国）有限公司和杜邦营养与生物科技的支持下，召开“植物基食品的科学问题与未来挑战”专题会。会上，业内权威专家为大家展现了这一新兴食品领域的最新进展。

优势：消费者为什么选择植物基食品

据MarketsandMarkets研究显示，2019年，全球人造肉的市场规模约121亿美元，每年以15%的复合增长率增长，到2025年将达到279亿美元。

数据显示，2014-2019年，我国植物蛋白饮料产量年复合增长率超过9%。2020年，该数据迅速提高至13%。

飞速增长的市场背后，消费者为什么选择植物基食品？探究原因之前，必须先知道什么是植物基食品。在会上，东北农业大学教授、国际食品科学院院士江连洲介绍称，所谓植物基食品就是直接以植物原料或其加工品为主要原料，添加或不添加其他配料、食品添加剂（含营养强化剂），经加工制成的，产品形态、质构等感官特性与相应的动物来源食品具有相似特征的制品。

江连洲认为，植物蛋白是蛋白质的一种，来源于植物，营养全面，与动物蛋白相仿，易被人体消化吸收，具有多种生理保健功能，还具有低饱和脂肪酸、零胆固醇、无抗生素等优点。世界食用植物蛋白历史悠久，尤其是以中国为代表的东方膳食结构，其植物性膳食（素食）文化的起源甚至可以追溯到公元前1000年。

在北京大学公共卫生学院营养与食品卫生学系主任马冠生看来，近三四十年，我国居民膳食模式发生了非常大的变化，动物性食物消费不断增加，植物性消费不断减少。大量研究证明了动物性食物过度消费不仅会导致健康问题，也会增加某些癌症的患病风险，同时也会带来环境污染，动植物生产消费过程中，也会增加温室气体排放，同时增加水资源消耗、减少森林面积。也正因此，越来越多的消费者对食物消费提出了更高的要求，既要满足营养需求，也要符合健康膳食模式，同时还要有助于环保、可持续发展，也正因此，植物基食品应运而生。

杜邦营养与生物科技植物基食品健康全球市场总监Sonia Huppert也认为，如今的消费者更喜爱购买健康的产品和健康的生活方式，并且要求产品能够提供充足的营养。在意大利、西班牙等国家，50%以上的消费者开始更多地购买植物基食品，在美国、加拿大则是38%的消费者把植物基食品放在自己的购物菜单当中，从全球来看，差不多有一半的消费者在减少动物食品的消耗。

进化：仍需突破哪些挑战

荷兰全球食品饮料行业市场咨询公司Innova Market Insights，一直关注着植物基的发展趋势，提出2017年是“植物的突破”，2019年为“植物王国”，而今年则是“植物基革命”。

那么，对于未来，植物基食品在发展道路上还需突破哪些难题？

在江连洲看来，功能性不强，关键核心技术缺失；产品同质化，市场占有率低；附加值低，缺少高端产品是植物基食品未来面临最主要的挑战。与此同时，在技术方面，更高层面的整肉的模拟技术尚未达到大规模工业化等级，尚未真正意义商业化。而相对技术成熟的碎肉产品，产品品质也参差不齐；在风味方面，通过添加肉味香精等调味品对风味调控，肉味香精包埋效果差，香气弱，粉味重，以及大豆蛋白制品容易产生豆腥味等异味等问题。此外，还有评价方法及标准较少。目前，组织化植物蛋白只有针对于低水分挤压产品的评价方法。未来发展亟待攻克上述问题。

马冠生则认为，植物基食品如果想替代一部分肉制品，面临一个挑战，从营养的角度来说，很多产品营养素的密度较低，需要考虑怎么满足人体对健康的需要。此外，植物基食品还需要消除植物本身的一些特殊味道，改善风味，还有口感问题。

走向：未来科技推动力

针对植物基食品面临的主要挑战，科学界也在不断研究探索。

在会上，华盛顿大学公共健康营养中心主任、流行病学教授Adam Drewnowski介绍了营养素度量法在植物基食品中的应用，即由专业第三方机构根据不同人群的营养需要先制定出营养成分组合模式，比如健康食品、低脂食品、低钠食品等，当食物符合这一模式，做出相应的营养标签，方便消费者选购。Adam Drewnowski列举了一种美国市场上常见的植物基肉产品，包装上标注共含有20克蛋白质，具体成分是豌豆、绿豆、蚕豆，食用该产品获取的蛋白质和动物性食品蛋白质一致。

对于植物基食品的风味问题，北京工商大学教授宋焕禄表示，消费者在选购植物蛋白制品时不仅仅考虑其营养和功能价值，风味也是重要参考因素。然而，在生产和应用的实践中，植物蛋白特有的异味在加工制品中普遍存在，这也会影响食物的风味。因此，为提高植物蛋白的风味品质，对其中关键异味成分的鉴定，以及关键成分与蛋白之间相互作用的研究十分重要。

宋焕禄介绍，通过GC-MS、GC-O-MS风味分析手段，可以发现豆乳当中挥发性风味物质大约有70种以上，主要包括醛类、醇类、酮类、酯类、酸类等，会产生豆腥味、青草味、苦涩味、生味、油漆味、收敛味、金属味、油脂氧化味等，异味的产生主要就是LOX。

那么，豆腥味如何改善？宋焕禄表示，可以通过多种方法进行改善，如调整工艺，大豆热烫和磨浆温度控制在80℃以上，2—6分钟，LOX酶活降至38%—57%；或是使用化学酶解法，利用蛋白酶适度水解蛋白质，除豆腥味，增加蛋白质溶出率；亦或是物理法，环糊精包埋亚油酸，抑制与LOX接触；再或是掩盖法，添加浓缩果蔬汁；微生物发酵法，降低豆腥味物质如己醛、戊醛等的含量等。

针对植物基食品的口感问题，中国农业科学院农产品加工研究所的研究团队也找到突破口。该研究所副所长王强介绍，他们团队五年前系统建立了高水分挤压技术研究平台，也成立了植物基肉制品工程技术研究中心，研究不同种类的植物蛋白挤压适用性，高水分技术工艺、装备及机理。革新设计了高水分挤压技术制备新型植物基肉制品的加工工艺，明确了挤压能量输入对花生蛋白纤维结构形成的影响，欧美市场喜欢味道，对于中国消费者来说，除了味道，还需要吃起来像肉一样的感觉，通过高水分挤压花生蛋白质粉，可以形成类似动物肉的纤维结构，跟动物肉比较接近。揭示高水分挤压过程中蛋白质多尺度结构变化与纤维结构形成机理，挤压的过程中，植物蛋白经过挤压可以形成肉质的纤维结构。

浙江工商大学教授、国际食品科学院院士陈建设的研究则专注于食品的口腔加工特性。他表示，食物从原材料、烹饪到人体小肠的过程中，口腔加工环节非常重要，能给消费者带来愉悦的感官感受，这也决定了消费者喜不喜欢吃这个食物、下次是否继续消费。

陈建设分析，以植物基饮料为例，流体食物的特征是不需咀嚼、在口腔中滞留时间仅两秒，怎么在这两秒钟中发挥最大感官性效果，这就要求植物基饮料要做到非常湿滑、细腻。