《食物科学》:中国肉类食物分析研究核心王守

 

  风味化合物正在动物卵白肉中起到提拔口感和风味的感化,但它们对消化率的影响不具有同一性。某些天然化合物(如大豆皂苷)会取卵白质连系,降低其酶解效率。一些喷鼻辛料(生姜、胡椒和孜然)的利用已被证明能够提高峻豆卵白的消化率,它们均可以或许显著缩短食物正在大鼠体内的消化时间,这可能归因于消化酶的酶解速度添加,加快了整个消化过程。加工前提对动物卵白肉消化率的影响见表3。

  动物卵白中存正在的抗养分因子,如单宁、植酸、卵白酶剂、脂氧合酶和血凝素,会显著降低卵白质的消化率。这些抗养分因子通过取卵白质连系削减了消化酶的酶切位点,障碍了卵白质的分化和接收。单宁能够取卵白质中的脯氨酸、谷氨酸和甘氨酸残基连系,而植酸则通过静电彼此感化或盐桥取卵白质构成复合物。Alpana等通过动物尝试发觉,胰卵白酶剂、单宁和植酸别离可使卵白质消化率降低50%、23%和10%。

  通过制定明白的标签和术语指南能够无效监管和推广动物肉产物,确保公共卫生平安、财产成长可持续性和经济增加。食物平安律例应通过对过敏原、污染物和微生物风险进行恰当的测试,确保这些产物合适严酷的出产尺度。例如,欧盟将动物卵白肉归类为“新型食物”,要求正在上市前进行平安评估和审批,包罗对产物成分、出产工艺和养分成分的细致审查,以确保其对消费者健康无害。动物卵白肉产物的标签必需清晰、精确,避免消费者。

  挤压加工过程中,高温、高压和强剪切力等要素可能会影响卵白质的氨基酸构成,蛋氨酸可能会由于美拉德反映或卵白质交联而削减,从而进一步降低动物卵白的生物效价。通过数学优化模子,选择多种动物卵白进行组合,也能够填补单一动物卵白的氨基酸缺陷。例如,谷物卵白凡是缺乏赖氨酸和苏氨酸,而豆类卵白缺乏半胱氨酸和蛋氨酸,豆类和谷物卵白的配合操纵能够正在必然程度上加强氨基酸构成均衡。此外,也能够通过间接正在动物卵白组合中添加氨基酸,从而显著提高动物卵白的生物效价,使其更接近动物卵白。

  上述动物卵白消化率的差别次要取决于5 个环节要素:卵白质布局、抗养分因子含量、卵白质的加工体例、炊事纤维含量、食物基质。卵白质的氨基酸构成及其折叠环境会影响卵白质的酶解速度,抗养分因子如胰卵白酶剂、植酸和单宁会障碍卵白质分化,通过加热或加压等前提改变卵白质布局或降低抗养分因子含量提高消化性,高纤维含量会障碍酶取卵白质的接触,脂肪或碳水化合物等其他成分会取卵白质彼此感化,影响其消化性。

  AGEs是一种布局复杂、性质不变的物质,正在挤压过程中,动物卵白中的还原糖取氨基酸或卵白质发生美拉德反映,最一生成AGEs;挤压过程中的高暖和强剪切力感化导致卵白质氧化,也会推进AGEs的构成。Deng Peng等研究了动物基汉堡正在各个加工阶段HAs和AGEs的发生环境,正在动物基汉堡的热原位加工过程中察看到AGEs的较着堆集。烤牛肉饼和动物基汉堡肉中所有HAs的总程度别离为381。30、160。30 ng/g,而动物基的HAs和AGEs的含量正在家庭热加工中堆集的较多。

  王守伟, 传授级高级工程师,中国肉类食物分析研究核心、食物科学研究院首席科学家,兼任国务院食物平安专家委员会委员、国度市场监视办理总局手艺立异核心(动物替代卵白)从任、中国食物科学手艺学会常务理事、肉类加工财产手艺立异计谋联 盟理事长,享受国务院特殊津贴,获市有凸起贡献专家等多项荣誉称号。持久处置肉品科学取手艺、食物平安范畴研究,努力于肉类财产严沉环节共性手艺 问题研究及科技取财产化,鞭策了我国细胞培育肉的研究。掌管和承担国度项目 /课题20余项,颁发科技论文220余篇,出书专著9 部 ,获授权发现专利57 件,获国度科技前进二等1 项、省部级科技前进一等13 项(第一完)。

