為解決人類對蛋白的需求和傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)帶來的資源壓力，植物蛋白產(chǎn)品的研發(fā)正在加速推進(jìn)，其中植物蛋白肉是其代表性產(chǎn)品之一。植物蛋白肉可通過紡絲、3D打印、擠壓和剪切等技術(shù)制備。在植物蛋白肉的營養(yǎng)組分中，蛋白質(zhì)的含量比例高，碳水化合物及脂質(zhì)含量比例較低，蛋白質(zhì)的消化和吸收是植物蛋白肉營養(yǎng)價(jià)值的最重要體現(xiàn)。

植物蛋白的低溶解度和高分子質(zhì)量，以及抗?fàn)I養(yǎng)因子和多糖的存在可能會降低其消化率，同時(shí)在植物蛋白肉加工生產(chǎn)過程中，擠壓條件會改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其聚集狀態(tài)，形成與原料相比不同的消化曲線，此外在蛋白質(zhì)擠壓加工過程中氧化降解反應(yīng)也會引發(fā)食品安全方面問題。目前國內(nèi)外對于植物蛋白肉的研究主要聚焦于植物蛋白肉的加工過程、原料的選擇、品質(zhì)、風(fēng)味及功能性的研究，而對于植物蛋白肉營養(yǎng)及安全性的研究較少。

中國肉類食品綜合研究中心的付曉航、張順亮、王守偉*等主要討論了植物蛋白肉的營養(yǎng)及安全特性，以期為我國植物蛋白肉制品的營養(yǎng)特性保持及安全控制提供理論基礎(chǔ)。

1 植物蛋白肉的營養(yǎng)性

在日常飲食中，攝入足夠的蛋白質(zhì)對于維持和促進(jìn)人體健康必不可少。與動(dòng)物蛋白相比，植物蛋白飽和脂肪含量低、不含膽固醇，且富含膳食纖維，有助于降低心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)、改善腸道健康，植物蛋白含豐富的維生素、礦物質(zhì)及抗氧化劑。食物中的蛋白質(zhì)經(jīng)過復(fù)雜的消化過程，最終被降解為游離氨基酸，這對人體內(nèi)蛋白質(zhì)合成和其他代謝過程至關(guān)重要。由于植物蛋白的氨基酸不平衡和抗?fàn)I養(yǎng)因子的存在，植物蛋白的蛋白質(zhì)品質(zhì)和消化率較低。植物蛋白肉漢堡和傳統(tǒng)產(chǎn)品具有相當(dāng)?shù)姆潜匦璋被嶙V，但與真實(shí)牛肉漢堡相比，明顯缺乏組氨酸、蛋氨酸和賴氨酸。植物基肉類替代品通常缺乏某些必需氨基酸，其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)較為松散，熱處理后可能進(jìn)一步解離，導(dǎo)致消化性較低。此外，植物基肉類的原料選擇及在擠壓加工過程中的擠壓條件會影響蛋白質(zhì)的消化和吸收。

1.1 植物蛋白肉中蛋白質(zhì)的營養(yǎng)特性分析

植物蛋白肉的蛋白質(zhì)主要來源于谷物和豆類，大部分的植物蛋白缺少一種或多種必需氨基酸，而經(jīng)過擠壓加工過程，植物蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，不同的原料及擠壓條件會影響其營養(yǎng)特性，改變植物蛋白肉消化率。

1.1.1植物蛋白肉中蛋白質(zhì)的氨基酸組成分析

蛋白質(zhì)是植物蛋白肉的主要原料，其來源包括大豆、豌豆、鷹嘴豆、小麥和油籽蛋白。這些蛋白質(zhì)通常以分離蛋白（蛋白質(zhì)含量約90%）或濃縮蛋白（蛋白質(zhì)含量65%～90%）的形式進(jìn)行使用。賴氨酸是人體第一限制性氨基酸，能調(diào)節(jié)人體代謝平衡、促進(jìn)發(fā)育、增強(qiáng)免疫功能等；而纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸可以防止人體肌肉損失；蛋氨酸、半胱氨酸在人體的代謝、免疫等方面有重要作用；精氨酸有利于人體的免疫、心血管健康等方面；谷氨酸能夠參與大腦的神經(jīng)傳導(dǎo)和代謝。對豆類和谷物來源的各種植物蛋白總氨基酸組成進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，由表1可知，不同植物蛋白的限制性氨基酸和特殊營養(yǎng)功效氨基酸含量存在差異，植物蛋白通常缺乏某些必需氨基酸，如賴氨酸、蛋氨酸等。谷物類植物蛋白（如小麥蛋白）富含硫氨基酸（如半胱氨酸和蛋氨酸），但缺乏賴氨酸；豆類植物蛋白（如豌豆蛋白、大豆蛋白）富含賴氨酸，但硫氨酸含量較低。這種不平衡的氨基酸組成限制了植物蛋白的生物效價(jià)，但可將不同種類植物蛋白混合，使其限制性氨基酸互補(bǔ)，能夠提高植物蛋白的營養(yǎng)品質(zhì)。

