植物基发酵乳的机遇与挑战.pdf

乳 品 与 人 类2023 年第 4 期渊总第 131 期冤乳品与人类植物基发酵乳通常是通过发酵从大豆蛋白、燕麦蛋白等不同植物蛋白原料中获得的水提取物制成的，这些提取物的外观和稠度与动物发酵乳相似，主要目标是获得与传统动物发酵乳在质地和感官特性相似的植物蛋白基底发酵乳。随着人们对于健康和营养的日益重视，植物基发酵乳成为近年来备受关注的食品。与传统的动物基发酵乳相比，植物基发酵乳具有更低的饱和脂肪和胆固醇含量，且由于植物成分的添加而更具有营养价值。然而，通过相关研究与调查可知，植物基发酵乳的价格、口味、质地、以及生产过程中存在的技术难题等成为制约植物基发酵乳发展的关键因素。但由于目前消费者对于植物基发酵乳的营养价值、生产工艺、市场定位等方面仍存在疑虑，产品发展的具体方向还需进一步研究。1植物基发酵乳现状由于人们对非乳制品替代品的需求不断增加，以及对探索不同功能特性的兴趣日益浓厚，各种植物蛋白已被应用于生产非乳制品替代品。全球植物基发酵乳发展如火如荼，北美、欧洲是目前植物基发酵乳重要消费市场之一。以植物为基础的发酵乳市场目前主要是以大豆或椰子为基础，大豆基产品是西方国家主要的植物基替代品，大豆因其蛋白质含量、质量和功能特性，在最近十年特别受欢迎1，非常适合作为植物蛋白发酵乳的基础，但近些年消费者对转基因大豆的担忧逐渐增加，大豆过敏也很常见；而椰子为基础的产品通常蛋白质含量低，饱和脂肪含量高，也较为适用于植物基发酵乳的生产2。此外，发酵乳的植物原料大致可分为五类：谷物（燕麦、大米），豆类（大豆、鹰嘴豆、豌豆），坚果（杏仁、腰果、榛子等），种子（芝麻、向日葵）和伪谷物（藜麦）。这些植物原料有助于植物基发酵乳市场的多样性，同时对植物发酵乳的风味有很大影响。全球常见植物基发酵乳品牌如表 1 所示。植物基发酵乳的机遇与挑战张彤渊黑龙江省绿色食品科学研究院哈尔滨150028冤摘要院 近年来袁 随着人们生活质量的提高袁 越来越多消费者开始关注各类食品的健康性尧 功能性尧口感等遥 特别是患有吸收不良尧 乳糖不耐受尧 高胆固醇等健康问题的人群袁 对功能食品的需求大幅增加遥 基于植物蛋白的发酵乳因具有预防心血管疾病尧 补充维生素尧 高蛋白等功能特性袁 得到了广泛探索遥 本文旨在探讨植物基发酵乳的机遇和挑战袁以及研究进展遥关键词院 植物基发酵乳曰 发展机遇曰 问题与挑战收稿日期院 2023-06-05作者简介院 张彤 渊1994-冤袁 女袁 硕士袁 助理工程师袁 研究方向为食品加工与安全遥24乳 品 与 人 类2023 年第 4 期渊总第 131 期冤乳品与人类我国植物基发酵乳处于起步阶段，常见植物蛋白发酵乳品牌见表 2。近年市面上有部分品牌已经加入植物基市场竞争，但植物基发酵乳的口感、发酵状态难以把握。对于消费者来说，即使植物基发酵乳很健康，如果口感及风味不够好也不会被选择。表 2中国植物蛋白发酵乳品牌品牌状态植选在售植物基原料生产企业椰子内蒙古伊利实业集团股份有限公司豆本豆植优家在售大豆、椰子达利食品集团美仁巴旦木美仁食品（天津）有限公司在售表 1全球常见植物基发酵乳品牌品牌YoplaitSo Delicious植物基原料生产企业（国家）椰子通用磨坊（美国）燕麦、椰子Whitewave（美国）Silk椰子、燕麦、扁桃仁、大豆Whitewave（美国）Chobani椰子、燕麦Chobani（美国）Nancy s燕麦Nancy s Yogurt（美国）Stonyfield大豆Stonyfield（美国）Califia扁桃仁、椰子、燕麦Califia Farms（美国）Ripple Foods豌豆蛋白Ripple Foods（美国）Good Karma亚麻Good Karma Foods（美国）Forager Project腰果Forager Project（美国）Kitehill扁桃仁Kite Hill（美国）Lavva霹雳果Lavva（美国）Cocoyo椰子GT s Living Foods（美国）Harmless Harvest椰子Harmless Harvest（美国）Cocojune燕麦、椰子Cocojune（美国）Alpro大豆、椰子、杏仁Whitewave（美国）Good Plants扁桃仁Dannon（法国）Oikos椰子Dannon（法国）Siggi s椰子Lactalis（法国）Koko椰子Kokoz（英国）Daiya椰子Daiya（加拿大）Oatly燕麦Oatly（瑞典）Coyo椰子Coyo（澳大利亚）Yofix燕麦Yofix（以色列）SOYBIO大豆SOYBIO（日本）25乳 品 与 人 类2023 年第 4 期渊总第 131 期冤乳品与人类续表 2品牌状态豆妃在售植物基原料生产企业大豆河南豆妃食品科技有限公司椰优格在售椰子北京美苗食品有限公司清水荷花大豆四川清水荷花健康管理有限公司在售农夫山泉大豆、巴旦木农夫山泉股份有限公司下架圣悠活椰子北京三元食品股份有限公司下架给与大豆、椰子湖南优卓牧业有限公司下架六个核桃核桃河北养元智汇饮品股份有限公司下架甄养大豆安徽致养食品有限公司下架圣牧涵一巴旦木安徽致养食品有限公司下架2发展机遇“植物基”已经成为全球食品行业的热点词，越来越多的品牌尝试打开植物基市场。