  为节制及消弭动物卵白肉致敏风险,应设想可分辨动物卵白肉产物的标识,从而削减过敏人群的误消费,同时应正在泉源上通过优化加工方式达到过敏消减的结果;正在加工过程中,通过降低加工温度或缩短加热时间能够无效削减无害成分(丙烯酰胺、糠醛类及杂环芳胺等)的生成。

  动物原料正在种植和储存过程中容易遭到实菌污染,发生实菌毒素,如黄曲霉毒素、赭曲霉毒素A、玉米赤霉烯酮等。这些毒素具有强烈的毒性,可能对肝净、肾净等器官形成毁伤,并具有致癌性。例如,大豆和坚果等原料可能因适宜的水分和温度前提而繁殖产毒实菌,进而使动物卵白肉产物遭到污染。Rodríguez-Carrasco等正在94。7%的意富翁通售大豆汉堡中发觉了10 种分歧的霉菌毒素。为了节制害虫和病菌,正在动物原料种植过程中会利用农药。一些高极性农药(如草甘膦)可能正在动物原猜中残留,并正在动物肉加工过程曲达移到最终产物中。持久摄入这些残留农药可能对人体健康发生潜正在风险,如影响神经、内排泄系统等。

  按照常见的动动物卵白消化率校正氨基酸评分和消化率目标发觉,动物卵白的消化率遍及低于动物卵白。大大都动物源性卵白质被认为是完整的卵白质来历,很多动物卵白缺乏一种或多种必需氨基酸。目前,挤压手艺曾经是一种使用最为普遍且相对成熟的制备动物卵白肉的手艺,正在高温高压的感化下,卵白质发生变性、展开、交联和堆积等一系列的布局变化,改善其养分特征,提高卵白质的消化率,有帮于人体对卵白质的消化和接收。

  过敏已是全球日益严沉的食物平安问题,某些动物原料(如大豆、坚果)本身含有过敏原。正在动物肉加工过程中,这些过敏原可能被引入最终产物中,即便颠末特殊卫生处置,也可能存正在微量过敏原,如动物卵白肉最为常见的原料大豆、花生和小麦。大豆是过敏性食物,颠末判定且收录于致敏原数据库的大豆过敏原共有12 种,此中Gly m 4、Gly m 5是次要过敏原,Gly m Bd 30 K是大豆中致敏性最强的过敏原。正在国度,花生是食物过敏反映激发率最高的食物之一,世界卫生组织国际免疫会收录了17 种花生过敏原,此中Ara h 1、Ara h 2、Ara h 3和Ara h 6被判定为次要过敏原,Ara h 1约占花生总卵白的12%。小麦中有18 种过敏原,此中Tri a 14、Tri a 19和Tri a 36是小麦的次要过敏原。过敏不只会激发消化系统疾病,也会惹起皮肤或者呼吸系统疾病等。动物原料也可能从受污染的土壤中接收有毒金属元素,如镉(Cd)、汞(Hg)、铅(Pb)等。这些金属元素正在动物肉中的堆集可能对人体健康形成慢性毒性影响,如毁伤神经系统、肾净功能等。动物雌激素(如大豆中的异黄酮)是一类具有弱雌激素活性的天然化合物。虽然它们具有必然的健康好处,但也存正在潜正在的内排泄干扰感化,可能影响人体的激素均衡。这些化合物正在动物卵白肉中的存正在需要惹起关心。正在挤压加工过程中,高温前提会使卵白质间发生共价或非共价彼此感化,卵白质聚合、二硫键从头陈列,这些变化会卵白质的构象,降低致敏性。高压会卵白质布局的非共价键,如氢键、离子键和疏水键,进而卵白质的三、四级布局,影响其致敏性。

