近年来，全球科学家正致力寻找与研究新的肉类替代品，以缓解肉类食品的供应危机，最终实现替代肉类可持续性发展。人造肉以来源可追溯、食品安全性及绿色可持续性成为人们关注的焦点。替代肉类未来将通过什么技术实现？如何突破市场瓶颈走向普及？
近日，在江南大学与荷兰瓦赫宁根大学及研究中心联合举办的“未来食品云端系列”论坛上，江南大学食品学院院长刘元法提出，“未来食品”以合成生物学、物联网、人工智能、增材制造等技术为基础，以更健康、更安全、更营养、更美味、更高效、更持续为特征，将成为解决全球食物供给和质量、食品安全和营养、饮食方式和精神享受等问题的有效途径，驱动食品科技向高技术发展。
按需定制营养
植物肉未来应用前景广阔
随着全球气候与生态环境的变化以及人口的不断增长，人类正面临肉类食品短缺、传统畜牧业带来的环境问题等影响。因此，发展替代肉类是大势所趋。数字100市场调研公司发布的《中国植物肉市场洞察》报告显示，预计10年后全球肉类市场的规模将达到1.4万亿美元，其中替代肉类的市场占比将从目前的不到1%提升到10%，超过万亿元。
江南大学教授周景文表示，目前，替代肉主要有植物蛋白肉、细胞培养肉两大类。从开发应用的角度来说，植物蛋白肉技术相对更成熟。植物蛋白肉的原料——拉丝蛋白、组织化蛋白以及颗粒蛋白等，基于挤压机生产，早在20多年前已经成功商业化，最初只是作为牛肉、猪肉、鸡肉等肉禽制品原料肉的部分替代。而细胞培养肉由于法律法规、技术和成本等问题，短期内无法上市。2019年，第一个“人造肉概念股”成功上市后，全植物的肉类模拟物以全素、健康、环保的新概念形态出现，受到广大消费者的关注。
“植物肉采用组织化蛋白等重组整形而成，本质上是一种重组食品，可以根据消费者的营养需求量身定做，如增加维生素、矿物质或改变脂肪酸比例等，是一种很好的营养和健康食品的载体。”周景文说，随着植物肉行业发展得更加成熟和稳定，植物肉加工技术，包括原料蛋白的组织化技术、成型技术以及风味提升技术等大幅度进步，植物肉产品必然会受到很大欢迎，拥有广阔的发展前景。
技术需进一步深入
植物肉拟真感尚待提升
瓦赫宁根大学食品生物研究院研究员介绍，不同部位、不同种类肉制品的差异，主要表现在纤维结构、脂肪含量等方面，想要真实模拟不同部位或者不同种类的肉制品目前非常难实现。现阶段对植物肉的开发中，唯一相对比较成功的就是汉堡类产品。这类产品采用碎肉的形式，与汉堡中的大量蔬菜、调味品以及谷物混在一起食用，且风味比较浓厚，使得消费者对于肉饼本身颜色和质构的辨识度比较低。
该研究员表示，迄今为止，尚无整块肉商业化开发成功的经验，更不用说不同部位肉的问题。肉制品的多样性使得产品具有不同的特点，产品的肉质、外观，比如纤维形态、持水性、风味等都是非常重要的影响因素。
由于需要考虑的因素非常多，造成实际开发和生产中完全实现模拟某种特定产品的口感目前还难以达到。周景文提出，要进一步提升植物肉的拟真感，一是需要模仿真实的红肉在加工过程中的变色，而植物色素不会变色；二是由于不同部位肌肉的纹理结构不同，目前用挤压技术制造出来的拉丝蛋白，与真实的肉还是有着明显差别，需要进一步提升；三是因为不同部位真实的肉存在相应的周边组织，包括脂肪组织和结缔组织，目前植物肉的开发尚未涉及这些层面，要模仿不同部位、不同种类的动物肉，模拟周边组织的技术也需要进一步开发成熟。
