向可持续营养的转变

全球食品系统正面临压力,需要为人口提供食物,预计到2050年将达到近100亿,同时减少环境退化。 动物农业约占温室气体排放的14.5%,并使用世界70%的淡水资源。 反之,植物蛋白质已经从优势市场转移到主流货架。 其中,发酵植物食品提供了独特的可持续性、营养和口味复杂性组合,它们与简单的植物蛋白隔离不同。

发酵是人类最古老的食品保存技术之一,但现代科学正在打开新的途径,为富含蛋白质的食物提供杠杆。 通过利用细菌、酵母和模具等微生物,生产者可以将低贱的豆类、谷物和种子转化为蛋白质密集、可消化和富含亲生素的食物。 文章探讨了将植物发酵食品作为可持续蛋白质来源的未来的机遇和挑战。

为何可持续蛋白质来源重要

动物农业的环境影响

养殖动物需要大量资源。 生产一公斤牛肉,排放约60公斤二氧化碳当量,需要15,000升水。 相反,植物蛋白质生产通常较少使用土地、水和能源。 向植物蛋白质过渡,尤其是通过发酵增强的蛋白质,可以大大减少食物系统的生态足迹。

不断增长的人口对营养的需求

蛋白质对人体健康至关重要,但并非所有蛋白质都是平等的,蛋白质的质量取决于其氨基酸的特征和消化能力. 植物蛋白经常缺乏一种或多种必需的氨基酸,使其不完全. 发酵可以改善氨基酸的特征,增加蛋白消化能力,并添加植物食品中通常缺失的B12等维生素,这使得发酵植物蛋白质成为解决营养不良和粮食安全问题的战略性工具.

“实验不仅延长了保存期,而且提高了植物蛋白质的营养价值,使其与动物来源更具有可比性。” ——在Food Science & amp;National[,2023

上发表的研究。

植物发酵食品是什么?

发酵是一种代谢过程,微生物将碳水化合物转化为酒精,酸或气体. 在植物蛋白质中,发酵可以用来分解血酸和特普辛抑制剂等抗营养因素,改善纹理,并产生理想的口味.

传统发酵植物蛋白质

几种培养物具有植物发酵蛋白食品的悠久历史:

  • 发酵过程将大豆捆绑在坚硬的蛋糕中,提供肉质状的纹理。
  • Miso — — 日本菜肴中所使用的发酵大豆糊. Miso虽然经常用作调味品,但会贡献蛋白质和有益的酶.
  • Natto – 以巴氏亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细亚细
  • 发酵可以改善铁和蛋白质的生物利用率。 发酵可以改善铁和蛋白质的生物利用率。
  • Kimchi和Sauerkraut – 发酵蔬菜,可以添加富含蛋白质的成分如豆腐或豆腐来制作.

发酵植物蛋白质的现代创新

食品技术公司现在正在应用发酵来创造新的成分。

  • 发酵的豌豆蛋白 –使用[ Aspergillus oryzae[ 发酵的豌豆蛋白隔离,减少苦味,提高消化能力.
  • Myco蛋白 – 衍生自 Fusarium venatum真菌,在生物反应器中发酵,生成高纤维,高蛋白肉类替代品(如Quorn).
  • Lupin Temaleh — — 鲁平豆正在作为一种可持续的作物出现;当发酵像Temaleh一样时,它们会产生与大豆相当的蛋白质含量.

发酵和蛋白质质量背后的科学

氨基酸增强

发酵可以提高基本氨基酸的浓度. 例如,在Timee生产中使用的Rhizopus[模具合成了赖氨酸,这在谷物中往往受到限制. 同样,小鸡豆发酵用乳酸[菌株也已证明可以提高基本氨基酸分数.

减少抗营养素

植物中含有诸如血酸,丁宁,蛋白质抑制剂等化合物,可以减少营养素吸收. 乳酸发酵(常见于金 ⁇ 和 ⁇ )可降解高达50%的血酸. 丁香的蛋白质发酵还分解了三聚氰胺抑制剂,使蛋白质更容易获得.