擠壓加工過程中，高溫、高壓和強(qiáng)剪切力等因素可能會影響蛋白質(zhì)的氨基酸組成，蛋氨酸可能會因?yàn)槊览路磻?yīng)或蛋白質(zhì)交聯(lián)而減少，從而進(jìn)一步降低植物蛋白的生物效價(jià)。通過數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，選擇多種植物蛋白進(jìn)行組合，也可以彌補(bǔ)單一植物蛋白的氨基酸缺陷。例如，谷物蛋白通常缺乏賴氨酸和蘇氨酸，而豆類蛋白缺乏半胱氨酸和蛋氨酸，豆類和谷物蛋白的共同利用可以在一定程度上增強(qiáng)氨基酸組成平衡。此外，也可以通過直接在植物蛋白組合中添加氨基酸，從而顯著提高植物蛋白的生物效價(jià)，使其更接近動(dòng)物蛋白。

1.1.2蛋白質(zhì)的消化率分析

消化率是指食物結(jié)構(gòu)的分解以及營養(yǎng)底物在胃腸道消化過程中從一個(gè)消化器官轉(zhuǎn)移到下一個(gè)消化器官的速率。而蛋白質(zhì)消化率定義為蛋白質(zhì)吸收的氮與氮攝入量的比率，用以分析食物中蛋白質(zhì)被消化酶分解和吸收的程度，是評價(jià)蛋白質(zhì)生物利用度的重要指標(biāo)。來自豆類和谷物的植物蛋白消化率統(tǒng)計(jì)見表2，不同來源的蛋白質(zhì)因其分子質(zhì)量、表面化學(xué)性質(zhì)和溶解度的差異，表現(xiàn)出不同的消化率。例如，小麥、大豆和豌豆蛋白的真實(shí)回腸消化率分別為93%、91.5%～96%和94%。根據(jù)可消化必需氨基酸分?jǐn)?shù)（DIAAS）計(jì)算，與大豆?jié)h堡相比，豌豆蠶豆?jié)h堡在燒烤后的體外消化率較低。

上述植物蛋白消化率的差異主要取決于5 個(gè)關(guān)鍵因素：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、抗?fàn)I養(yǎng)因子含量、蛋白質(zhì)的加工方式、膳食纖維含量、食品基質(zhì)。蛋白質(zhì)的氨基酸組成及其分子折疊情況會影響蛋白質(zhì)的酶解速率，抗?fàn)I養(yǎng)因子如胰蛋白酶抑制劑、植酸和單寧會阻礙蛋白質(zhì)分解，通過加熱或加壓等條件改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或降低抗?fàn)I養(yǎng)因子含量提高消化性，高纖維含量會阻礙酶與蛋白質(zhì)的接觸，脂肪或碳水化合物等其他成分會與蛋白質(zhì)相互作用，影響其消化性。

根據(jù)常見的動(dòng)植物蛋白消化率校正氨基酸評分和消化率指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，植物蛋白的消化率普遍低于動(dòng)物蛋白。大多數(shù)動(dòng)物源性蛋白質(zhì)被認(rèn)為是完整的蛋白質(zhì)來源，許多植物蛋白缺乏一種或多種必需氨基酸。目前，擠壓技術(shù)已經(jīng)是一種應(yīng)用最為廣泛且相對成熟的制備植物蛋白肉的技術(shù)，在高溫高壓的作用下，蛋白質(zhì)發(fā)生變性、展開、交聯(lián)和聚集等一系列的結(jié)構(gòu)變化，改善其營養(yǎng)特性，提高蛋白質(zhì)的消化率，有助于人體對蛋白質(zhì)的消化和吸收。

