豆类蛋白肉制品中安全性与质量的权衡：以牛肉为基准，评估大豆、豌豆和绿豆饼中单核细胞增生李斯特氏菌的生长、丙烯酰胺含量及质构特性

《Food Control》：Safety–quality trade-offs in legume-protein meat analogues: Listeria monocytogenes growth, acrylamide, and texture in soy, pea, and mung-bean patties benchmarked against beef

　　

- 大豆蛋白饼、豌豆蛋白饼和绿豆蛋白饼均支持单核细胞增生李斯特菌生长；牛肉饼则不支持。
- 首次构建了针对绿豆蛋白饼体系的安全性-质量一体化数据集。
- 丙烯酰胺含量较低（4.6–9.3 μg/kg），且三种蛋白分离物之间无显著差异。
- 植物基饼的总体质构与牛肉饼不同；硬度低3–16倍。
- 测试的一款商业类似产品，其丙烯酰胺含量约为实验室饼的7倍。

## 引言

在过去五年中，植物基肉替代品已从小众细分市场走向全球主流零售，这得益于消费者偏好变化、粮食安全担忧以及可持续蛋白质来源多元化的推动。植物基肉替代品在亚洲市场的增长尤为迅速，2019年至2024年的复合年增长率达16%–21%（Mordor Intelligence，2024年），基于绿豆的配方正与占据主导地位的大豆和豌豆蛋白体系并驾齐驱。这种扩张已超越了针对特定产品的安全性证据基础的积累速度，而产品的内在特性——pH值、水分活度、蛋白水解物可用性——在决定微生物安全性和化学安全性行为方面，与肌肉来源产品存在根本性差异。

对于冷藏或冷冻即食植物基肉替代品，有三个安全问题备受瞩目：（i）微生物货架期，特别是近中性pH值、高水分体系中嗜冷病原体如单核细胞增生李斯特菌的增殖；（ii）加工污染物——最突出的是丙烯酰胺——在家用和商业常见烹饪条件下的生成；以及（iii）脂肪酸组成、抗氧化剂含量和蛋白质-脂质相互作用与肌肉食品不同的基质在储存过程中的脂质氧化。这些方面此前仅在部分基质中进行了孤立研究，但跨基质、跨烹饪方法和跨储存条件的综合评估——以及商业产品与实验室配方的直接对比——仍然稀缺。

微生物安全性问题植根于成熟的食品微生物学。单核细胞增生李斯特菌可在冷藏温度下生长，耐受宽泛的pH范围（4.4–9.4），且对易感消费者的感染致死剂量极低（EFSA BIOHAZ Panel，2018年）。欧洲和世界卫生组织的框架使用生长潜力阈值（δ = N终值 ? N起始值）0.5 log CFU/g，在相关储存条件下对食品进行分类（EURL Lm，2021年）。具有近中性pH值和较高水分活度的即食植物基产品在短期攻毒试验中经常超过此阈值，但30天的动力学曲线——这对延长冷藏零售货架期最为相关——仍然罕见，特别是对于基于绿豆及其他研究不足的豆类分离物的基质。

丙烯酰胺问题源于美拉德反应通路，其中游离天冬酰胺在约120°C以上的烹饪温度下与还原糖衍生的羰基发生缩合反应。植物蛋白分离物——特别是大豆和马铃薯蛋白——可含有比肌肉肉类高出一个数量级的游离天冬酰胺库，而在家用煎炸条件下烹饪植物基饼（油温160–200°C）或在空气炸锅中（循环热风180–200°C）的条件处于丙烯酰胺生成范围内。欧盟基准针对特定类别（如马铃薯产品、谷物基产品和咖啡产品）设定了丙烯酰胺基准水平，但未涵盖肉类或植物基肉替代品（欧盟委员会条例(EU)2017/2158）。商业植物基饼是否落在或超过法规参考值范围，尚未在豆类蛋白分离物中进行系统量化。

植物基基质中的脂质氧化轨迹与肌肉食品存在根本性差异。植物蛋白分离物不含血红素铁——这是肉类脂质过氧化的主要催化剂——且其中多种含有具有可测量抗氧化活性的天然多酚和异黄酮（Min等，2008年）。然而，为模拟口感而掺入的精炼植物油，其不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸之比通常等于或高于牛脂，这制造了一种并非总能通过标准TBARS分析反映出的脆弱性，原因在于MDA与活性氨基之间的二级反应（Schaich，2020年）。因此，结合文献参考范围进行解读的时间分辨脂质氧化数据（Greene & Cumuze，1982年；Tarladgis等，1960年）是安全性文献的一个务实补充。

在可用于植物基饼配方的豆类蛋白分离物中，大豆蛋白和豌豆蛋白已接受了大部分组成、感官和安全特性表征，而绿豆蛋白分离物——在亚洲农业系统中丰产，具有高凝胶能力和有利于肉替代品应用的水分保持特性，且日益被纳入商业配方——相比之下研究较少，几乎没有任何关于李斯特菌攻毒或丙烯酰胺的已发表数据。烹饪方法偏好也因全球而异：空气炸锅曾属小众，现在在多个亚洲市场的城市家庭中约占35%的使用率（Euromonitor International，2024年），而浅油煎仍是主导的传统方法。这两种方法产生不同的热加工条件，因而导致不同的美拉德反应、色泽和脂质过氧化轨迹。

