从水扁豆到苜蓿再到辣木……叶蛋白在重新构想未来的食物来源
时间:2021-07-14
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随着全球人口的增长以及对食物、牲畜饲料和自然资源的需求增加,导致土地和淡水使用率达到前所未有的速度。粮食系统内的失衡导致气候变化和全球粮食安全出现下降。2006年至2017年间,食品系统贡献了所有排放量的23%。这些粮食系统排放的大部分归因于畜牧业生产,占全球温室气体排放量的14.5%

此外,农业系统不足以应对气候变化的影响。不断变化的降水模式、更频繁的极端天气事件以及平均气温升高将破坏农作物生产的稳定,并最终威胁到全球粮食安全。全球流行的植物饮食是应对气候变化及其不利影响的需求方解决方案。采用富含植物的饮食并不是要消除动物产品,而是通过以植物为基础的替代品来满足日常人们对蛋白质需求。


植物蛋白市场持续增长

MarketsandMarkets市场数据显示,全球植物蛋白市场规模预计将从2020年的103亿美元增长到2026年的156亿美元,期间复合年增长率高达7.2%,北美地区占全球植物蛋白市场的最大份额。全球植物蛋白市场快速增长的原因,主要是豌豆蛋白在食品工业中的使用不断增加,新生代消费者饮食习惯的转变以及植物蛋白提取技术的创新等。

西方国家相当大比例的千禧一代的饮食习惯正在发生改变,消费者从传统的动物性产品转向作为理想食物解决方案的有机和植物性食品。大豆蛋白、豌豆蛋白、小麦蛋白目前是全球植物蛋白市场占比和终端产品应用最多的3种,然而大豆和小麦蛋白对某些人群而言会成为过敏原,因此新兴的植物蛋白原料一直都是市场关注的热点,土豆蛋白、油菜籽蛋白、大米蛋白等等。

绿叶来源的蛋白(简称叶蛋白)并不是新的概念,因为在20世纪,特别是在第二次世界大战期间,该领域进行了大量研究。当时,出现了利用叶蛋白作为人类食物的可能性,作为在食物短缺时为人群提供足够蛋白质的替代方案。然而,叶蛋白浓缩物因其苦味、青草味和深绿色而未被消费者广泛接受。


一种“特殊”的植物蛋白原料

叶蛋白浓缩物(LPC)是一种营养丰富的食品,通过机械分离(榨汁、煮沸和干燥叶子的过程)从某些新鲜的绿色植物叶子中分离出难消化的纤维和可溶性抗营养物质而制成。其中含有丰富的优质蛋白。以干重为基础,去除水分后物质中营养素的百分比,LPC大约含50-65%蛋白质,还含大量钙、铁和维生素E,以及其他维生素和矿物质。

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叶蛋白提取流程

图源:Science Direct

种子或谷物来源的植物蛋白,植物必须完成一个完整生命周期才能收获这些蛋白质为人类提供营养。在动物放牧系统中,作物通常在植物生长周期的多叶阶段被动物吃掉。一般来说,动物在作物生长的多叶阶段食用作物时,其中含有大量未被消化并转化为温室气体和氮等排放的过量蛋白质。与传统动物或谷物来源的蛋白相比,叶蛋白具有高营养价值和更轻的环境足迹,目前有苜蓿叶、辣木叶、豆瓣菜等来源的叶蛋白。

01 苜蓿叶蛋白

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图源:千图网

新西兰Leaft Foods公司是一家开发叶蛋白的初创企业,目前研究的重点是紫花苜蓿,这种作物在新西兰生长良好,并与当地农业系统紧密结合。基于口感和溶解度的优势,叶蛋白是一种理想的新型植物蛋白来源,在新西兰政府资金支持下,该公司正在加快其研发和商业计划。

