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各原料对植物基仿肉制品品质的影响作用


肉类食品网 http://www.meat360.cn 2023/1/10 9:02:46 关注:660 评论: 我要投稿

  按重量比例计,植物蛋白肉通常南50%~80%水分、10%~25%植物组织化蛋白、4%~20%植物非组织化蛋白、3%~10%的风味着色物质、0~15%的油脂以及1%~5%的粘合剂组成”。其中,高含量水分不仅可以提供类肉多汁感,还可以在加工过程巾发挥降粘、增塑、产生气化热及作为反应溶剂等作用。
  植物蛋白质在加工过程中的温度、剪切力、压力和水共同作用下,从天然的球状聚集态重组转变为具有类似动物肉纤维结构和咀嚼感的组织化植物蛋白,构架了植物蛋白肉产品的骨架结构。而非组织化蛋白可与多糖等粘合剂协同作用,提高组织化植物蛋白骨架的持水凝胶能力,促进类肉有序组织结构稳定形成。风味着色物质与油脂主要用于提升植物蛋白肉的类肉外观与香气风味的像真性。
  接下来作者就以植物基仿肉汉堡为例进一步从原料角度出发,分述各原料组分对产品品质的影响。
  01
  蛋白质对植物基仿肉制品品质的影响
  蛋白质是植物基仿肉制品中的主要成分,较高的蛋白含量与良好的持水能力与流变特性相关。植物基仿肉制品中一般含有2 种状态的蛋白,纤维化蛋白和非纤维化蛋白(例如分离蛋白或浓缩蛋白)。2 种蛋白对植物基仿肉制品产品的质地、持水性等发挥着不同的作用和功能。
  一、纤维化蛋白质对植物基仿肉制品品质的影响纤维化蛋白支撑了植物基仿肉制品的纤维态结构,形成了相应的质地,提供硬度、弹性、咀嚼性等质构性质,满足了咀嚼肉类的类似口感。同时纤维化蛋白为海绵状结构,具有较强吸附水的能力,可实现植物基仿肉制品达到模仿动物肉的多汁性。此外,植物蛋白在挤压过程中会还与还原糖发生美拉德反应,使植物基仿肉制品形成类似熟制肉的棕褐色和产生相应的风味物质。
  植物蛋白品种多样,包括大豆蛋白分离蛋白(isolatedsoy protein,ISP)、绿豆分离蛋白(isolated mung bean protein,IMBP)、花生分离蛋白(isolated peanut protein)、豌豆分离蛋白(isolated pea protein,IPP)、小麦蛋白(wheat protein,WG)等。
  利用不同来源的植物蛋白加工纤维化蛋白其品质会产生较大差异。如表1 所示,选择不同植物蛋白原料在喂料水分为50%的条件进行挤压,所获不同纤维化蛋白在持水性、质地、乳化性、质构特性等各方面均表现出明显的差异。
  表1 不同植物源纤维化蛋白复水性和质构分析