擠壓過程中溫度和螺桿速度會改變蛋白質(zhì)構(gòu)象和影響蛋白質(zhì)消化率，蛋白質(zhì)消化率主要與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化相關(guān)，蛋白質(zhì)的去折疊過程主要發(fā)生在擠壓機(jī)的熔融階段，而熔融區(qū)的溫度一般控制在90～160 ℃，該溫度有助于β-折疊結(jié)構(gòu)的形成，但也會誘導(dǎo)β-折疊轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性較差的結(jié)構(gòu)。擠壓可以通過改變植物蛋白肉二級結(jié)構(gòu)含量從而改變蛋白質(zhì)的消化行為。Wang Yuxiang等研究表明通過調(diào)整擠壓參數(shù)可改變植物蛋白肉的二級結(jié)構(gòu)含量，二硫鍵的減少和疏水相互作用力的變化會影響蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)二級和三級結(jié)構(gòu)的展開會導(dǎo)致表面積增加，有助于酶解反應(yīng)，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)的消化和吸收。Fu Xiaohang等通過改變擠壓溫度發(fā)現(xiàn)植物蛋白肉二級結(jié)構(gòu)中的β-折疊含量與其消化率呈顯著負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)r＝-0.91，P＜0.05）。為提高植物蛋白的消化率，可以通過改變不同擠壓條件以增加植物蛋白肉的宏觀表面積或減小粒徑、降低植物蛋白肉壁密度。有學(xué)者在高水分的條件下研究擠壓溫度對植物蛋白肉消化率的影響，發(fā)現(xiàn)植物蛋白肉在高水分?jǐn)D壓及高溫高壓作用下蛋白變性并聚集，在冷卻過程中，形成了新的二硫鍵和非共價(jià)相互作用力以穩(wěn)定蛋白結(jié)構(gòu)。但當(dāng)擠壓溫度過高，消化率反而降低的原因是蛋白質(zhì)經(jīng)歷了嚴(yán)重的變性和熱聚集，蛋白質(zhì)分子交聯(lián)度的增加導(dǎo)致一些酶解位點(diǎn)的隱藏和酶解反應(yīng)的減少。Li Yiliang等通過調(diào)整不同擠壓條件（含水量、螺桿轉(zhuǎn)速、進(jìn)料速率、擠壓溫度等）測定高粱和大麥混合物的體外蛋白消化率，當(dāng)含水量高于30%、溫度高于140 ℃時(shí)，擠出的蛋白消化率增加。但Chen Jiafeng等應(yīng)用半動(dòng)態(tài)胃消化系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，150 ℃擠壓的植物蛋白肉各向異性指數(shù)最高，但其在消化過程中的排空速率較慢。二者結(jié)論不同的原因歸結(jié)于擠壓對蛋白的影響不同，前者高溫處理導(dǎo)致蛋白變性、破壞了抗?fàn)I養(yǎng)因子，而后者高溫?cái)D出處理使蛋白質(zhì)分子鏈展開并形成交聯(lián)，增加了蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致消化酶需要更長時(shí)間分解這些蛋白質(zhì)。但二者原料及模擬消化的實(shí)驗(yàn)方法不同，這也可能對結(jié)果造成不同影響。

植物蛋白肉在擠壓加工過程中，由于受到高溫、高壓、強(qiáng)剪切力等作用的影響，容易發(fā)生脂質(zhì)氧化和蛋白氧化。這些氧化過程對植物蛋白肉的營養(yǎng)特性產(chǎn)生了顯著的雙重影響：脂質(zhì)氧化會產(chǎn)生一系列氧化產(chǎn)物，如丙二醛和4-羥基壬烯醛等，這些物質(zhì)具有潛在的毒性，可能對人類健康產(chǎn)生不利影響，如增加氧化應(yīng)激、損傷DNA以及引發(fā)癌癥風(fēng)險(xiǎn)。此外，脂質(zhì)氧化還會導(dǎo)致植物蛋白肉的風(fēng)味變差，產(chǎn)生不愉快的“哈喇味”，從而降低消費(fèi)者的接受度。脂質(zhì)氧化過程中不飽和脂肪酸的分解會降低植物蛋白肉的營養(yǎng)價(jià)值，尤其是含有必需脂肪酸的產(chǎn)品。蛋白氧化會導(dǎo)致蛋白質(zhì)的氨基酸殘基發(fā)生化學(xué)修飾，如羰基化、二硫鍵的形成等，這些變化可能降低蛋白質(zhì)的溶解性和消化性。例如，過度氧化的蛋白質(zhì)會形成大量的不溶性聚集體，阻礙消化酶的作用，降低消化率，從而降低蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值。而在適度氧化的情況下，蛋白氧化也可能帶來一些積極影響。例如，輕度氧化可以增加蛋白質(zhì)的水合能力和乳化穩(wěn)定性，從而改善植物蛋白肉的質(zhì)地和口感。此外，還可以通過增加蛋白質(zhì)的暴露位點(diǎn)，提高其與消化酶的接觸面積，從而提高消化性。