目前,Leaft Foods公司技术重点是从绿叶中提取蛋白质,特别是在光合作用中起关键作用的植物蛋白RuBisCo(核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶-加氧酶)。RuBisCo存在于所有绿叶物质中,存在于任何有光合作用过程的植物中,是世界上最丰富的蛋白质。然而,RuBisCo的提取也面临挑战,因为它存在于有细胞壁保护的植物细胞中。

此外,这种蛋白与目前常见的植物来源如大豆、豌豆或大米的蛋白质不同,因为后者都来自种子,但前者来自叶子,更适合用于食品饮料的配方。在口感方面,许多植物蛋白通常因所谓的“豆味”而处于不利地位,这可能会影响最终产品的味道,但RuBisCo在分离时没有这种负面的味道,它是无臭、无味和白色的,这使它更加适合用于餐饮。

部分植物蛋白在溶解度方面存在问题,这对于饮料配方产品而言是个很大的挑战,良好的溶解性产品可以避免饮料中沙质的形成。到目前为止,RuBisCo在溶解性测试方面取得一些良好的结果。这种蛋白质还具有其他特性,如起泡,这使它成为蛋清的潜在良好替代品,成功地用等量RuBisCo代替蛋白制作了一个奶油蛋白甜饼。

Leaft Foods近期从新西兰第一产业部(MPI)获得800万新西兰元(约580万美元)资金,计划加快研发,达到试点规模,并尽快进入商业化阶段。此外,RuBisCo是非常充足和容易获得的,预计商业产品在成本上具有竞争力。

02 水扁豆蛋白

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图源:千图网

一直以来,水中小扁豆(又称为浮萍)单纯只被视为一种水生植物,人们从未想过它存在的价值。可是,在最近几年,人们重新认识它。浮萍具有很高的蛋白质含量,在未煮熟的状态下含有45%的蛋白质,高于大豆的36%。在成本方面,浮萍可以在露天的水槽中养殖,不需要任何耕地,它们几乎可以在任何有水供应的地方生长。

Rubisco Foods公司推出的WLPC‐75是一款浮萍蛋白浓缩物,其中的蛋白质含量高达75%。该原料适合于无过敏、非转基因配方产品,具有良好的水溶性和水结合(凝胶)特性,新鲜青草味和诱人亮绿色带来独特的市场卖点。此外,该原料可作为开胃产品的增味剂,如汤、酱料、调味品、肉类替代品、烘焙产品和零食,也可用于运动员和老年人的富含蛋白质的产品。

03 木麒麟叶蛋白

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图源:千图网

木麒麟又称叶仙人掌,属于仙人掌科木麒麟属植物,原产美洲热带的潮湿地区,喜温暖潮湿和阳光充足的环境,目前在我国南方部分地区也有种植。木麒麟在巴西传统医学中作为药用植物使用,不仅含有蛋白质、纤维素以及微量元素等营养成分,还含有甾醇、生物碱、黄酮类和萜类等生物活性成分。

The Leaf Protein公司推出木麒麟叶来源的蛋白浓缩物和蛋白分离物,可用来强化和增加食物中蛋白质的含量,这种蛋白质是可溶性的,并且含有中性的风味。该原料可应用于植物性肉类和乳制品替代品,作为核心成分添加到营养和膳食替代粉,健康食品,以及强化零食和烘焙食品中。

除上述提及的这几种叶蛋白,还有许多没有被开发和应用的,辣木叶蛋白也是一个很有潜力的市场新蛋白原料。叶蛋白是在植物生长过程的早期从叶子中提取出的部分蛋白质,剩下的植物物质可以用来喂养动物,这意味着它们不会摄入过多的蛋白质并将其转化为排放,这意味着能够对环境产生更加积极的影响,同时确保全球人类对植物蛋白的消费供应。

参考文献:

SPECIAL REPORT: SPECIAL REPORT ON CLIMATE CHANGEAND LAND

Most abundant protein worldwide’: NZ’s LeaftFoods on leaf-based protein’s F&B manufacturingadvantages and commercial plans


编译:植提桥 Tony

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