地球上最丰富的膳食蛋白质来源是水果和蔬菜,而食品和饮料加工行业正准备充分利用这一点。
蛋白质在人体内发挥着多种功能,是维持生命的重要营养物质。实际上,蛋白质是人体内继水之后第二多的物质。蛋白质对免疫和消化系统的正常运作、DNA复制、促进肌肉组织生长和运动之后的修复、协助营养物质在血液中的运输以及催化各种代谢反应都是必不可少的。蛋白似乎也在控制体重方面发挥越来越大的作用,比碳水化合物或脂肪更能增加饱腹感。
医学研究院建议成人每日摄入的蛋白质为每千克体重0.8g。每日膳食推荐量(RDA)将这个数字转换为女性每天46g蛋白质,男性56g/天(19~70岁以上)。疾病控制和预防中心称,每日所需热量的10-35%应该来自蛋白质。
消费者对含有植物蛋白质的产品需求越来越大。他们也更加意识到这种来源的蛋白质可以提供与动物性蛋白质类似或更好的功能特性。
然而,合适的感官特性,特别是味道和香气仍是植物蛋白配料成功应用的关键。当植物蛋白质用于替代通常以动物性蛋白质为主的产品或类别,以及在新应用的开发的时尤为如此。
全球2015动物蛋白配料的销售额预计占比61.25%,植物蛋白13.8%。全球研究小组Frost Sullivan的研究显示,截至2013年,乳品蛋白质仍占据了体育原料市场的主要份额,为59.3%,植物蛋白质为22%。截至今年2月,动物性蛋白质组合产品的销售额超过了1.26亿美元,但仅比上一年增加了6.8%。
虽然在同一时期,植物基蛋白质组合产品的销售额刚达到1千万美元,但是据市场研究公司SPINS LLC说,这一数额与去年同期相比,大幅增长了92.1%。而且,大豆仍是植物蛋白之王。
2014年,大豆蛋白产品占全球蛋白产品市场的38%,而所有其他非大豆植物蛋白产品占比26%。弗若斯特沙利文咨询公司(Frost&Sullivan)数据显示,2014年,豌豆蛋白制成的蛋白产品占比不到5%。
2014年,标有ldquo;严格的素食主义者(vegan)rdquo;和ldquo;素食主义者(vegetarian)rdquo;的产品以超过4700万美元的销售总额荣登榜首,比上一年增长23%。SPINS LLC称,冷藏的乳制品替代品,如杏仁露和麻牛奶,获得1150万美元的最高收益。有三种驱动力促使消费者改变他们的饮食习惯并减少动物和动物副产品的摄入量:动物福利、对环境的关心和重新关注个人健康和可持续发展的生活。
蛋白质在食品配方中具有多种功能,包括结合水、凝胶化、乳化、充气、泡沫稳定、黏度、成膜和质构。植物蛋白质绝不是什么新事物。
证据表明有史以来,大豆、大麦、黄豆和坚果就是植物蛋白来源的范例。
然而,新兴的蛋白质来源,如藜麦、大米、燕麦、亚麻、羽扇豆、芡欧鼠尾草、油菜,甚至藻类,一样有希望创造出不错的食品,且蛋白质含量更高。它们的其他优势包括潜在更低的致敏性和低或较低的脂肪含量mdash;mdash;加上认证标签,可以显示洁食认证、非转基因、全天然无麸质的标志。
Datamonitor公司2013年所做的调查显示,不同食物和饮料品类的蛋白质标签声称在增加。增长最快的ldquo;高蛋白质rdquo;声称是在冷冻酸奶、冰淇淋和非乳制品/乳饮料类别。
水果被证明是一种令人惊讶的最新一代植物蛋白来源。
评分
蛋白质的构成单位是氨基酸。主要的氨基酸有20种,其中9种是必需氨基酸,这些必需氨基酸人体自身不能合成,必须通过饮食摄取。
完全蛋白质是含有所有必需氨基酸的蛋白质,其数量可以满足人体需要来防止不足。
不完全蛋白质是一种或多种必需氨基酸含量过低的蛋白质。牛奶、鸡蛋、奶酪和肉类都被认为是完全蛋白质,因为它们包含所有的必需氨基酸。