風(fēng)味化合物在植物蛋白肉中起到提升口感和風(fēng)味的作用，但它們對消化率的影響不具有統(tǒng)一性。某些天然化合物（如大豆皂苷）會與蛋白質(zhì)結(jié)合，降低其酶解效率。一些香辛料（生姜、胡椒和孜然）的使用已被證明可以提高大豆蛋白的消化率，它們均能夠顯著縮短食品在大鼠體內(nèi)的消化時(shí)間，這可能歸因于消化酶的酶解速率增加，加速了整個(gè)消化過程。加工條件對植物蛋白肉消化率的影響見表3。

1.1.3抗?fàn)I養(yǎng)因子對蛋白質(zhì)消化吸收的影響

植物蛋白中存在的抗?fàn)I養(yǎng)因子，如單寧、植酸、蛋白酶抑制劑、脂氧合酶和血凝素，會顯著降低蛋白質(zhì)的消化率。這些抗?fàn)I養(yǎng)因子通過與蛋白質(zhì)結(jié)合減少了消化酶的酶切位點(diǎn)，阻礙了蛋白質(zhì)的分解和吸收。單寧可以與蛋白質(zhì)中的脯氨酸、谷氨酸和甘氨酸殘基結(jié)合，而植酸則通過靜電相互作用或鹽橋與蛋白質(zhì)形成復(fù)合物。Alpana等通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，胰蛋白酶抑制劑、單寧和植酸分別可使蛋白質(zhì)消化率降低50%、23%和10%。

1.2 植物蛋白肉中脂質(zhì)營養(yǎng)特性分析

脂質(zhì)在植物蛋白肉中主要用于提升多汁性、嫩度和風(fēng)味。不同來源的脂質(zhì)在特定脂肪酸組成和比例以及微量成分上存在差異，導(dǎo)致風(fēng)味、穩(wěn)定性、生物利用度和營養(yǎng)價(jià)值不同。目前，常用的脂質(zhì)主要分為兩種：一種是油籽來源，主要來源于油菜籽、大豆、向日葵、亞麻籽、玉米、芥菜籽、花生、芝麻等，這些植物油主要由三酰甘油組成，含量通常超過95%，還含有少量的磷脂、酚類、甾醇、生育酚、角鯊烯、脂溶性維生素和色素等成分，富含不飽和長鏈脂肪酸（C18～C20），如油酸、亞油酸和亞麻酸，具有相似的熔化特性和滴定大小分布；另一種來源于熱帶植物，如椰子油、可可脂和棕櫚仁油等，這些油脂含有大量的短鏈和中鏈飽和脂肪酸（C4～C16），如月桂酸和肉豆蔻酸，在室溫下具有較高的熔點(diǎn)（椰子油為24 ℃，棕櫚油為35 ℃），能為植物基肉類替代品提供類似動(dòng)物脂肪的固體質(zhì)地。植物來源的脂質(zhì)化學(xué)組成、不飽和度、鏈長、異構(gòu)化、晶體形式和物理化學(xué)性質(zhì)與動(dòng)物脂肪存在差異，這些差異會影響植物蛋白肉的感官屬性、纖維結(jié)構(gòu)形成和儲存穩(wěn)定性。

不飽和度較高的脂質(zhì)在高溫和高水分條件下更容易發(fā)生氧化反應(yīng)，生成極性化合物，可能對產(chǎn)品的品質(zhì)和安全性產(chǎn)生負(fù)面影響。在擠壓過程中，脂質(zhì)會發(fā)生一系列變化。首先，脂質(zhì)的氧化反應(yīng)會加速，尤其是不飽和度較高的脂質(zhì)，氧化產(chǎn)物如氧化型甘油三酯和甘油三酯寡聚物的生成量增加，這些極性化合物的積累可能會降低產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值和感官品質(zhì)。其次，脂質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用增強(qiáng)，脂質(zhì)可以與蛋白質(zhì)發(fā)生共價(jià)鍵合或通過物理作用影響蛋白質(zhì)的聚集行為，進(jìn)而影響植物蛋白肉的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)，與肉類中脂質(zhì)和蛋白質(zhì)緊密結(jié)合不同，植物蛋白肉中的脂質(zhì)由于其疏水性，傾向于與蛋白質(zhì)基質(zhì)分離。在高溫、高壓、強(qiáng)剪切力的作用下，脂質(zhì)在蛋白質(zhì)表面形成薄層，有利于形成層狀結(jié)構(gòu)。因?yàn)橹|(zhì)在小腸中可消化，所以對蛋白質(zhì)消化率的影響有限。Zhou Hualu等發(fā)現(xiàn)菜籽油對植物基牛肉類似物的蛋白質(zhì)消化率無顯著影響。