其中植物基发酵乳产品因其具有与普通发酵乳相当的质地和感官属性、健康、市场需求广泛、可持续发展等方面优势，拥有较为广阔的发展前景。2.1健康优势植物基发酵乳在消费者中广受欢迎，因为它们可以满足受牛奶过敏和乳糖不耐症影响的消费者营养需求。目前国内外已经有一些植物基发酵乳相关研究，在发酵乳成分中添加植物蛋白不仅可以提高其营养价值，还可以提高成品的流变学和感官特性3；植物乳制品经发酵更健康、更美味、更具有吸引力4；相比于仅以牛奶为基底的传统“动物型发酵乳”，植物蛋白为原料的发酵乳可能会降低胆固醇水平和血压，平衡血糖，甚至降低患某些癌症的风险，对健康有益；Fan 等人5最近的一项分析发现，添加植物蛋白的发酵乳，可以显著降低 I-I-型糖尿病的风险。植物基发酵乳由于具有健康特性，且能满足素食主义群体的需求，具有巨大的市场发展潜力。2.2市场需求近年来，以植物为基础的生活方式越来越流行，人们正在从动物为基础的饮食转向以植物为基础的饮食6，促进投资以植物为基础的食品行业，为了满足市场对健康性饮食日益增长的需求，企业推出新颖的植物蛋白食品和饮料。在欧洲，植物性蛋白质的消费量持续增长，植物性可替代乳制品消费量每年增长 11%7。其中，小麦、大豆、大米和豌豆等植物蛋白质成分在食品工业中得到了广泛应用。据 Ori international 数据，2018-2023 年全球植物基发酵乳综合增长率高达 17.8%，其中北美、拉丁美洲、欧洲的增速最快，高达 38.5%，美国市场植物基发酵乳的增长率是普通发酵乳的十倍左右。显然，在欧美，植物基发酵乳已经开始从“小众”走向“流行”。2020 年，新冠肺炎疫情加速这一进程，疫情让更多消费者重新思考他们的生活方式，并将更多的植物性饮食作为一种更健康的选择。有预测指出，2020-2027 年，全球植物基发酵乳市场将以18.9%的年均速度快速增长，预计到 2027 年，全球植物基发酵乳市场份额将预计达到 64.6 亿美元。对我国消费者而言，植物基发酵乳还比较陌生，目前来看植物基发酵乳产品在我国市场有比较广阔的前景。2.3可持续发展近些年世界人口不断增长和气候变化对环境安全构成威胁，未来十年，世界人口将增加20 亿，到 2030 年，对蛋白质的需求将增长26乳 品 与 人 类2023 年第 4 期渊总第 131 期冤乳品与人类20%。因此，如何减少碳排放、土地资源及水资源利用、开发可替代的低碳蛋白质来源，以满足日益增长的需求并解决可持续性问题，引起了人们的极大兴趣。有研究表明，植物性食品替代品是动物源性食品的潜在替代品，也是向可持续饮食过渡的途径，大大减少对环境的影响。植物蛋白质因碳足迹比动物蛋白质低，具有更环保，更可持续的优势。以植物为基础的乳制品替代品的全球变暖潜能值（GWP）中值低于牛奶，消费更可持续的饮食可以减少温室气体排放。因此，植物基发酵乳产品可能更环保、更可持续。3问题与挑战以植物为基础的发酵乳制品通常被认为“比较健康”，近年来，为了获得与发酵乳相似的结构，乳制品方向科研人员做出许多尝试，有研究发现，与动物发酵乳相比，市场上的植物基发酵乳产品在营养成分、感官体验等方面差异很大，有些产品的蛋白质和矿物质含量非常低，另外植物基乳制品还要面对强大的市场竞争力，这些对植物基发酵乳产品市场拓展是较大的挑战。3.1味道和口感从植物基发酵乳产品开发的角度来看，首先要考虑的是如何达到传统动物产品相似的质感和感官体验，大部分消费者认为口味是食品选择的首要驱动因素，其次才是价格、健康、方便和环境可持续性等方面8。尽管植物原料的某些成分（如可溶性纤维）对质地和口感有积极影响9，但植物本质通常具有典型的苦味、豆腥味、涩味、草本味，在制备植物基发酵乳产品时，植物蛋白会带来草腥味，降低消费者的接受度10。大豆蛋白是应用较为广泛的植物基发酵乳原料，其感官特性有相对较多的深入研究，与传统动物发酵乳相比，在大豆蛋白配方中发现了适度的“豆腥味”和类似于葡萄干气味的“苦味”和“涩味”11。大豆的“气味”是配制大豆蛋白发酵乳产品的主要挑战之一，添加调味剂可能并不足以掩盖12；另外植物脂质的氧化产生的挥发性化合物（如正己醛和正己醇）也是产生异味的主要原因；植物酚类物质（如单宁和皂苷）、萜烯类化合物、硫代葡萄糖苷和类黄酮根据其分子量的不同，会产生苦、酸或涩的味道13；还有些生物活性化合物，如异黄酮，也存在这种状况14。3.2营养价值营养成分和产品健康是消费者选择食物时重要因素，消费者对植物基产品的营养密度仍然存在质疑。虽然非乳制品、植物基发酵乳越来越受欢迎，但从营养角度与动物乳制品发酵乳相比没有可比性，需要特别关注的是蛋白质水平，以及钙、维生素 D 和维生素 B12 的水平。