生前和生后效益

发酵食品中的活微生物支持肠道微生物的多样性。 即使煮熟(杀灭亲生生物),后生生物 — — 发酵期间产生的代谢物 — — 仍然可以带来健康利益,包括免疫调节和改善肠道屏障功能。

植物发酵蛋白的关键机会

开发小发酵植物蛋白质

市场目前严重依赖大豆和小麦的过剩。 向法瓦豆、小鸡豆、扁豆和 ⁇ 类等利用不足的作物扩张,可以使蛋白质来源多样化,减少过敏问题。 研究人员也在探索发酵藻类蛋白质,它们每亩生产力高,没有耕地就可以种植。

改善营养状况

发酵可以优化产生特定的维生素. 例如, propionibacterium freudenreichi[] 在植物底物发酵过程中可以合成维生素B12,这解决了素食中常见的缺乏症. 铁和锌的生物利用率也可以通过降低血脂来提高.

减少食物浪费

Fermentation is a natural method for upcycling by-products from the food industry. Okara (soy pulp from tofu production), brewers’ spent grain, and fruit pomace can be fermented with koji mold to create protein-rich ingredients. This circular approach aligns with zero-waste goals and improves the economics of protein production.

放大发酵技术

精密发酵已经用于生产红网和胰岛素,可以适应生长特定的蛋白质生成微生物。 与传统的固态发酵(如Timeh)不同,生物反应器中的液体发酵允许连续的高产量生产。 完美日(Perfect Day)和MycoTechnology(MycoTechnology)等公司利用这种技术制造动物无蛋白质和功能成分。 粮农组织最近关于替代蛋白质的报告强调发酵是一种可伸缩的解决方案。

挑战和考虑

消费者接受率

许多消费者对豆腐或天麻以外的发酵植物蛋白并不熟悉。 强烈的口味(如纳托的浓香)可以不产生效应。 通过产品取样、透明标签和厨师合作进行教育可以有所帮助。 中性调味蛋白(如蛋白)通过模仿熟悉的纹理而获得成功。

条例

发酵成分可能需要监管批准,比如在美国被普遍承认为安全(GRAS)或欧盟被批准为新食品。 这一过程可能漫长而昂贵,创新放缓。 但是,只要安全数据可靠,监管者对发酵衍生蛋白越来越开放。

一贯的质量和大陆架寿命

发酵是一个活过程;温度、湿度和启动器培养的改变会导致产品不一致。 需要严格的工艺控制和标准化启动器培养,以确保每批都符合质量和安全标准。 延长大陆架寿命而不损害亲生生命力是另一个技术挑战。

成本竞争力

发酵虽然增加了价值,但也增加了成本。 大规模发酵的基础设施(生化反应器、无菌环境)需要大量资本投资。 为了与常规蛋白竞争,生产者必须优化产量,减少能源使用,并利用食品废物流等低成本底物。

未来展望:一体化和创新

混合产品

发酵与其他蛋白质技术 — — 比如肉类模拟的挤压或细胞培养 — — 相结合提供了新的可能性。 比如,发酵可以用来制造口味前体,使植物汉堡的味道更像牛肉,解决消费者最大的投诉。

发酵作为火焰工具

植物肉的主要挑战在于豆类的豆类或草质外味,用特定模具发酵可以产生香味,umami化合物. Koji(Aspergillus oryzae)正被用于发酵豌豆蛋白,减少苦味,并添加干净,美味的口味. 在食品科学和食品安全综合评论中2022年的回顾详细介绍了这些发展.

区域适应

不同地区都有独特的豆类和谷物主食。 发酵可以适合当地的口味:比如,用非洲蓝薯花生做的天麻,或者在热带气候中发酵的高粱。 这种地方性方法可以支持小农,在增强营养的同时保护烹饪传统。

结论

植物发酵食品代表传统和技术的融合。 它们提供了生产高品质蛋白质的途径,对环境的影响较小,消化能力提高,以及从亲生药物中获得更多的健康利益。 创新的机会是巨大的:从新底物到精密发酵,从废物循环到风味改善。 然而,成功取决于克服消费者教育、监管和成本方面的挑战。 持续的研究和投资可以让发酵植物蛋白成为可持续和营养的全球食品系统的基石。

进一步阅读时,请探讨好食品研究所关于替代蛋白质发酵的见解和卫生组织关于可持续健康饮食的准则。