  消化率是指食物布局的分化以及养分底物正在胃肠道消化过程中从一个消化器官转移到下一个消化器官的速度。而卵白质消化率定义为卵白质接收的氮取氮摄入量的比率,用以阐发食物中卵白质被消化酶分化和接收的程度,是评价卵白质生物利费用的主要目标。来自豆类和谷物的动物卵白消化率统计见表2,分歧来历的卵白质因其质量、概况化学性质和消融度的差别,表示出分歧的消化率。例如,小麦、大豆和豌豆卵白的线%。按照可消化必需氨基酸分数(DIAAS)计较,取大豆汉堡比拟,豌豆蚕豆汉堡正在烧烤后的体外消化率较低。

  不饱和度较高的脂质正在高暖和高水分前提下更容易发生氧化反映,生成极性化合物,可能对产物的质量和平安性发生负面影响。正在挤压过程中,脂质会发生一系列变化。起首,脂质的氧化反映会加快,特别是不饱和度较高的脂质,氧化产品如氧化型甘油三酯和甘油三酯寡聚物的生成量添加,这些极性化合物的堆集可能会降低产物的养分价值和感官质量。其次,脂质取卵白质之间的彼此感化加强,脂质能够取卵白质发生共价键合或通过物理感化影响卵白质的堆积行为,进而影响动物卵白肉的质地和布局,取肉类中脂质和卵白质慎密连系分歧,动物卵白肉中的脂质因为其疏水性,倾向于取卵白质基质分手。正在高温、高压、强剪切力的感化下,脂质正在卵白质概况构成薄层,有益于构成层状布局。由于脂质正在小肠中可消化,所以对卵白质消化率的影响无限。Zhou Hualu等发觉菜籽油对动物基牛肉雷同物的卵白质消化率无显著影响。

  动物卵白的低消融度和高质量,以及抗养分因子和多糖的存正在可能会降低其消化率,同时正在动物卵白肉加工出产过程中,挤压前提会改变卵白质布局及其堆积形态,构成取原料比拟分歧的消化曲线,此外正在卵白质挤压加工过程中氧化降解反映也会激发食物平安方面问题。目前国表里对于动物卵白肉的研究次要聚焦于动物卵白肉的加工过程、原料的选择、质量、风味及功能性的研究,而对于动物卵白肉养分及平安性的研究较少。

  动物卵白肉中多糖起到改善产质量地、提高持水能力的感化,然而它们可能对卵白质消化率发生负面影响。研究表白,较高含量的炊事纤维(3%~7%,以干物质计)会使表不雅卵白质消化率从93%降至88%。炊事纤维摄入量的添加也会降低卵白质的摄入量,这种负面影响可能是由两种体例导致的:一是炊事纤维吸水后膨缩,添加了基质黏度,从而减缓消化酶向卵白质的扩散速度;二是炊事纤维可能包裹卵白质或构成复合物,削减卵白质取消化酶的接触。例如,豌豆分手卵白取瓜尔胶连系后,消化物中存正在较高质量的肽和较低的水解度,申明消化率降低。但某些多糖(如支链淀粉)能够通过展开卵白质布局并沉排,从而间接提高了消化率。Dou Wei等发觉正在高水分挤压加工过程中添加的羧甲基纤维素或海藻酸钠能够通过改变卵白质布局,提高消化酶的连系效率,从而提高卵白质消化率。有研究表白,炊事纤维能够改变卵白质消化接收速度的缘由是炊事纤维取消化酶(脂肪酶和卵白酶)彼此感化并影响酶活性,但Ahmad等发觉,炊事纤维会通过氢键和范德华力取卵白质构成复合物,可能会卵白质水解。