1.3 植物蛋白肉中多糖的營養(yǎng)功能分析

植物蛋白肉中多糖起到改善產(chǎn)品質(zhì)地、提高持水能力的作用，然而它們可能對蛋白質(zhì)消化率產(chǎn)生負(fù)面影響。研究表明，較高含量的膳食纖維（3%～7%，以干物質(zhì)計(jì)）會使表觀蛋白質(zhì)消化率從93%降至88%。膳食纖維攝入量的增加也會降低蛋白質(zhì)的攝入量，這種負(fù)面影響可能是由兩種方式導(dǎo)致的：一是膳食纖維吸水后膨脹，增加了基質(zhì)黏度，從而減緩消化酶向蛋白質(zhì)的擴(kuò)散速率；二是膳食纖維可能包裹蛋白質(zhì)或形成復(fù)合物，減少蛋白質(zhì)與消化酶的接觸。例如，豌豆分離蛋白與瓜爾膠結(jié)合后，消化物中存在較高分子質(zhì)量的肽和較低的水解度，說明消化率降低。但某些多糖（如支鏈淀粉）可以通過展開蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)并重排，從而間接提高了消化率。Dou Wei等發(fā)現(xiàn)在高水分?jǐn)D壓加工過程中添加的羧甲基纖維素或海藻酸鈉可以通過改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，提高消化酶的結(jié)合效率，從而提高蛋白質(zhì)消化率。有研究表明，膳食纖維可以改變蛋白質(zhì)消化吸收速度的原因是膳食纖維與消化酶（脂肪酶和蛋白酶）相互作用并影響酶活性，但Ahmad等發(fā)現(xiàn)，膳食纖維會通過氫鍵和范德華力與蛋白質(zhì)形成復(fù)合物，可能會抑制蛋白質(zhì)水解。

2 植物蛋白肉的安全性

植物蛋白肉在加工過程中會受到諸多風(fēng)險(xiǎn)因素的干擾，從植物原料、加工過程再到最終產(chǎn)品儲存方法，風(fēng)險(xiǎn)因素一旦被引入，就可能會對人體健康造成一定程度的危害。

2.1 原料對植物蛋白肉安全性的影響

2.1.1 植物蛋白肉中過敏原的安全性分析

過敏已是全球日益嚴(yán)重的食品安全問題，某些植物原料（如大豆、堅(jiān)果）本身含有過敏原。在植物肉加工過程中，這些過敏原可能被引入最終產(chǎn)品中，即使經(jīng)過特殊衛(wèi)生處理，也可能存在微量過敏原，如植物蛋白肉最為常見的原料大豆、花生和小麥。大豆是過敏性食物，經(jīng)過鑒定且收錄于致敏原數(shù)據(jù)庫的大豆過敏原共有12 種，其中Gly m 4、Gly m 5是主要過敏原，Gly m Bd 30 K是大豆中致敏性最強(qiáng)的過敏原。在西方國家，花生是食物過敏反應(yīng)引發(fā)率最高的食物之一，世界衛(wèi)生組織國際免疫學(xué)聯(lián)會收錄了17 種花生過敏原，其中Ara h 1、Ara h 2、Ara h 3和Ara h 6被鑒定為主要過敏原，Ara h 1約占花生總蛋白的12%。小麥中有18 種過敏原，其中Tri a 14、Tri a 19和Tri a 36是小麥的主要過敏原。過敏不僅會引發(fā)消化系統(tǒng)疾病，也會引起皮膚或者呼吸系統(tǒng)疾病等。植物原料也可能從受污染的土壤中吸收有毒金屬元素，如鎘（Cd）、汞（Hg）、鉛（Pb）等。這些金屬元素在植物肉中的積累可能對人體健康造成慢性毒性影響，如損傷神經(jīng)系統(tǒng)、破壞腎臟功能等。植物雌激素（如大豆中的異黃酮）是一類具有弱雌激素活性的天然化合物。雖然它們具有一定的健康益處，但也存在潛在的內(nèi)分泌干擾作用，可能影響人體的激素平衡。這些化合物在植物蛋白肉中的存在需要引起關(guān)注。在擠壓加工過程中，高溫條件會使蛋白質(zhì)間發(fā)生共價(jià)或非共價(jià)相互作用，蛋白質(zhì)聚合、二硫鍵重新排列，這些變化會破壞蛋白質(zhì)的構(gòu)象，降低致敏性。高壓會破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的非共價(jià)鍵，如氫鍵、離子鍵和疏水鍵，進(jìn)而破壞蛋白質(zhì)的三、四級結(jié)構(gòu)，影響其致敏性。

