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本文聚焦植物肉类似物（PBMA），深入探讨多糖基水胶体（PH）在其中的关键作用。阐述了不同来源 PH 的特性，分析其对 PBMA 感官属性、营养健康的影响，为 PBMA 配方优化提供依据，对素食食品发展意义重大。
1. 引言
随着人们对可持续和高效食品系统需求的增加，植物肉类似物（PBMA）行业发展迅速，预计 2025 年市场规模将达 778 亿美元，2030 年有望翻倍。然而，植物来源原料与传统肉类在组成、理化和结构性质上存在差异，导致 PBMA 在模仿肉类结构和感官特性方面面临挑战。
多糖基水胶体（PH）作为一类具有亲水特性的大分子（主要为多糖），在食品工业中应用广泛。它能改善食品的质地、稳定性等，在 PBMA 配方中更是不可或缺。已有研究表明，PH 对 PBMA 的结构、质地、风味等有显著影响，还能替代部分成分，甚至影响胃肠道健康。但此前关于 PH 在 PBMA 中作用的综述较少，本文旨在全面探讨 PH 在 PBMA 发展中的作用。
2. 不同来源的 PH 及其在植物肉类似物中的作用
在食品工业和研发中，多种 PH 被广泛应用，其化学结构决定了功能特性，进而影响 PBMA 的感官吸引力。常见的 PH 包括以下几种：
- 魔芋葡甘聚糖：从魔芋植物中提取，由 β-1,4 - 连接的葡萄糖和甘露糖单体组成，部分糖残基乙酰化。在碱性条件下，魔芋会发生脱乙酰化，形成热不可逆凝胶。它能稳定 PBMA 结构，增强肉饼的内聚性，且脱乙酰化程度会影响其凝胶结构，在 PBMA 配方中具有很大潜力。
- 羧甲基纤维素：由纤维素制得，是水溶性多糖，具有增稠、凝胶和乳化等特性。它能在低 pH 下通过静电作用吸附在阳离子蛋白界面，有助于形成稳定乳液，但在植物肉中的研究较少。有研究发现，高浓度的羧甲基纤维素（CMC）会使豌豆和小麦蛋白基肉类似物形成弱凝乳状结构，虽能增加纤维性，但凝胶强度较低，可考虑与其他 PH 复配使用。
- 甲基纤维素：属于非离子纤维素醚，其溶解性取决于取代度和甲氧基排列。它具有表面活性和独特的水化 - 脱水特性，能形成热凝胶，在 PBMA 烹饪时防止水分流失，使口感更多汁，但因其热可逆性，在维持凝胶结构方面存在问题。
- 卡拉胶：从红海藻中提取的线性硫酸化水溶性多糖，根据硫酸基团数量分为不同类型，其中 κ 和 ι- 卡拉胶商业价值较高。卡拉胶能与蛋白质形成静电相互作用，提高蛋白质溶解性和凝胶结构稳定性，在改善 PBMA 质地、减少水分流失方面效果显著，还能提高香肠类似物的感官评分。
- 果胶：是一种植物碳水化合物，根据甲基化程度分为高甲氧基果胶和低甲氧基果胶。不同来源的果胶具有不同特性，能通过疏水相互作用和氢键影响蛋白质的乳化和凝胶能力。例如，甜菜果胶能增强大豆蛋白基肉饼类似物的结合能力和可模塑性，大豆果胶能促进植物肉的纤维性，柑橘高甲氧基果胶能改善扇贝类似物的质地和外观。
- 凝胶多糖：是一种细胞外微生物多糖，由多个葡萄糖单元通过 β-1,3 - 糖苷键连接而成，不溶于水。加热时能形成高凝热不可逆凝胶和低凝热可逆凝胶，其高凝热不可逆特性可用于模仿动物脂肪，在 3D 打印中也能促进植物蛋白分散体的质构化，增强肉类似物的内部交联和热稳定性。
3. 多糖水胶体对植物肉类似物感官属性的影响
许多研究表明，添加 PH 能显著改善 PBMA 的结构特性，不同 PH 的选择取决于产品的预期效果，包括质构化程度、感官特性、产品稳定性等。PH 对 PBMA 的影响主要体现在以下几个方面：