  动物卵白肉的研究正向优化其质量取风味的标的目的成长,但卵白质消化接收、养分平安等环节问题也不容轻忽。动物卵白肉的卵白质消化率受多种要素影响,包罗动物卵白的品种、其他成分的存正在以及挤压参数等,这些要素通过改变卵白质取卵白酶的接触面积、卵白酶的扩散速度及活性,进而影响其消化机能。应进一步通过调整成分比例、优化挤压参数以及开辟新型添加剂从而改善动物卵白肉的质地、风味和养分消化率,进而更好地满脚消费者对健康、可持续食物的需求。此外,脂质氧化和卵白氧化对动物卵白肉的养分特征具有复杂的双沉影响:适度氧化有帮于改善其功能性和质地,但过度氧化则会导致养分价值下降和健康风险添加。同时应加大动物卵白肉风险峻素的识别、检测工做,深切研究潜正在风险峻素。加工过程中挤压温度对HAs、AGEs和丙烯酰胺的生成具有显著影响,高温虽然能够推进卵白质的布局变化和质地改善,但也会显著添加风险因子的生成量。因而,应通过优化配方、加工前提、调整挤压参数以均衡产物的养分性和平安性,实现动物卵白肉的可持续成长。这有益于消费者的健康,保障动物卵白肉食物的平安消费和健康市场成长。

  挤压过程中温度和螺杆速度会改变卵白质构象和影响卵白质消化率,卵白质消化率次要取卵白质布局变化相关,卵白质的去折叠过程次要发生正在挤压机的熔融阶段,而熔融区的温度一般节制正在90~160 ℃,该温度有帮于β-折叠布局的构成,但也会β-折叠为不变性较差的布局。挤压能够通过改变更物卵白肉二级布局含量从而改变卵白质的消化行为。Wang Yuxiang等研究表白通过调整挤压参数可改变更物卵白肉的二级布局含量,二硫键的削减和疏水彼此感化力的变化会影响卵白质的布局,卵白质二级和布局的展开会导致概况积添加,有帮于酶解反映,从而推进卵白质的消化和接收。Fu Xiaohang等通过改变挤压温度发觉动物卵白肉二级布局中的β-折叠含量取其消化率呈显著负相关(相关系数r=-0。91,P<0。05)。为提高动物卵白的消化率,能够通过改变分歧挤压前提以添加动物卵白肉的宏不雅概况积或减小粒径、降低动物卵白肉壁密度。有学者正在高水分的前提下研究挤压温度对动物卵白肉消化率的影响,发觉动物卵白肉正在高水分挤压及高温高压感化下卵白变性并堆积,正在冷却过程中,构成了新的二硫键和非共价彼此感化力以不变卵白布局。但当挤压温渡过高,消化率反而降低的缘由是卵白质履历了严沉的变性和热堆积,卵白质交联度的添加导致一些酶解位点的躲藏和酶解反映的削减。Li Yiliang等通过调整分歧挤压前提(含水量、螺杆转速、进料速度、挤压温度等)测定高粱和大麦夹杂物的体外卵白消化率,当含水量高于30%、温度高于140 ℃时,挤出的卵白消化率添加。但Chen Jiafeng等使用半动态胃消化系统阐发发觉,150 ℃挤压的动物卵白肉各向同性指数最高,但其正在消化过程中的排空速度较慢。二者结论分歧的缘由归结于挤压对卵白的影响分歧,前者高温处置导致卵白变性、了抗养分因子,尔后者高温挤出处置使卵白质链展开并构成交联,添加了卵白质的不变性,导致消化酶需要更长时间分化这些卵白质。但二者原料及模仿消化的尝试方式分歧,这也可能对成果形成分歧影响。