  大豆纤维化蛋白、豌豆纤维化蛋白的持水性远高于其他纤维化蛋白,纤维化蛋白的持水性取决于蛋白的种类、蛋白与水之间的相互作用、水分间的相互作用,同时和孔隙率以及孔隙尺寸直接相关,是影响植物基仿肉制品多汁性的重要因素。此外大豆纤维化蛋白与豌豆纤维化蛋白也表现出较高的质构特性和切断强度,可能与其多孔状的海绵结构有关,小麦纤维化蛋白在挤压的过程中主要形成了二硫键,进而导致更加致密的结构。
  已经市场化的植物基仿肉产品其纤维化蛋白的原料来源各异。例如A公司汉堡肉饼主要使用豌豆蛋白,C公司产品主要使用小麦蛋白,国内部分厂家主要使用大豆蛋白。但生产厂家更多地会根据各类植物蛋白的性质进行复配,以追求纤维蛋白品质最优化。
  例如,在大豆蛋白中添加一定比例的小麦蛋白后,纤维化蛋白的纤维结构增强。当选择20%~30%的小麦蛋白与50%~60%大豆蛋白混合后进行挤压,能够获得结构上最接近鸡胸肉的纤维化蛋白。
  此外,相比于大豆蛋白或花生蛋白单独挤压,两者1:1 混合后挤压所得纤维化蛋白有着更高的水分含量,更低的硬度和适合的延展性,因此,可以通过选择蛋白种类和比例优化纤维化蛋白的结构与品质。
  二、其他蛋白质对植物基仿肉制品品质的影响
  非纤维化蛋白不具有纤维结构,在体系内能够起到乳化作用,使油脂和水分形成稳定的状态。蛋白质还具有凝胶性,在加热过程中与粘结剂相互作用,形成网络结构,起到粘结纤维化蛋白,维持整体形态的作用。
  此外,分离蛋白的添加量也与口感具有直接关系,以大豆分离蛋白为例,当添加量较高时,会产生松散的口感,使产品品质降低。
  02
  水分对植物基仿肉制品品质的影响
  植物基仿肉制品中的水分状态、含量与纤维化蛋白的吸水能力、持水性有关,对于产品质地、口感、货架期等均有影响。水分含量也是决定产品成本的重要因素,含量越高,成本越小。
  在纤维化蛋白的加工过程中,水分含量对纤维化蛋白质构起着重要的影响。低水分挤压时,产品均匀度低,形状完整性低,气孔尺寸大,干燥后更易破碎。高水分挤压时,物料受到的机械作用较小,蛋白亚基间的聚合交联现象少。
  但随着水分含量不断增加(28%~60%),蛋白亚基的交联程度逐渐降低,水分含量过高,也可能导致不完全的纤维化过程,进而使纤维化蛋白的硬度、胶粘性和咀嚼性更低。
  在植物基仿肉产品中,水分的主要表现形式分两部分:
  一部分为海绵结构的纤维化蛋白吸取的大量水分,这部分水在受到外力挤压时能够被排出,在植物基仿肉制品中表现为多汁性;另一部分水分则通过物理截留存在于纤维化蛋白中,在被切割或剁碎时不会流出,加工中仍表现出自由水的特性,在冷冻后可能进一步形成孔隙并在解冻时发生汁液流失。
  03
  油脂对植物基仿肉制品品质的影响
  在纤维化蛋白原料的生产中,油脂在挤压过程中能够起到润滑、降低物料在蒸煮区受到的机械作用,可降低蛋白质受到的摩擦力和剪切力。
  在挤压小麦蛋白的原料中加入油脂,当含量从0%~1%时,熔融体黏度增大,但在更高的含量下会迅速下降,较多的油脂会导致物料受到的机械力较低,进而形成类似饼干的微观结构,使得纤维化蛋白硬度降低。
  挤压中,油脂还能与蛋白、淀粉等大分子形成复合物,降低游离脂肪酸含量,进而降低油脂氧化,延长产品的货架期。
  在植物基仿肉产品中,油脂的存在会对植物汉堡肉饼的外观、口感产生极大的变化。传统汉堡牛肉饼中通常含有7%动物脂肪,但由于植物油比动物脂肪的熔点低,在室温下常处于液态,因而在植物基仿肉饼的生产中常常使用高熔点的椰子油来模拟动物脂肪。
  此外,油脂含量会对牛肉饼的多汁感有重要影响,脂肪含量在30%时多汁性最高,而低脂牛肉饼则会减弱多汁感。油脂还是风味物质的载体,植物基仿肉饼中常复合使用的椰子油、葵花籽油、卡诺拉油(菜籽油)、大豆油,具有不同的风味,加入植物油能够保留挥发性风味物质,进而增强植物基仿肉制品的风味。
  04
  着色物质对植物基仿肉制品品质的影响
  颜色及其变化是肉制品在加工中的重要品质属性之一。纤维化植物蛋白经挤压后主要呈黄色或黄褐色,而动物肉在自然状态下呈红色,加工后肌红蛋白发生氧合呈褐色,因此在生产植物基仿肉制品时需加入着色物以减少与肉制品的颜色差别。植物基仿肉制品中的主要着色物质如表2 所示。
  表2 植物基仿肉制品中的主要着色物质

  通常而言,同一种植物基仿肉产品往往会使用多种着色物质复配,以达到最优效果。例如某知名品牌的汉堡中主要使用了甜菜汁提取物、胭脂树橙和维生素C 来提供稳定的颜色。甜菜汁的红色和胭脂树橙的黄色相互协调作用,使得加工后的肉饼具有烤制后的红褐色,颜色与牛肉饼的颜色更加接近,而维生素C 的添加能够提供还原性和酸性条件,防止甜菜汁中的甜菜红素氧化降解。
  某知名品牌火腿的牛肉味汉堡饼中则使用甜菜红和高粱红,2 类红色色素的添加使汉堡肉饼的颜色变得鲜亮,产生类似于肉类的粉红色。此外,热不稳定色素、氨基酸和还原糖组合使用也可使植物基仿肉制品在加工时产生颜色变化。
  05
  粘结剂对植物基仿肉制品品质的影响
  植物基仿肉制品的质地会直接影响产品的口感,这也是消费者最关注的品质特点。为使产品能达到最佳食用口感,植物汉堡肉中通常会添加粘结剂达到植物基仿肉糜之间的胶粘作用。
  目前植物汉堡肉中的使用的粘结剂包括蛋白类和多糖类2 种,蛋白类包括大豆分离蛋白、小麦蛋白、马铃薯蛋白,具有良好的结合水分的能力,在加工中能够形成蛋白网络,进而促使植物基仿肉制品形成特定的形状。见表3。