2.1.2植物蛋白肉中真菌毒素的安全性分析

植物原料在種植和儲存過程中容易受到真菌污染，產(chǎn)生真菌毒素，如黃曲霉毒素、赭曲霉毒素A、玉米赤霉烯酮等。這些毒素具有強(qiáng)烈的毒性，可能對肝臟、腎臟等器官造成損傷，并具有致癌性。例如，大豆和堅(jiān)果等原料可能因適宜的水分和溫度條件而滋生產(chǎn)毒真菌，進(jìn)而使植物蛋白肉產(chǎn)品受到污染。Rodríguez-Carrasco等在94.7%的意大利市售大豆?jié)h堡中發(fā)現(xiàn)了10 種不同的霉菌毒素。為了控制害蟲和病菌，在植物原料種植過程中會使用農(nóng)藥。一些高極性農(nóng)藥（如草甘膦）可能在植物原料中殘留，并在植物肉加工過程中轉(zhuǎn)移到最終產(chǎn)品中。長期攝入這些殘留農(nóng)藥可能對人體健康產(chǎn)生潛在危害，如影響神經(jīng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等。

2.2 加工工藝對植物蛋白肉安全性的影響

有研究表明，構(gòu)成植物肉的原料（蛋白質(zhì)、水、碳水化合物及香料等）在擠壓過程中會促進(jìn)其相互作用，從而產(chǎn)生污染物，如雜環(huán)胺（HAs）、晚期糖基化終末產(chǎn)物（AGEs）和丙烯酰胺。這些化合物與多種慢性疾病的發(fā)生有關(guān)，如癌癥、心血管疾病和神經(jīng)退行性疾病。

富含蛋白質(zhì)的食品原料在高溫加工過程中，肌酸、肌酐、己糖和氨基酸等前體物質(zhì)相互作用會產(chǎn)生HAs。長期的動(dòng)物研究證實(shí)，HAs是一類致癌和致突變化合物，經(jīng)常食用含有HAs的熱加工食品會增加患胃癌和結(jié)腸癌等癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。在擠壓過程中，植物蛋白中的氨基酸、葡萄糖和肌酸等前體物質(zhì)在高溫（120～160 ℃）條件下發(fā)生反應(yīng)，生成游離態(tài)的HAs。較高的擠壓溫度為蛋白質(zhì)內(nèi)部鍵的斷裂提供了足夠的熱能，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)結(jié)合態(tài)HAs的釋放，進(jìn)而增加游離態(tài)HAs的生成量。螺桿轉(zhuǎn)速決定了物料在擠壓機(jī)中的停留時(shí)間。較高的螺桿轉(zhuǎn)速會縮短物料的停留時(shí)間，縮短高溫作用的時(shí)間，從而降低HAs的生成量。有研究表明，從植物蛋白到擠壓成植物蛋白肉的過程中，總游離態(tài)HAs的含量從4.74～6.63 ng/g增加至5.81～20.23 ng/g，這表明高溫?cái)D壓過程顯著促進(jìn)了HAs的積累。有研究表明，以大豆蛋白為原料制作植物蛋白肉時(shí)，擠壓溫度至少要120 ℃才能生成纖維化各向異性結(jié)構(gòu)，在后續(xù)烹飪過程中，高溫加工也會導(dǎo)致HAs形成。Xi Jun等通過改變烹飪溫度加工植物蛋白肉，發(fā)現(xiàn)肉類替代品中的HAs水平遠(yuǎn)低于肉制品中的HAs。Deng Peng等發(fā)現(xiàn)在160 ℃條件下烹飪6 min時(shí)，植物基漢堡肉中的總蛋白結(jié)合態(tài)HAs含量為（137.11±1.46）ng/g，而當(dāng)烹飪時(shí)間延長到12 min時(shí)，總蛋白結(jié)合態(tài)HAs含量降低到（127.50±0.79）ng/g，說明高溫使得部分蛋白結(jié)合態(tài)HAs釋放為游離態(tài)。