必需氨基酸包括赖氨酸(在生长和骨骼健康中起重要作用);支链氨基酸(异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸),有助于维持肌肉蛋白;含硫氨基酸(蛋氨酸),参与蛋白质和核酸的合成;还有苯丙氨酸、组氨酸、苏氨酸和色氨酸(5-羟色胺的前体,是促进积极情绪的激素)。
当互补蛋白结合在一起便会形成完全蛋白。
食物中最常见的例子是豆类和大米:豆类一般是低蛋氨酸和高赖氨酸,而谷物则相反。因此,两者同时食用时其成分相互补充而形成完全蛋白来源。
蛋白质质量可以通过许多方法评估,包括生物价(BV),蛋白质效率比(PER)和蛋白消化率校正氨基酸评分(PDCAAS)。蛋清生物价是100,意味着鸡蛋中的所有氮都可以被人体利用。植物蛋白的BV值通常较低(例如,玉米BV值为70)。
PDCAAS是国际通用的测量蛋白质供应人体必需氨基酸能力的方法,根据消化率进行折算。(这是蛋白的实际吸收量及其向2-5岁人群提供FAO/WHO氨基酸需求的能力)。
PDCAAS是基于存在的最低量的必需氨基酸来计算的;PDCAAS的最高评分是1。大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白是完全蛋白,其PDCAAS评分分别为0.99和0.92。(见图表,ldquo;蛋白质声称变化最大的产品类别,rdquo;108页,各种素食来源的蛋白含量列表。)
2014年标注素食和纯素食的
产品销售额达到最高,超过4700万美元的产品,与上一年相比增长了23%。
大豆的时代
大豆是植物性蛋白质最大的来源,而大豆蛋白通常以大豆分离蛋白、浓缩蛋白和组织化蛋白形式出现。在美国,大豆蛋白的健康声称是允许的,即每天25克大豆蛋白可以降低患心脏病的风险。然而,大豆蛋白的致敏性可能是一个问题。
根据产品及其成分,大豆蛋白也会有轻微的异味(有时被称为草或苦味),这是由于脂肪氧合酶的活性、皂苷化合物和/或异黄酮的存在。然而,大豆蛋白是一种良好的乳化剂和成膜剂,它在许多应用中都有良好的凝胶性质。
大豆蛋白作为功能或营养性配料加入到多种食物中,如婴儿配方食品、汤、仿肉制品、奶酪、沙拉酱、冷冻甜点、烘焙食品、早餐谷物和面食。
大豆分离蛋白不仅可以用来改善肉制品的质构,而且能够增加蛋白质含量、提高持水性并且能够作为乳化剂。
研究与市场公司推出的ldquo;大豆蛋白原料市场rdquo;数据显示,大豆蛋白全球原料市场2012年收益估计为64亿美元,2013 - 2018年以6.3%的复合年增长率增长,预计2018年将达到92亿美元。。
在2012年,北美主导着全球的大豆蛋白原料市场。由于其在主要国家(如中国和印度)的快速发展以及需求增加,亚太地区预计在不久的将来将成为增长速度最快的市场。
大豆分离蛋白经研发增强了其在澄清的低pH值饮料中的功能性或中性pH值饮料中的应用,如豆浆、代餐饮料或冰沙。在后一种产品中,可以使配方中蛋白质含量轻松达到10 g。
大豆分离蛋白包含90%的蛋白质,大豆浓缩蛋白包含至少70%的蛋白质(均在干基基础上),以及可溶性纤维。大豆往往比牛奶基的蛋白或水解产物更便宜,可按0.5-5.0%的用量在饮料中使用。(需要注意的是风味水平、溶解性和其他特征取决于所使用的确切的蛋白质产品)
酶解大豆蛋白可以利用一个较低水平的水解制成;在饮料中它们都用于乳化,并且可以增加粘度。然而,当大豆蛋白遭遇低pH值时,就会形成苦味。香草或某些水果风味可以帮助掩盖这些苦味,以及大豆臭名昭著的豆腥味。
如果一个饮料能够在高剪切条件下处理,那么颗粒大小的降低就可以帮助稳定乳状液,并且提供更具乳脂感的口感。
不单依靠面包
小麦蛋白,一种含谷蛋白的谷类,是利用率仅次于大豆的第二大植物性蛋白质。小麦蛋白的赖氨酸含量较低,其PDCAAS仅为0.43,大约是大豆蛋白的一半。小麦是由麦胶蛋白和麦谷蛋白组成的。
