综述：促进可持续食品系统的动物蛋白向植物蛋白转型：多样化来源、健康促进特性及作为动物蛋白替代品/类似物的应用进展

本综述系统探讨植物蛋白作为可持续替代动物蛋白的最新进展，涵盖绿色提取技术、蛋白水解物（hydrolysates）及生物活性肽（bioactive peptides）等健康益处，并展望其在食品工业中作为替代品（analogues）的应用前景，为未来研究提供方向性指导。

　　

Abstract

传统上，动物蛋白被视为膳食蛋白质的主要来源。然而近年来，普通人群的膳食摄入模式显示出向植物基食品蛋白的范式转变，这主要受对更可持续蛋白质来源的追求所驱动。本综述讨论了探索各种新兴植物蛋白作为动物蛋白可行且可持续替代品的最新研究进展。全面讨论了从各种植物来源提取蛋白质的最新发展，包括绿色提取及其表征。此外，我们重点介绍了植物蛋白及其衍生物（如蛋白水解物和生物活性肽）的健康益处。本文全面讨论了植物蛋白在食品工业中作为动物蛋白类似物替代品的当前和潜在未来应用。除了为未来研究和实际应用提供有见地的建议外，本综述旨在增强我们对植物蛋白作为动物源性蛋白可行且可接受的替代品的理解。

引言：蛋白质来源的范式转变

膳食蛋白质在人类营养中扮演着至关重要的角色。长期以来，动物源性蛋白质（如肉类、蛋类和乳制品中的蛋白质）因其高生物价和完整的必需氨基酸谱而被视为优质蛋白的黄金标准。然而，这种依赖带来了严峻的挑战，包括资源密集型生产（高土地、水利用）、温室气体排放以及潜在的伦理问题。这种认识，加之全球人口增长和对健康、可持续饮食日益增长的需求，共同推动了一场深刻的膳食转型——从动物蛋白向植物蛋白的范式转变。

植物基蛋白来源呈现出显著的多样性，涵盖了豆类（如大豆、豌豆、扁豆）、谷物（如小麦、大米）、油籽（如油菜籽、向日葵籽）以及新兴来源（如藻类、微藻、昆虫蛋白等）。这种多样性不仅为满足全球蛋白质需求提供了更可持续的解决方案，也带来了新的机遇和挑战。本综述旨在系统梳理这一领域的最新进展，重点关注植物蛋白的提取、特性、健康益处及其在食品工业中的应用。

植物蛋白的提取与表征技术进展

高效且环保地从植物原料中提取蛋白质是实现其商业化应用的关键第一步。传统的提取方法往往涉及高能耗、有机溶剂的使用，可能对环境造成影响，并可能影响蛋白质的功能特性。近年来，“绿色提取”技术获得了显著发展，其核心是减少环境影响、提高能源效率和确保最终产品的安全性。

这些绿色技术包括超声波辅助提取、微波辅助提取、高压处理、酶法提取以及使用超临界流体（如CO₂）等。这些方法通常能够提高蛋白质得率，更好地保留蛋白质的天然结构（Native Structure）和功能特性（如溶解性、乳化性、凝胶性），同时减少溶剂残留和能源消耗。例如，超声波通过空化效应破坏植物细胞壁，促进蛋白质释放；而酶法则能特异性水解细胞壁成分，温和地分离出蛋白质。

在蛋白质表征方面，先进的分析技术被广泛应用于评估植物蛋白的理化性质、结构和功能。这包括光谱学方法（如傅里叶变换红外光谱FTIR、圆二色谱CD）、色谱技术（如尺寸排阻色谱SEC、高效液相色谱HPLC）、质谱（MS）用于氨基酸序列和翻译后修饰分析，以及散射技术（如动态光散射DLS）用于评估粒径和聚集状态。对这些性质的深入理解是优化植物蛋白在食品体系中应用的基础。

植物蛋白的健康促进特性

除了提供必需氨基酸外，许多植物蛋白及其加工产物展现出超越基本营养的多种健康促进特性（Health-Promoting Properties）。这些特性使其成为功能性食品和营养保健品的理想成分。