AGEs是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性質(zhì)穩(wěn)定的危險(xiǎn)物質(zhì)，在擠壓過程中，植物蛋白中的還原糖與氨基酸或蛋白質(zhì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，最終生成AGEs；擠壓過程中的高溫和強(qiáng)剪切力作用導(dǎo)致蛋白質(zhì)氧化，也會促進(jìn)AGEs的形成。Deng Peng等研究了植物基漢堡在各個(gè)加工階段HAs和AGEs的產(chǎn)生情況，在植物基漢堡的熱原位加工過程中觀察到AGEs的明顯積累�？九Ｈ怙灪椭参锘鶟h堡肉中所有HAs的總水平分別為381.30、160.30 ng/g，而植物基的HAs和AGEs的含量在家庭熱加工中積累的較多。

丙烯酰胺是一種白色晶體，在高溫（＞120 ℃）加工過程中由天冬酰胺與還原糖發(fā)生反應(yīng)生成。它被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)歸類為2A類致癌物，具有神經(jīng)毒性和基因毒性，對人體健康存在潛在風(fēng)險(xiǎn)。植物蛋白肉中通常含有較高含量的天冬酰胺和還原糖，因此在擠壓加工過程中可能會生成丙烯酰胺。在植物蛋白肉中，丙烯酰胺的形成十分值得關(guān)注，在高溫加工（如油炸、烘焙、烤制）過程中均容易產(chǎn)生。高溫是丙烯酰胺生成的關(guān)鍵因素之一。在擠壓過程中，較高的溫度會加速天冬酰胺與還原糖的反應(yīng)速率，從而增加丙烯酰胺的生成量。當(dāng)溫度超過120 ℃時(shí)，丙烯酰胺的生成量會顯著增加。在植物蛋白肉的擠壓加工中，如果溫度超過160 ℃，可能會導(dǎo)致較高的丙烯酰胺含量。而燃燒不完全會產(chǎn)生多環(huán)芳烴，常見于燒烤、煙熏等加工食品中。植物蛋白肉在這些高溫處理過程中，表面的有機(jī)物可能發(fā)生不完全燃燒，釋放出多環(huán)芳烴。這些化合物具有致癌性和環(huán)境持久性，對人體健康構(gòu)成潛在威脅。Zastrow等對6 種木炭烤制植物肉餅進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了6 種多環(huán)芳烴的生成。

3 植物蛋白肉的營養(yǎng)平衡調(diào)控與安全保障措施

3.1 復(fù)配及開發(fā)新蛋白原料

蛋白原料的選擇直接影響著植物蛋白肉的營養(yǎng)性。植物蛋白復(fù)配通過結(jié)合不同來源的蛋白質(zhì)，能夠顯著提升植物肉的營養(yǎng)價(jià)值。例如，將豆類蛋白（如大豆蛋白）與谷物蛋白（如小麥蛋白）復(fù)配，可以彌補(bǔ)單一蛋白在氨基酸組成上的不足，形成更平衡的必需氨基酸譜，從而提高植物肉的營養(yǎng)價(jià)值。同時(shí)，酵母類、藻類蛋白等新型蛋白來源的加入，不僅能進(jìn)一步優(yōu)化氨基酸組成，還能為植物肉帶來額外的營養(yǎng)成分，如多不飽和脂肪酸（如二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸）和維生素，使其營養(yǎng)更加全面。

3.2 控制原料過敏原及選擇合適的加工方法

為控制及消除植物蛋白肉致敏危害，應(yīng)設(shè)計(jì)可辨別植物蛋白肉產(chǎn)品的標(biāo)識，從而減少過敏人群的誤消費(fèi)，同時(shí)應(yīng)在源頭上通過優(yōu)化加工方法達(dá)到過敏消減的效果；在加工過程中，通過降低加工溫度或縮短加熱時(shí)間可以有效減少有害成分（丙烯酰胺、糠醛類及雜環(huán)芳胺等）的生成。

3.3 建立植物蛋白肉相關(guān)法規(guī)

