含有组织化豌豆蛋白的混合牛肉饼的消化率、营养价值及微生物安全性

《Food and Bioproducts Processing》：Digestibility, nutritional quality and microbial safety of hybrid beef patties containing texturized pea protein

本研究评估了混合肉类产品（牛肉与豌豆蛋白）的可消化性、营养价值和微生物安全性，发现豌豆蛋白改变了肉蛋白的消化动力学，但未显著影响营养价值，而微生物分析显示混合产品在保质期内可能存在风险。

　　

乔安娜·特卡切夫斯卡（Joanna Tkaczewska）| 迈克尔·李明（Michael Leeming）| 米尧·辛宇（Xinyu Miao）| 罗宾·沃纳（Robyn Warner）

波兰克拉科夫农业大学食品技术学院动物产品技术系，Balicka 122号，克拉科夫30-149

摘要

本研究评估了结合了组织化豌豆蛋白和牛肉的混合肉制品的消化率、营养价值及微生物安全性，并将其与纯牛肉进行了对比。体外消化实验显示，混合肉制品中的蛋白质溶解度略低于纯牛肉（分别为51.1%和59.2%）。然而，蛋白质组学分析表明，豌豆蛋白会影响肉蛋白的消化过程，改变肽的释放动力学，从而质疑混合肉制品消化率较低的观点。微生物分析未发现细菌数量上的差异，但混合肉制品中的酵母和霉菌生长较多，这可能会缩短其保质期。这些发现为混合蛋白的消化机制提供了新的见解，表明植物蛋白并非简单地阻碍消化，而是改变了酶促分解过程。本研究强调了混合蛋白消化的复杂性，并有助于更深入地理解混合食品系统。

引言

近年来，弹性素食主义（一种以减少肉类摄入并增加植物性食品为基础的饮食方式）逐渐兴起。这一趋势受到消费者对健康、饮食对环境影响以及动物福利问题日益关注的影响（Grasso & Goksen, 2023）。为此，食品行业正在开发一种新型食品——混合肉制品，将植物蛋白与动物蛋白结合在一起。这类产品的出现旨在满足现代消费者的需求，他们既希望获得优质的肉类口感，又希望从植物蛋白中获益（Grasso & Jaworska, 2020）。

大规模生产肉类目前被认为是主要的环境负担之一。畜牧业加剧了温室气体排放、水资源过度消耗和土壤退化（Kumar et al., 2023）。同时，全球对肉类需求的增长导致生产集约化，进一步引发了生态问题（Parlasca & Qaim, 2022）。尽管如此，肉类仍然是高质量蛋白质和必需营养素的重要来源，其感官特性使其成为人类饮食中的重要组成部分。因此，在满足消费者对肉类产品需求的同时减轻环境压力已成为一项重大挑战。虽然已有许多研究关注这类产品的技术和感官特性（如质地、颜色和消费者接受度，Baune et al., 2023; Chandler and McSweeney, 2022; Grasso and Goksen, 2023），但关于其营养价值和蛋白质消化率的研究仍较为有限（Joye, 2019）。本研究的创新之处在于全面评估了含有组织化豌豆蛋白的混合牛肉饼，涵盖了其营养成分、微生物安全性和体外消化率的评估。

肉类含有多种宝贵的营养素，包括具有生物价值的蛋白质、对人类健康至关重要的微量元素以及作为主要能量来源的脂肪（Gruji?, 2010）。研究表明，牛肉的消化率约为94%，而其他研究显示豆类和全麦的消化率分别为78%和86%（Shaghaghian, McClements, Khalesi, Garcia-Vaquero, & Mirzapour-Kouhdasht, 2022）。此外，在肉类蛋白消化过程中，会释放出具有健康促进作用的生物活性肽（Wang et al., 2023）。因此，肉类被认为是人类饮食中高质量蛋白质的最佳来源，同时还能提供许多其他有益的营养素（Lee, Choi, Jo, Yong, Jeong, & Jung, 2021）。相比之下，植物蛋白的营养价值和生物利用率通常较低（Zeng, Chen, Zhang, Li, Wang, & Sun, 2022）。因此，用植物蛋白部分替代肉类对混合肉制品的影响难以预测。鉴于动物蛋白和植物蛋白在结构和消化率上的差异，我们假设用组织化豌豆蛋白部分替代牛肉可能会改变而非简单地降低混合肉制品的整体消化率。具体来说，豌豆蛋白与牛肉蛋白之间的相互作用可能会改变蛋白质结构及酶的接触方式，从而影响消化动力学和肽的释放模式。

本研究的目的是全面评估混合肉制品的消化率、营养价值和微生物安全性。我们利用先进的蛋白质组学分析技术，比较了混合肉制品中蛋白质与其纯牛肉对应成分的消化率。了解混合肉制品的消化过程至关重要，因为它可以提供有关营养素生物利用度的新信息，进而影响产品的营养价值。此外，本研究还为评估混合肉制品的微生物安全性提供了新的视角，尤其是在储存期间。研究结果可能有助于开发出更健康的可持续食品。

部分内容展示

混合肉制品和普通肉饼的生产过程

共分三天制作了三批样品。每批样品均使用来自当地市场的新鲜牛肉（未冷冻）、盐和猪油，并在0–2°C的冷藏条件下运输至肉类实验室。组织化豌豆蛋白（TPP）购自澳大利亚墨尔本的Agri Food Ingredients公司（N. G. Alexander & Co Pty Ltd）。该产品的营养成分如下：蛋白质含量67%±2%；水分含量5%±0.5%。

氨基酸组成

对照组肉饼的水分为74.52%±0.24%，蛋白质为17.00%±1.03%，脂肪为7.38%±0.47%，灰分为1.28%±0.07%。混合组肉饼的水分为73.18%±0.18%，蛋白质为14.83%±0.48%，脂肪为5.51%±1.18%，灰分为1.03%±0.09%。碳水化合物含量通过差值计算得出：对照组为0.07%，混合组为5.45%。尽管碳水化合物在总成分中所占比例较低，但这一差异仍具有一定的意义。

结论

本研究提供了关于结合了组织化豌豆蛋白和牛肉蛋白的混合肉制品的营养价值、体外消化率和微生物安全性的宝贵信息。结果表明，这类混合肉制品在营养上与传统肉制品相当，且未对其整体营养价值产生负面影响。添加了豌豆蛋白的混合牛肉制品含有适量的必需氨基酸。

资金支持

作者乔安娜·特卡切夫斯卡获得了波兰国家学术交流机构（NAWA）的资助（项目编号：BPN/BEK/2022/1/00017/U/00001）。实验所需资金由墨尔本大学未来食品标志研究计划提供。

作者贡献声明

乔安娜·特卡切夫斯卡（Joanna Tkaczewska）： 负责撰写初稿、项目管理、方法设计、数据采集、数据分析及概念构思。 迈克尔·李明（Michael Leeming）： 负责撰写初稿、数据分析及数据整理。 米尧·辛宇（Xinyu Miao）： 负责方法设计。 罗宾·沃纳（Robyn Warner）： 负责撰写修订稿、资源协调、项目管理和资金争取及概念构思。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响客观性的财务或其他利益关系。

致谢

作者衷心感谢Tanyaradzwa E. Mungure在样品制备方面的协助，以及Yi Xu在脂肪酸分析方面的专业支持。