  中国肉类食物分析研究核心的付晓航、张顺亮、王守伟*等次要会商了动物卵白肉的养分及平安特征,以期为我国动物卵白肉成品的养分特征连结及平安节制供给理论根本。

  卵白质是动物卵白肉的次要原料,其来历包罗大豆、豌豆、鹰嘴豆、小麦和油籽卵白。这些卵白质凡是以分手卵白(卵白质含量约90%)或浓缩卵白(卵白质含量65%~90%)的形式进行利用。能调理人体代谢均衡、推进发育、加强免疫功能等;而缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸能够防止人体肌肉丧失;蛋氨酸、半胱氨酸正在人体的代谢、免疫等方面有主要感化;精氨酸有益于人体的免疫、心血管健康等方面;谷氨酸可以或许参取大脑的神经传导和代谢。对豆类和谷物来历的各类动物卵白总氨基酸构成进行统计阐发,由表1可知,分歧动物卵白的性氨基酸和特殊养分功能氨基酸含量存正在差别,动物卵白凡是缺乏某些必需氨基酸,如赖氨酸、蛋氨酸等。谷物类动物卵白(如小麦卵白)富含硫氨基酸(如半胱氨酸和蛋氨酸),但缺乏赖氨酸;豆类动物卵白(如豌豆卵白、大豆卵白)富含赖氨酸,但硫氨酸含量较低。这种不均衡的氨基酸构成了动物卵白的生物效价,但可将分歧品种动物卵白夹杂,使其性氨基酸互补,可以或许提高动物卵白的养分质量。

  卵白原料的选择间接影响着动物卵白肉的养分性。动物卵白复配通过连系分歧来历的卵白质,可以或许显著提拔动物肉的养分价值。例如,将豆类卵白(如大豆卵白)取谷物卵白(如小麦卵白)复配,能够填补单一卵白正在氨基酸构成上的不脚,构成更均衡的必需氨基酸谱,从而提高动物肉的养分价值。同时,酵母类、藻类卵白等新型卵白来历的插手,不只能进一步优化氨基酸构成,还能为动物肉带来额外的养分成分,如多不饱和脂肪酸(如二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸)和维生素,使其养分愈加全面。

  动物卵白肉正在挤压加工过程中,因为遭到高温、高压、强剪切力等感化的影响,容易发生脂质氧化和卵白氧化。这些氧化过程对动物卵白肉的养分特征发生了显著的双沉影响:脂质氧化会发生一系列氧化产品,如丙二醛和4-羟基壬烯醛等,这些物质具有潜正在的毒性,可能对人类健康发生晦气影响,如添加氧化应激、毁伤DNA以及激发癌症风险。此外,脂质氧化还会导致动物卵白肉的风味变差,发生不高兴的“哈喇味”,从而降低消费者的接管度。脂质氧化过程中不饱和脂肪酸的分化会降低动物卵白肉的养分价值,特别是含有必需脂肪酸的产物。卵白氧化会导致卵白质的氨基酸残基发生化学润色,如羰基化、二硫键的构成等,这些变化可能降低卵白质的消融性和消化性。例如,过度氧化的卵白质会构成大量的不溶性堆积体,障碍消化酶的感化,降低消化率,从而降低卵白质的养分价值。而正在适度氧化的环境下,卵白氧化也可能带来一些积极影响。例如,轻度氧化能够添加卵白质的水合能力和乳化不变性,从而改善动物卵白肉的质地和口感。此外,还能够通过添加卵白质的位点,提高其取消化酶的接触面积,从而提高消化性。

  脂质正在动物卵白肉中次要用于提拔多汁性、嫩度和风味。分歧来历的脂质正在特定脂肪酸构成和比例以及微量成分上存正在差别,导致风味、不变性、生物利费用和养分价值分歧。目前,常用的脂质次要分为两种:一种是油籽来历,次要来历于油菜籽、大豆、向日葵、亚麻籽、玉米、芥菜籽、花生、芝麻等,这些动物油次要由三酰甘油构成,含量凡是跨越95%,还含有少量的磷脂、酚类、甾醇、生育酚、角鲨烯、脂溶性维生素和色素等成分,富含不饱和长链脂肪酸(C18~C20),如油酸、亚油酸和亚麻酸,具有类似的熔化特征和滴定大小分布;另一种来历于热带动物,如椰子油、可可脂和棕榈仁油等,如月桂酸和肉豆蔻酸,正在室温下具有较高的熔点(椰子油为24 ℃,棕榈油为35 ℃),能为动物基肉类替代品供给雷同动物脂肪的固体质地。动物来历的脂质化学构成、不饱和度、链长、异构化、晶体形式和物理化学性质取动物脂肪存正在差别,这些差别会影响动物卵白肉的感官属性、纤维布局构成和储存不变性。