- 质地：PH 作为质地增强剂，能通过多种方式改变食品体系结构，如结合配方成分、稳定油滴、增强凝胶网络、促进蛋白质交联等，从而影响 PBMA 的整体口感和结构。不同类型的 PBMA，如乳液型、挤出型和 3D 打印型，其质地形成机制不同，PH 在其中的作用也各异。
- 流变学特性：模仿动物肉类的流变学属性是 PBMA 配方的挑战之一，PH 可通过形成蛋白质凝胶基质来调节食品配方的粘度和流变学特性。例如，魔芋能增加发酵大豆面团肉饼的凝胶强度，而 CMC 在高浓度时会降低凝胶强度。
- 视觉属性：消费者对 PBMA 的接受度与产品外观密切相关，PH 能促进纤维结构的形成，影响产品的弹性和变形能力，进而影响视觉纤维性。此外，PH 还会影响 Maillard 反应，从而影响产品颜色，如某些 PH 能促进肉饼褐变，而果胶能通过捕获多酚和色素来改善肉类似物的颜色。
- 风味：PH 可作为风味增强剂，改善 PBMA 的风味。例如，添加 κ- 卡拉胶的植物肉饼在感官评价中味觉得分较高，果胶能增强肉类似物的保水保油能力，从而影响风味感知，Pickering 乳液能有效保留和增强 PBMA 的风味。
- 脂肪模拟特性：在肉类产品中减少动物脂肪摄入的同时，需要保持产品的风味和质地。PH 可作为脂肪替代品，通过水凝胶和乳液系统模拟脂肪特性。例如，果胶与豌豆蛋白交联形成的凝胶可改善产品内聚性，一些多糖可用于 3D 打印食品，增强墨水的结构强度和稳定性，模拟脂肪的质地和多汁性。
4. 营养与健康提升
PH 在改善 PBMA 营养方面发挥着重要作用，它不仅能为 PBMA 提供膳食纤维、矿物质等营养成分，还能影响其消化性和胃肠道健康。
- 营养特性：许多 PH 富含可溶性纤维，能促进消化、增加饱腹感、维持血糖稳定。部分 PH 还含有丰富的矿物质，可用于强化 PBMA 的营养。此外，PBMA 通常含有较低的饱和脂肪和热量，符合健康饮食需求，而某些 PH 能模仿动物脂肪的特性，改善植物肉的质地和口感。同时，一些 PH 如菊粉和果胶具有益生元特性，能促进有益肠道细菌生长。
- 消化性和胃肠道命运：PH 对淀粉、蛋白质和脂质的消化性有显著影响。它能通过高水结合能力减缓消化过程，影响蛋白质水解和脂质消化。例如，魔芋葡甘聚糖能延迟胃排空，羧甲基纤维素等能抑制蛋白质水解，不同来源的果胶对脂质消化的影响不同。在胃肠道中，PH 能与物质结合，影响其溶解度和吸收，其发酵产物短链脂肪酸（SCFAs）对宿主健康有重要影响，还能调节肠道微生物群组成。但不同 PH 对肠道健康的影响各异，如菊粉可能引起恶心、腹胀，瓜尔胶能缓解结肠炎，卡拉胶则可能加重结肠炎症状。
5. PH 特性、在 PBMA 加工中的适用性及局限性概述
不同 PH 在 PBMA 中具有不同的适用性和局限性。魔芋在增强肉类似物系统的强度和稳定性方面表现出色，在 3D 打印中也有良好的应用前景，且对消化性有积极影响；羧甲基纤维素可增强纤维结构，但凝胶强度较弱，可与其他 PH 复配使用；果胶能改善肉类似物的纤维性和外观，还可作为脂肪模拟物，但不同来源的果胶效果不同；卡拉胶能提升 PBMA 的口感和可接受性，但可能对胃肠道健康产生负面影响。总体而言，研究不同 PH 的组合使用，结合合适的加工方法和配方，对 PBMA 的发展具有重要意义。
6. 结论与展望
近年来，植物肉的受欢迎程度显著提高，这在很大程度上得益于多糖基水胶体在 PBMA 配方中的应用。研究表明，PH 对 PBMA 的结构、感官属性和健康影响具有多样性。基于这些发现，可根据产品需求选择合适的多糖，优化 PBMA 配方。未来研究可进一步探索不同 PH 在 PBMA 系统中的组合使用，以充分发挥它们的互补作用，提升 PBMA 产品的整体质量。