通過制定明確的標(biāo)簽和術(shù)語指南可以有效監(jiān)管和推廣植物肉產(chǎn)品，確保公共衛(wèi)生安全、產(chǎn)業(yè)發(fā)展可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)增長。食品安全法規(guī)應(yīng)通過對過敏原、污染物和微生物風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y試，確保這些產(chǎn)品符合嚴(yán)格的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。例如，歐盟將植物蛋白肉歸類為“新型食品”，要求在上市前進(jìn)行安全評估和審批，包括對產(chǎn)品成分、生產(chǎn)工藝和營養(yǎng)成分的詳細(xì)審查，以確保其對消費(fèi)者健康無害。植物蛋白肉產(chǎn)品的標(biāo)簽必須清晰、準(zhǔn)確，避免誤導(dǎo)消費(fèi)者。

結(jié) 語

植物蛋白肉的研究正向優(yōu)化其品質(zhì)與風(fēng)味的方向發(fā)展，但蛋白質(zhì)消化吸收、營養(yǎng)安全等關(guān)鍵問題也不容忽視。植物蛋白肉的蛋白質(zhì)消化率受多種因素影響，包括植物蛋白的種類、其他成分的存在以及擠壓參數(shù)等，這些因素通過改變蛋白質(zhì)與蛋白酶的接觸面積、蛋白酶的擴(kuò)散速率及活性，進(jìn)而影響其消化性能。應(yīng)進(jìn)一步通過調(diào)整成分比例、優(yōu)化擠壓參數(shù)以及開發(fā)新型添加劑從而改善植物蛋白肉的質(zhì)地、風(fēng)味和營養(yǎng)消化率，進(jìn)而更好地滿足消費(fèi)者對健康、可持續(xù)食品的需求。此外，脂質(zhì)氧化和蛋白氧化對植物蛋白肉的營養(yǎng)特性具有復(fù)雜的雙重影響：適度氧化有助于改善其功能性和質(zhì)地，但過度氧化則會導(dǎo)致營養(yǎng)價(jià)值下降和健康風(fēng)險(xiǎn)增加。同時(shí)應(yīng)加大植物蛋白肉風(fēng)險(xiǎn)因素的識別、檢測工作，深入研究潛在風(fēng)險(xiǎn)因素。加工過程中擠壓溫度對HAs、AGEs和丙烯酰胺的生成具有顯著影響，高溫雖然可以促進(jìn)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化和質(zhì)地改善，但也會顯著增加風(fēng)險(xiǎn)因子的生成量。因此，應(yīng)通過優(yōu)化配方、加工條件、調(diào)整擠壓參數(shù)以平衡產(chǎn)品的營養(yǎng)性和安全性，實(shí)現(xiàn)植物蛋白肉的可持續(xù)發(fā)展。這有利于保護(hù)消費(fèi)者的健康，保障植物蛋白肉食品的安全消費(fèi)和健康市場發(fā)展。

作者簡介

通信作者

王守偉， 教授級高級工程師，中國肉類食品綜合研究中心、北京食品科學(xué)研究院首席科學(xué)家，兼任國務(wù)院食品安全專家委員會委員、國家市場監(jiān)督管理總局技術(shù)創(chuàng)新中心（動(dòng)物替代蛋白）主任、中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會常務(wù)理事、肉類加工產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián) 盟理事長，享受國務(wù)院政府特殊津貼，獲北京市有突出貢獻(xiàn)專家等多項(xiàng)榮譽(yù)稱號。長期從事肉品科學(xué)與技術(shù)、食品安全領(lǐng)域研究，致力于肉類產(chǎn)業(yè)重大關(guān)鍵共性技術(shù) 問題研究及科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)了我國細(xì)胞培育肉的研究。主持和承擔(dān)國家項(xiàng)目 /課題20余項(xiàng)，發(fā)表科技論文220余篇，出版專著9 部 ，獲授權(quán)發(fā)明專利57 件，獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1 項(xiàng)、省部級科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)13 項(xiàng)（第一完成人）。

第一作者

付曉航，中國肉類食品綜合研究中心助理工程師，主要研究方向?yàn)槿庵破芳爸参锏鞍兹饧庸�。作為研究骨干參與國家和省部級課題5 項(xiàng)，相關(guān)成果發(fā)表論文4 篇，申請國家發(fā)明專利9 項(xiàng)。

本文《植物蛋白肉營養(yǎng)與安全性研究進(jìn)展》來源于《食品科學(xué)》2023年46卷第20期442-450頁，作者： 付曉航，張順亮，趙燕，梁二宏，李素，趙冰，王守偉 * 。 DOI:10.7506 /spkx1002-6630-20250422-178. http: // www.spkx.net.cn。點(diǎn)擊下方 閱讀原文 即可查看文章相關(guān)信息。

實(shí)習(xí)編輯：欒文莉；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)