  此外,亲水胶类的复合使用能使产品具有较强的弹性和多汁性。胶类粘结剂具有增稠、凝胶等作用,在某些知名品牌的汉堡肉饼的产品中均使用了一种或两种胶类粘合剂。A公司产品中使用魔芋胶和黄原胶复配,形成热可逆凝胶,在低温下呈凝胶状态提供粘结性,在高温下呈液态提供多汁性。B公司使用瓜尔胶和刺槐豆胶复配,提供增稠稳定的作用。
  C公司产品使用阿拉伯胶,其本身不具有凝胶性,与淀粉、纤维素等组分配伍能够起到粘结作用; 此外,阿拉伯胶具有表面活性,可以与脂溶性香精形成乳液,影响风味物质的释放。
  此外,微生物转谷氨酰胺酶(glutaminetransaminase,TG 酶)等连接酶也能够起到较强的粘结作用,TG 酶促使蛋白质发生交联,明显降低可压出水分,显著降低植物基仿肉饼加热后的收缩率,使硬度、弹性、内聚性和咀嚼性等质构特性增强。
  06
  风味物质的添加对植物基仿肉制品品质的影响
  除了具有相应质地外,良好的风味体验是消费者能够接受植物基仿肉制品的关键。肉类拥有含有较多风味物质的脂肪,植物基仿肉制品生产中使用的植物油不具有动物脂肪特有的风味物质,而且纤维化蛋白还具有一些不良风味,因此植物基仿肉制品的风味调控包括不良风味的去除和需求风味的添加2 部分。
  不良风味主要是豆腥味,是在豆制品加工过程中由于脂肪氧化而产生的,主要成分为己醛、己醇、1-辛烯-3-醇等物质,它们分别表现为青草味(herbal flavor)、生味(raw flavor)、蘑菇味(mushroomflavor),而挤压过程会产生高温高压条件,蛋白质发生结构变化,使得结合到蛋白质上的不良风味物质在一定程度上减少。
  熟肉香味来自多种风味物质的复合,包括加热肉类的过程中发生的油脂氧化、美拉德反应、两者反应味物质。
  为了获得相应的风味,可以在挤压原料中添加风味物质。挤压前混入的优势是使风味物质在纤维化蛋白中分布均匀,同时在高温条件下相对均匀地发生美拉德反应或焦糖化反应。
  其中,挤压原料的组成会改变纤维化蛋白的结构,影响挥发性风味物质的保留,增加原料中小麦蛋白的添加比例,总挥发性风味物质的保留率先增加后减少,不同类别的风味物质变化不尽相同;原料中水分含量的增加会使挥发性风味物质随水分蒸发,使得风味物质的保留率降低。
  此外,在纤维化蛋白的加工环节,将风味物质与蛋白、油脂、水分及其他配料进行混合,也可以起到提供肉类风味的效果。
  风味物质的种类可以分为3 类: 肉味香精、天然提取物和蛋白类风味物质。
  国内第一代肉味香精,采用酵母抽提物、水解植物蛋白和还原糖为主要原料,所得产品香味浓郁、头香饱满,但缺少肉类的特征风味,第二代和第三代肉味香精以动物成分为原料,肉香更加逼真。
  酵母提取物是天然提取物的一种,是一类通过自溶作用将酵母细胞内蛋白质降解为氨基酸和多肽,核酸降解为核苷酸,制得的具有营养和风味物质的浓缩物。酵母提取物能够提供浓厚的肉香味,能够去除苦味并掩蔽异味,在植物基仿肉制品的生产中能够起到肉类提取物的作用。
  此外,通过天然提取物和香辛料的组合配比,模拟肉类中的呈味组合,也能赋予植物基仿肉制品相应肉类风味。例如,以小麦肽粉、植物油、植物提取物、香辛料为主要原料制备而成的天然调味料,可用于植物基仿肉制品加工,呈现出牛肉的浓郁风味。
  C公司产品中使用的大豆血红蛋白不仅能够提供相应的颜色,也能够增强植物基仿肉制品的相关风味。在加热过程中,大豆血红蛋白变性,结构展开并暴露血红素,血红素催化配料中的植物源生物分子发生反应,进而产生类似加热后肉类的滋味和气味。
  来源:吴元浩,徐婧婷,刘欣然,邓文亚,郭顺堂.植物基仿肉原料的应用与加工现状.中国农业大学食品科学与营养工程学院植物蛋白与谷物加工北京市重点实验室

文章来源:食品研发与生产     文章编辑:一米优讯     
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