“细胞培养在理论上应该是更接近于真实肉的技术途径，但目前该技术还处在培养动物细胞的层面上，尚未形成有效的肌肉组织，有待于更进一步的研究。”周景文说。
对于植物肉存在豆腥味以及大豆食品风味失衡的问题，“这是植物肉制品研发过程中的一项技术难点，目前仍没有很好的解决办法。”多年从事大豆蛋白结构与功能研究的江南大学教授陈洁说，作为植物肉主要原料的植物蛋白或多或少有各自的风味，大豆蛋白做的产品就会有豆腥味，无论是加香精还是加香辛料，长时间咀嚼会有豆制品的味道。
陈洁说：“如果要保持大豆素肉制品良好的风味特性，就要控制好大豆蛋白在植物肉中两方面的应用，一方面，大豆蛋白作为植物肉的原料，形成拉丝蛋白或者颗粒蛋白；另一方面，大豆蛋白用作整形的原料，如汉堡的成型，可通过物理方法、酶法以及香精掩盖技术等来处理豆腥味。”
此外，针对植物肉是否会产生有害物质进而危害食品安全，陈洁表示，植物蛋白肉使用的植物蛋白主要是组织化蛋白以及用于填充或者其他用途的各种型号植物蛋白。以大豆蛋白为例，大豆蛋白正常的挤压加工或者热处理、酶处理，结构设计途径比较温和，即使是挤压加工过程中，虽然温度较高会诱发一定的美拉德反应或者氧化反应，但因时间很短，潜在可能有损健康的产物积累有限。其他的处理方式，如酶切处理，有害物质几乎不会产生，除非是后期有过度的热处理或者长时间存放，很大程度上会导致较为显著的美拉德反应和氧化反应等。“所以，食品中大豆蛋白的正常工业化加工，很少有产生危害物的条件。”陈洁如是说。
实现商业化
多学科交叉研究或为突破方向
目前植物肉发展面临的挑战有哪些，又有哪些解决方案呢？
专家表示，目前植物肉产品的发展受到一些技术和市场因素的制约和挑战。更高技术层面的整肉模拟技术尚未达到大规模工业化等级，尚未形成真正意义的商业化。而技术更成熟的碎肉产品，由于技术门槛相对较低，生产者众多，产品品质也参差不齐。另外植物肉目前尚无生产标准，如何规范市场也是植物肉产业发展面临的挑战。
植物肉主要是以植物蛋白通过原料的重组等形式模拟真实肉品的风味和食用性，因此，如何提升植物蛋白肉的风味和营养价值以及消费者的接受度，是植物肉产品未来发展面临的巨大挑战，也将决定其是否能够拓宽市场。
据悉，下一步，胶体成型技术、微生物技术/发酵技术、挤压法、剪切技术、3D打印技术等将被用于培养、提取、生产替代肉类。其中，挤压法目前主要用于生产作为植物肉原料的拉丝蛋白和颗粒蛋白等，重组后可以做成碎肉产品，比如植物肉汉堡等；3D打印技术现已在食品行业得到了一些应用，如果未来植物肉原料蛋白结构改造和规模化生产能够取得突破，该技术将可以灵活生产出各种类型的模拟肉制品和模拟肉制品原料。
专家普遍认为，我国替代肉类发展要实现大的突破，需要整合国际科研力量，结合多学科研究成果，包括化学、物理、食品加工等，以便进一步开发肉类替代品，包含从蛋白质来源开发、组织化技术、重组和产品色香味形及营养健康品质等多方面的综合考量；需要进一步开发植物蛋白的重组加工和颜色风味提升技术，包括混合成型技术、微生物发酵技术、剪切技术、3D打印技术等。除此之外，还需要借助强大的仪器分析设备与定性定量分析方法，对相关属性进行测定与加工指导。
（袁国凤）
