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在全球粮食安全和环境问题日益严峻的当下，植物基产品作为可持续蛋白质替代品备受关注。为解决其微生物和理化特性研究不足影响监管发展的问题，研究人员开展了豌豆蛋白肉饼相关研究。结果表明，UVC-LED 和真空包装可提升其微生物安全性和理化稳定性，为植物基产品保存提供新策略。
在当今时代，全球粮食安全面临着诸多挑战。据估计，全球 80 亿人口中，超 8.64 亿人面临严重的粮食不安全问题，这对人们的健康和福祉构成了巨大威胁。而且，随着全球人口预计在 2050 年达到 91 亿，这一情况可能会进一步恶化。与此同时，传统的饮食习惯对环境造成了沉重的负担。为了满足当前人口的饮食需求，每年约有 880 亿只动物被屠宰，这不仅导致了 60% 的新发传染病爆发，还使得农业和畜牧业成为造成全球变暖的重要因素之一。此外，动物源性食品的温室气体排放量是植物源性食品的两倍。因此，开发基于替代蛋白质，尤其是植物基蛋白质的产品显得尤为重要。
在众多植物基产品中，豌豆蛋白因其无食物过敏风险、非转基因以及丰富的营养价值，逐渐成为大豆蛋白的理想替代品。然而，由于这些产品通常不添加额外的防腐剂，且缺乏有效的处理方法，其冷藏储存期往往较短，制造商甚至不建议冷藏保存。为了减少微生物生长和氧化过程，这些产品通常会进行冷冻处理，但这会导致产品物理性质发生不可逆变化，降低食品质量，同时还会增加运输和储存成本。所以，寻找可持续、环保、低成本且非热的技术来解决这些问题迫在眉睫。
在此背景下，来自国外的研究人员开展了一项旨在探究豌豆蛋白肉饼相关特性以及 UVC-LED 联合真空包装对其影响的研究。该研究成果发表在《Food and Humanity》上，为植物基产品的发展提供了重要的参考。
研究人员为开展此项研究，运用了多种关键技术方法。在原料准备上，获取多种原料制作豌豆蛋白肉饼，并购买商业牛肉和大豆肉饼作为对照。对于肉饼的各项指标分析，采用 pH 计测量 pH 值、便携式水分活度仪测定水分活度、FoodScan? 2 分析仪确定 proximate composition；通过特定公式计算烹饪损失；利用便携式色度分光光度计和 TA.XT Texture Analyzer 分别进行颜色和质地分析；采用 TBARS 方法评估脂质氧化。同时，通过接种大肠杆菌（E. coli）模拟污染，对肉饼进行 UVC-LED 和真空包装处理，观察其对微生物和理化性质的影响。
下面来详细看看研究结果：
- 豌豆蛋白肉饼、商业大豆蛋白肉饼和商业牛肉肉饼的比较
- 仪器颜色和外观：在烹饪前，豌豆蛋白肉饼和商业大豆蛋白肉饼的亮度（L*）处于中间水平，商业牛肉肉饼的 L值较低；商业牛肉和豌豆蛋白肉饼的红色度（a）相似且适中，大豆蛋白肉饼的红色度较低；豌豆蛋白肉饼的黄色度（b*）值较低。烹饪后，肉饼的颜色坐标发生变化，如植物基肉饼的 L * 值降低且变得相似，红色度下降，豌豆蛋白肉饼的黄色度升高。这些变化主要是由于蛋白质变性、美拉德反应、水分蒸发以及色素降解等原因导致的。
- 烹饪损失：商业牛肉肉饼在烹饪过程中的收缩、体积和质量损失程度较高，而豌豆蛋白肉饼的面积损失最低。这主要是因为植物基肉饼配方中使用的多糖与蛋白质相互作用，形成了稳定的结构，减少了水分和脂肪的损失。
- 质地剖析分析（TPA）：商业牛肉肉饼的质地参数高于商业大豆蛋白肉饼和豌豆蛋白肉饼，其硬度比后两者高出 3 倍多。商业大豆蛋白肉饼的弹性、内聚性和回弹性高于豌豆蛋白肉饼，这与大豆蛋白的分子结构和所含成分有关。
- pH、水分活度（aW）和近似成分：商业牛肉肉饼的脂肪和水分含量最高，豌豆蛋白肉饼和商业大豆蛋白肉饼次之；豌豆蛋白肉饼和商业牛肉肉饼的蛋白质含量相近，但大豆蛋白肉饼的蛋白质含量较低。此外，豌豆蛋白肉饼的水分活度高于商业大豆蛋白肉饼，商业牛肉肉饼的 pH 值低于植物基肉饼。
- 豌豆蛋白肉饼保存效果的提升
- 细菌学分析：UVC-LED 处理在减少大肠杆菌（E. coli）数量方面比真空包装（VP）或两者结合的方法更有效，在处理后的 24 小时内，细菌数量从 5.1 log CFU/g 降至 3.6 log CFU/g 。虽然在后续储存过程中细菌数量有所增加，但在第 8 - 12 天逐渐下降。综合来看，UVC-LED 处理是改善豌豆蛋白肉饼保存效果的最佳选择。
- 脂质氧化和 pH：在储存过程中，0.15 J/cm2 的 UVC-LED 辐射和真空包装对豌豆蛋白肉饼中丙二醛（MDA）的形成没有显著影响，且两者对 pH 值的影响与对照组相似。
- 仪器颜色分析：随着储存时间的推移，肉饼的颜色会发生变化。真空包装能有效保持样品的亮度（L*），并在与 UVC-LED 辐射结合时，对红色度（a*）有一定的保持作用。UVC-LED 辐射会使样品的黄色度（b*）在某些时间点发生变化，而真空包装与 UVC-LED 辐射结合时，样品的黄色度值低于对照组。
- 质地剖析分析：UVC-LED 辐射会使豌豆蛋白肉饼在储存过程中硬度降低，而真空包装能在一定程度上保持硬度。在其他质地参数方面，如弹性、内聚性、胶粘性、咀嚼性和回弹性，UVC-LED 辐射和真空包装的影响因参数和储存时间而异。
在研究结论和讨论部分，研究人员开发的豌豆蛋白肉饼在理化参数上与商业大豆蛋白肉饼和商业牛肉肉饼存在差异，这反映了不同蛋白质来源和配方成分对肉饼特性的影响。UVC-LED 和真空包装作为非热策略，能够有效提升豌豆蛋白肉饼的微生物安全性和理化稳定性。其中，UVC-LED 在抑制大肠杆菌生长方面表现出色，真空包装则在保持肉饼颜色和质地方面发挥了重要作用。两者结合使用，为豌豆蛋白肉饼的保存提供了一种有效的策略，有望推动植物基产品在市场上的进一步发展，为解决全球粮食安全和环境问题提供新的思路和方法。