同时,小麦蛋白的水溶解性、起泡性和乳化性能较差。然而,小麦蛋白质具有极好的粘弹性、热固性和持水能力。它的味道很好且价格也很低。
面筋,由小麦面筋蛋白制备,在素肉制品中用作粘合剂和增稠剂,如肉丸、汉堡和鸡块。面筋富含蛋白质,并且可以呈现出许多不同的口味以适应配方和消费者的期望。
制作面筋,首先在小麦粉中加水形成面团。然后将面团进行揉捏,并在流水下冲洗以除去小麦淀粉。揉捏和冲洗大约20-30分钟后,就会形成弹性蛋白。这时候,将蛋白放入汤里炖煮至少一个小时(两个小时或两个小时以上),以形成它的味道。
还有不同形态的小麦可用于精制手工面包。Daversquo;s Killer Bread LLC的产品经理Dan Letchinger说道:ldquo;全麦面粉是整颗小麦籽粒研磨成细粉后的基本形式,与它不同的是,有机破碎全麦是将麦粒破碎成粗颗粒。它赋予面包和热谷物极好的质构。rdquo;
Letchinger解释道,发酵全麦粉通过锁住水分来延长面包货架期。他说ldquo;通过添加有机酵母发酵剂到少量的有机全麦面粉来发酵小麦。rdquo;
他指出,随着时间推移,这种混合发酵产生的少量醋可以充当抗菌剂。磨碎的全亚麻籽粒也可以增加面包的蛋白质含量,以及额外增加omega;-3脂肪酸。Letchinger说:ldquo;我们的面包每片含有3-5克蛋白质和高达700毫克omega;-3脂肪酸。rdquo;
亚麻还有其他的有益性能。它可以作为瓜尔豆胶的代替物用于无肤质烘焙产品并提供保水功能、黏度和面包瓤结构。它还为面包添加了omega;-3脂肪酸和坚果味。
Natural Ovens Bakery有限公司是为消费者提供增值面包的另一加工商。该公司的面包使用亚麻籽或磨碎的亚麻籽、活性小麦蛋白以及一种其他种子和面粉的混合物(即全米粉、全高粱粉、苋菜粉和全藜麦),每片可提供4-6克蛋白质。
豌豆粥热潮
由于消费者的需求,豌豆蛋白已经从小众转变为了主流产品。从豌豆(黄色豌豆)中提取的豌豆蛋白是非转基因的,没有致敏性且不含麸质mdash;mdash;这些如今消费者口中的流行词。
Frost Sullivan食品和农业全球项目经理Christopher Shanahan预测,豌豆蛋白在2020年的复合年增长率能够达到11.3%。他进一步估测,豌豆蛋白的销售额增长甚至可以高达15-20%。
在农业上,豌豆和其他豆类作物的低水分利用率和固氮特性使它们比其他一些蛋白作物更具可持续性。这对于消费者来说也是一大吸引力。豌豆的半胱氨酸和蛋氨酸含量低,但赖氨酸含量较高,因此氨基酸分数(PDCAAS)约为0.65。
豌豆蛋白性质和用途依赖于提纯所使用的方法。方法可以决定最后组成中清蛋白、豌豆球蛋白和豆球蛋白的比率。这或许可以解释市场上和文献上描述的不同豌豆蛋白产品表现上的差异。
通常,豌豆蛋白都会表现出良好的水合能力、凝胶和乳化性能,但起泡性较弱。根据美国干豌豆和扁豆协会所述,豌豆和鸡蛋蛋白具有相似的乳化能力。
豌豆蛋白所具有的一种起泡稳定性堪比卵清蛋白。独立可控烘焙实验发现,在饼干、蛋糕、松饼和华夫饼中应用时,豌豆分离蛋白和浓缩蛋白的性能可以比鸡蛋更好、等同或仅略低于鸡蛋。
高蛋白含量是运动营养产业之王。豌豆蛋白具有堪比大豆蛋白的氨基酸构成,除了缺少蛋氨酸这种必需氨基酸。乳清蛋白含有较高的最基本必须氨基酸水平,但总体差异并不显著。豌豆蛋白的氨基酸分数与乳清蛋白或酪蛋白的值近乎一致。
豌豆蛋白的另一种健康益处是其消化速度。豌豆蛋白比乳清蛋白具有更长的消化窗口期。这对耐力运动员来说是十分理想的,他们需要一个稳定、持久来源的蛋白来维持活力;对于老人来说,可以帮助避免肌少症,肌肉质量的缓慢减少也成为了一个严重的女性健康问题而备受关注。