现有的植物基饼安全研究主要集中在单参数的商业调查（如销售点微生物负荷或单一配方中的丙烯酰胺），很少将成分、质量和安全测量结果整合在一起，在匹配的配方产品和商业产品之间进行对比，并在受控储存和烹饪条件下进行研究。烹饪方法与基质来源之间的相互作用——即空气炸锅和煎锅是否在分离物之间产生显著不同的安全特征——尚未在实验室规模进行系统表征，据我们所知，将绿豆与大豆和豌豆在同一实验设计中直接比较的研究在文献中尚属空白。特别是在泰国市场，一项针对150种商业植物基产品的调查显示，水分活度普遍较高（>0.96），pH值范围较广（4.31–8.83），微生物负荷最高记录在植物基汉堡饼中，且在20.67%的样品中检出蜡样芽孢杆菌，但未检测到沙门氏菌和李斯特氏菌（Suathong等，2026年）。

本研究通过整合安全性与质量评估来弥补这一空白，对三种蛋白分离物（大豆、豌豆、绿豆）制成的实验室配方植物基饼进行基准测试，对比牛肉碎和一款商业植物基饼，在两种常见烹饪方法（空气炸锅、煎锅）下以及30天冷藏和冷冻储存条件下的表现。我们的目标是：（i）量化不同基质和方法在烹饪后的质量（色泽、烹饪损失、收缩率、质构）和丙烯酰胺形成；（ii）表征储存过程中的脂质氧化和滴水损失轨迹；（iii）使用双主动力学模型建立冷藏储存下单核细胞增生李斯特菌的生长动力学；（iv）将这些参数级发现综合为质量-安全一体化图谱，为配方和货架期决策提供依据。据我们所知，该数据集是首次在匹配实验设计中，将绿豆蛋白分离物作为植物基饼基质的综合安全性与质量评估。

## 章节片段

### 材料与化学试剂

大豆蛋白分离物（SPI）和豌豆蛋白分离物（PPI）由Vicchi Enterprise Co., Ltd（泰国曼谷）供应。绿豆蛋白分离物（MPI）购自烟台双塔食品股份有限公司（中国烟台；蛋白质含量85%–90%）。碎牛肉（10%脂肪）和一款商业植物基饼（'Let's Plant Meat'，Nithi Foods，泰国清迈）购自泰国曼谷当地超市。植物蛋白纹理蛋白（TVP）、椰子油、棕榈油和食盐等

### 蛋白分离物的氨基酸组成

对三种蛋白分离物（SPI、PPI、MPI）的氨基酸组成进行了定量分析，以在配方前确定其基线营养和化学安全性相关性（图1）。三种分离物均以谷氨酸和天冬氨酸为主（100–230 mg/g蛋白），其中大豆蛋白分离物的总必需氨基酸含量最高，其次是豌豆和绿豆。赖氨酸——在植物蛋白中通常是限制性氨基酸——在三种分离物中的含量为70–95 mg/g蛋白。

### 结论

本研究对基于大豆、豌豆和绿豆蛋白分离物配方的植物基饼进行了综合安全性与质量评估，并与牛肉碎和一款商业植物基参考产品进行了对比，涵盖两种烹饪方法和30天冷藏与冷冻储存。研究得出四项主要发现。第一，在4°C冷藏储存下，三种植物基质均支持单核细胞增生李斯特菌的强劲增殖（δ = 5.70–6.39 log CFU/g），远超EURL Lm的0.5-log参考值。

### CRediT作者贡献声明

Kanithaporn Vangnai：撰写——审阅与编辑、监督、资源、项目管理、方法论、经费获取、概念化。Pathima Udompijitkul：撰写——审阅与编辑、验证、方法论、调查研究。Yosita Laoviriya：撰写——初稿、可视化、调查研究、正式分析、数据管理

### 未引用参考文献

APHA, 2015; European Commission, 2005; European Commission, 2017; Food and Drug Administration, 2001; ISO, 1998; UNU / WHO / FAO, 2007.

### 参与同意/发表同意

不适用。

### 生物安全声明

单核细胞增生李斯特菌攻毒研究在生物安全二级实验室中进行，遵循经批准的研究机构生物安全规程。所有接种样品在丢弃前均于121°C高压灭菌30分钟进行灭活处理。

### 利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

### 数据可用性声明

本研究期间生成和分析的数据集，可根据合理请求从通讯作者处获得。

### 伦理审批与生物安全

本研究未涉及人类参与者或动物，因此无需伦理审批。单核细胞增生李斯特菌攻毒研究在生物安全二级实验室中进行，遵循经批准的研究机构生物安全规程；所有接种样品在丢弃前均于121°C高压灭菌30分钟进行灭活处理。

### 作者协议

所有作者均已阅读并批准提交稿件的当前版本。该稿件为原创作品，此前未曾发表，目前也未在其他地方投稿审。

### 利益冲突

作者声明不存在利益冲突。已提供单独签署的利益冲突声明文件。

### 生成式AI及AI辅助技术在写作过程中的声明

在撰写本工作期间，作者使用了Anthropic的Claude进行语言编辑以及一致性和参考文献检查。在使用该工具后，作者根据需要审阅和编辑了内容，并对出版物的全部内容承担全部责任。

### 资助

本工作由泰国农业大学研究与开发研究所（KURDI）资助，项目编号FF(KU)11.67。资助方未参与研究设计、数据收集与分析、出版决策或稿件撰写。

### 利益冲突声明

? 作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能影响本论文中报告的工作。

### 致谢

本工作由泰国农业大学研究与开发研究所（KURDI）资助，项目编号FF(KU)11.67。作者感谢泰国农业大学农业工业学院食品科学与技术系提供的实验室设施和技术支持。

Yosita Laoviriya | Pathima Udompijitkul | Kanithaporn Vangnai