蛋白水解物（Protein Hydrolysates）是通过酶法或化学方法将蛋白质部分水解后得到的肽段混合物。与完整蛋白质相比，水解物通常具有更好的溶解性和消化吸收性。更重要的是，在消化过程中或通过体外酶解，可以从植物蛋白（如大豆蛋白、豌豆蛋白、大米蛋白）中释放出生物活性肽（Bioactive Peptides）。这些肽段通常由2-20个氨基酸组成，具有特定的生理功能。

p>已报道的植物源生物活性肽的功能多种多样，包括：

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  抗氧化活性（Antioxidant Activity）：能够清除自由基，减轻氧化应激，有助于预防慢性疾病。
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  抗高血压活性（Antihypertensive Activity）：主要通过抑制血管紧张素转换酶（Angiotensin-Converting Enzyme, ACE）来实现。
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  抗炎活性（Anti-inflammatory Activity）：调节炎症因子表达。
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  抗菌活性（Antimicrobial Activity）：对某些病原微生物有抑制作用。
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  免疫调节活性（Immunomodulatory Activity）：增强或调节机体免疫反应。
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  降胆固醇活性（Cholesterol-Lowering Activity）：如与胆汁酸结合或影响胆固醇代谢。

  此外，与高摄入某些动物蛋白（特别是红肉和加工肉类）可能增加慢性病风险相比，增加植物蛋白摄入通常与降低心血管疾病、2型糖尿病和某些癌症的风险相关。植物蛋白往往富含膳食纤维，且饱和脂肪和胆固醇含量低，这些因素共同贡献了其健康益处。

植物蛋白在食品工业中的应用：作为动物蛋白的替代品与类似物

p>食品工业是植物蛋白最主要的应用领域，其目标是开发出在营养、质地、风味和外观上能够媲美甚至超越传统动物制品的植物基产品（Plant-Based Products）。这些产品通常被称为动物蛋白的替代品（Alternatives）或类似物（Analogues）。

当前应用：植物蛋白已广泛应用于多种食品类别：

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  肉制品类似物（Meat Analogues）：如素肉、素鸡、植物基汉堡肉饼。常使用大豆蛋白、小麦面筋（谷蛋白）或豌豆蛋白，通过挤压（Extrusion）技术制造出类似肌肉纤维的质地。
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  乳制品类似物（Dairy Analogues）：如豆奶、杏仁奶、椰奶、植物基酸奶和奶酪。大豆蛋白、大米蛋白和坚果蛋白是常用基料。
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  蛋制品替代品（Egg Alternatives）：用于烘焙或制作植物基蛋黄酱等，某些植物蛋白（如鹰嘴豆蛋白）具有乳化、凝胶和发泡特性。
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  其他应用：包括作为营养强化剂添加到面食、能量棒和饮料中。

  技术挑战与创新：开发成功的植物基产品面临诸多挑战。首先是风味问题，许多植物蛋白带有豆腥味、苦涩味或青草味，需要通过物理（如热处理）、化学（如pH调节）或生物（如发酵）方法进行脱味。其次是质地调控，需要通过蛋白质改性（如物理改性、酶法改性、糖基化）和加工工艺（如挤压参数优化）来改善其凝胶性、持水性和乳化稳定性，以模拟动物蛋白的感官特性。营养强化也是一个重点，通过混合不同来源的植物蛋白（如豆类与谷物搭配）可以实现氨基酸互补，提高蛋白质的整体质量，有时还需额外添加微量营养素（如维生素B₁₂、铁、钙）。

  未来展望：未来的研究方向包括挖掘非传统植物蛋白资源（如藻类、浮萍、叶片蛋白），利用合成生物学和发酵技术生产特定功能成分（如血红素蛋白以模拟肉类的风味和颜色），开发更精准的3D打印技术以复制复杂肉类结构，以及进行生命周期评估（Life Cycle Assessment, LCA）以全面量化植物蛋白产品的环境效益。

结论与展望

向植物基蛋白的转型是构建更可持续、健康、公正的全球食品系统的核心驱动力之一。本综述表明，在植物蛋白的提取、表征、健康益处探索和食品应用方面已经取得了显著进展。植物蛋白及其衍生物（如水解物和生物活性肽）展现出巨大的潜力，不仅能够满足基本的营养需求，还能提供额外的健康益处。

然而，要实现植物蛋白的广泛接受和大规模应用，仍需克服风味、质地、营养均衡性和成本等方面的挑战。未来的研究需要跨学科合作，结合食品科学、营养学、材料科学、工艺工程和环境科学，以推动技术创新。同时，消费者教育、政策支持和产业链优化也至关重要。通过持续的努力，植物蛋白有望成为未来餐桌上可靠、美味且对环境友好的主要蛋白质来源，为实现联合国可持续发展目标做出重要贡献。