  动物卵白肉正在加工过程中会遭到诸多风险峻素的干扰,从动物原料、加工过程再到最终产物储存方式,风险峻素一旦被引入。

  富含卵白质的食物原料正在高温加工过程中,肌酸、肌酐、己糖和氨基酸等前体物质彼此感化会发生HAs。持久的动物研究,HAs是一类致癌和致突变化合物,经常食用含有HAs的热加工食物会添加患胃癌和结肠癌等癌症的风险。正在挤压过程中,动物卵白中的氨基酸、葡萄糖和肌酸等前体物质正在高温(120~160 ℃)前提下发生反映,生成逛离态的HAs。较高的挤压温度为卵白质内部键的断裂供给了脚够的热能,从而推进卵白质连系态HAs的,进而添加逛离态HAs的生成量。螺杆转速决定了物料正在挤压机中的逗留时间。较高的螺杆转速会缩短物料的逗留时间,缩短高温感化的时间,从而降低HAs的生成量。有研究表白,从动物卵白到挤压成动物卵白肉的过程中,总逛离态HAs的含量从4。74~6。63 ng/g添加至5。81~20。23 ng/g,这表白高温挤压过程显著推进了HAs的堆集。以大豆卵白为原料制做动物卵白肉时,正在后续烹调过程中,高温加工也会导致HAs构成。Xi Jun等通过改变烹调温度加工动物卵白肉,发觉肉类替代品中的HAs程度远低于肉成品中的HAs。Deng Peng等发觉正在160 ℃前提下烹调6 min时,动物基汉堡肉中的总卵白连系态HAs含量为(137。11±1。46)ng/g,而当烹调时间耽误到12 min时,总卵白连系态HAs含量降低到(127。50±0。79)ng/g,申明高温使得部门卵白连系态HAs为逛离态。

  有研究表白,形成动物肉的原料(卵白质、水、碳水化合物及喷鼻料等)正在挤压过程中会推进其彼此感化,从而发生污染物,如杂环胺(HAs)、晚期糖基化终末产品(AGEs)和丙烯酰胺。这些化合物取多种慢性疾病的发生相关,如癌症、心血管疾病和神经退行性疾病。

  正在日常饮食中,摄入脚够的卵白质对于维持和推进人体健康必不成少。取动物卵白比拟,动物卵白饱和脂肪含量低、不含胆固醇,且富含炊事纤维,有帮于降低心血管疾病风险、改善肠道健康,动物卵白含丰硕的维生素、矿物质及抗氧化剂。食物中的卵白质颠末复杂的消化过程,最终被降解为逛离氨基酸,这对人体内卵白质合成和其他代谢过程至关主要。因为动物卵白的氨基酸不均衡和抗养分因子的存正在,动物卵白的卵白质质量和消化率较低。动物卵白肉汉堡和保守产物具有相当的非必需氨基酸谱,但取实正在牛肉汉堡比拟,较着缺乏组氨酸、蛋氨酸和赖氨酸。动物基肉类替代品凡是缺乏某些必需氨基酸,其卵白质布局较为松散,热处置后可能进一步解离,导致消化性较低。此外,动物基肉类的原料选择及正在挤压加工过程中的挤压前提会影响卵白质的消化和接收。

  动物卵白肉的卵白质次要来历于谷物和豆类,大部门的动物卵白贫乏一种或多种必需氨基酸,而颠末挤压加工过程,动物卵白布局发生变化,分歧的原料及挤压前提会影响其养分特征,改变更物卵白肉消化率。

  为处理人类对卵白的需乞降保守养殖业带来的资本压力,动物卵白产物的研发正正在加快推进,此中动物卵白肉是其代表性产物之一。动物卵白肉可通过纺丝、3D打印、挤压和剪切等手艺制备。正在动物卵白肉的养分组分中,卵白质的含量比例高,碳水化合物及脂质含量比例较低,卵白质的消化和接收是动物卵白肉养分价值的最主要表现。

  付晓航,中国肉类食物分析研究核心帮理工程师,次要研究标的目的为肉成品及动物卵白肉加工。做为研究参取国度和省部级课题5 项,相关颁发论文4 篇,申请国度发现专利9 项。

 



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