最近一项对传统动物发酵乳和植物基发酵乳的分析表明，传统动物发酵乳中的蛋白质和钙水平显著高于植物基发酵乳15，有大约 50%的商业植物基发酵乳含有很少甚至不含有蛋白质（0.5%）16；纯素食者和其他以植物为基础的饮食者特别需要钙、维生素 D 和维生素B12，而植物基发酵乳中缺乏足够的营养含量。此外，植物蛋白通常表现为必需氨基酸缺乏和重要化合物的生物利用度低等；还有研究表明，植物性产品中的胰蛋白酶和其他蛋白酶抑制剂会干扰肠道，使消化酶失活，从而干扰蛋白质和淀粉的消化17。3.3技术难题在发酵乳制备过程中，发酵和酸化会引起植物蛋白质结构不稳定，形成非连续的弱凝胶，可能会导致产品结构的松散，并导致储存期间的水相分离18；另外一个重要难题是最终产品的货架期稳定性，发酵乳最终产品的胶体稳定性取决于成分、加工条件和储存过程，植物基发酵乳是由原料中的固体颗粒、蛋白质、脂肪球和淀粉颗粒等大尺寸分散颗粒形成的胶体体系19，在储存过程中，上述物质之间的沉淀、乳化或协同作用，使得最终很难获得稳定、可长期储存的产品。27乳 品 与 人 类2023 年第 4 期渊总第 131 期冤乳品与人类3.4市场竞争相较于已经十分成熟的动物基发酵乳市场和飞速发展的植物奶市场，植物基发酵乳仍然属于“小众”品类，在乳制品这一品类里竞争者非常多，我国消费者现阶段对植物基发酵乳价格、风味、健康、营养等，认知度较低，市场格局尚未确定。同时，植物基发酵乳价格相较于普通发酵乳售价略高，不符合当前市场发展的需求。以上原因导致目前的植物基发酵乳市场总体规模不大。4结语植物基发酵乳作为一种近年来备受关注的新型食品，具有许多优点和潜力。还需要进行更多的研究来克服其面临的挑战，以满足不断变化的市场需求，推动植物基发酵乳市场进一步扩容和升级。参考文献 1 Fukushima D.Soy ProteinsM.Woodhead Publishing:Cam-bridge,UK,2011:210-232.2 FONA International.Category Insight-Whats Next for Yogurt:AGlobal Review R.FONA International:Geneva,Switzerland,2017.3 Dabija A,Codina G,Sidor A,et al.Plant proteins supplementationeffects on the quality characteristics of yogurt J.Journal ofBiotechnology,2018:57.4 M kinen O,Wanhalinna V,Zannini E,et al.Foods for special di-etary needs:non-dairy plant-based milk substitutesand ferment-ed dairy-type productsJ.Crit.Rev.Food Sci.Nutr.,2016,56:339-349.5 Fan M,Li Y,Wang C,et al.Dietary Protein Consumption and therisk of type2 diabetes:A dose-response meta-analysis of prospec-tivestudiesJ.Nutrients,2019,11:2783.6 Fehr A,Gazdecki M,Vha M,et al.A comprehensive review ofthe benefits of and the barriers to the switch to a plant-based dietJ.Sustainability,2020,12:4136.7 European Commission.Report from the Commission to the Counciland theEuropean Parliament on theDevelopment of Plant Proteinsin the European Union R.European Commission:Brussels,Bel-gium,2018.8 International Food Information Council.2021 Food&Health Sur-vey R.International Food Information Council:Washington D C,USA,2021.9 Vasquez-Orejarena E,Simons C T,Litchfield J H,Alvarez V 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