《Foods》:Development and Characterization of Clean-Label Hybrid Deli Ham with Pulse Flours as Partial Meat Replacers
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对可持续性和清洁标签食品日益增长的兴趣增加了对动物肉含量减少的肉制品的需求。本研究比较性地表征了三种熟食火腿配方:传统对照组、一种混合配方(其中50%的猪肉质量被鹰嘴豆面粉、红扁豆面粉和马铃薯蛋白分离物替代),以及一种具有相同肉类替代比例的清洁标签混合配方。为
对可持续性和清洁标签食品日益增长的兴趣增加了对动物肉含量减少的肉制品的需求。本研究比较性地表征了三种熟食火腿配方:传统对照组、一种混合配方(其中50%的猪肉质量被鹰嘴豆面粉、红扁豆面粉和马铃薯蛋白分离物替代),以及一种具有相同肉类替代比例的清洁标签混合配方。为进行理化、营养、质地和流变学分析,每种配方制备了一个生产批次。为进行感官评价,每种配方制备了第二个独立生产批次。混合配方的水分含量(48%)和体外蛋白质消化率(66%)低于对照组(分别为78%和87.4%),尽管所有样品均表现出主导的弹性行为。矿物质含量和体外生物可及性因矿物质和配方而异。从氮足迹角度来看,在本研究所应用的假设和系统边界下,混合配方的估算氮足迹值低于对照组。总体而言,不同配方的感官反应在多个评估属性上存在差异,表明不同配方的感官接受度存在差异。这些发现表明,部分替代猪肉改变了熟食火腿的理化、营养、工艺和感官特性,同时为降低产品的模拟氮足迹提供了一种潜在方法。
一、研究背景与目的
随着消费者对可持续性和清洁标签食品兴趣的增长,减少动物源性成分比例的肉制品开发成为研究热点。肉类生产带来的温室气体排放、生物多样性减少和土地集约利用等环境问题日益受到关注。与此同时,行业正朝着更少精加工、更天然的方向发展,催生了清洁标签趋势。混合肉制品,即同时含有动物蛋白和植物蛋白的产品,被视为介于传统纯肉制品与完全无肉替代品之间的中间方案,有望在保留部分肉制品工艺和感官特性的同时,改善营养组成和环境负担。然而,现有研究多集中于香肠、汉堡、肉丸等品类,针对熟食火腿这类需形成粘合、可切片且稳定基质的加工肉制品的信息相对有限。此外,关于豆类面粉(如鹰嘴豆、红扁豆)结合马铃薯蛋白分离物部分替代猪肉后,对产品综合特性(包括营养、消化、矿物质生物可及性、抗氧化、环境及感官)的影响尚不明确,尤其是常规混合配方与清洁标签混合配方的对比研究更为缺乏。因此,本研究旨在比较性地表征三种熟食火腿配方:传统对照组、含鹰嘴豆面粉、红扁豆面粉和马铃薯蛋白分离物的混合配方(50%猪肉替代,盐含量降低29%),以及具有相同肉类替代水平的清洁标签混合配方。
二、研究方法概述
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,通过质地剖面分析(TPA)测定样品的硬度、粘附性和内聚性;使用控制应力流变仪进行频率扫描测试,获取储能模量(G')和损耗模量(G'')以表征粘弹性行为。其次,采用色差计测量颜色参数(L、a、b*)。理化分析方面,测定了水分活度(aW)、pH值、持水力(WHC)和持油力(OHC)。营养成分分析包括杜马斯法测定粗蛋白、索氏提取法测定总脂肪、烘干法测定水分、马弗炉灰化法测定灰分,碳水化合物含量通过差值计算。矿物质含量采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定,并通过体外消化后的上清液评估矿物体外生物可及性。体外消化率依据INFOGEST方案进行评估。此外,采用福林酚法测定酚类物质含量,DPPH和FRAP法评估抗氧化活性。氮足迹基于虚拟氮因子(VNF)方法进行估算。感官评价由40名未经培训的参与者(22-76岁,28女12男)在葡萄牙高等农学研究所进行,采用5点享乐量表评估外观、质地、香气、风味、整体印象及购买意向。
三、研究结果
质地剖面分析(TPA):
对照组样品的硬度值和内聚性分别比混合配方高出约28%和25%。两种混合配方之间在所有质地参数上均无显著差异。这表明部分肉类替代导致产品基质结构变化,降低了硬度和内聚性。
流变学测量:
所有样品均表现出相似的力学谱图,储能模量(G')高于损耗模量(G''),呈典型的弹性主导行为。在1 Hz频率下,混合配方的G'平均值高于对照组,表明其在小形变条件下具有更高的弹性模量。这可能源于植物蛋白与肉蛋白相互作用形成的复合凝胶网络。两种混合配方之间无显著差异。
颜色测量:
对照组与混合火腿在颜色参数上存在显著差异。对照组颜色更浅、红色强度更低。ΔE值大于5,表明人眼可感知明显的颜色差异。混合配方的颜色主要由豆类面粉(特别是红扁豆面粉)决定。
理化性质:
混合配方的持水力(WHC)显著高于对照组,而对照组的持油力(OHC)更高。清洁标签混合配方的粗蛋白含量(18%)高于混合配方和对照组(约14%)。混合配方的脂质含量(约6%)高于对照组(1.8%)。混合配方的水分含量(约48%)显著低于对照组(78%)。pH值和水活度(aW)在不同配方间存在差异,对照组aW最高(0.97),混合配方最低(0.95)。灰分含量在混合配方中最高。混合配方的碳水化合物含量高于对照组。
矿物质的体外生物可及性:
矿物质的体外生物可及性因矿物质和配方而异。钠的生物可及性从对照组向混合配方递增。钙和铁在对照组中表现出最高的生物可及性(分别为30.5%和44.5%),在混合配方中降低。锌在对照组中最高(39%),混合配方保持中等水平。磷在清洁标签配方中最高(23.6%)。
体外消化率:
对照组的总体体外消化率(TIVD)和体外蛋白质消化率(IVPD)分别为81.4%和87.4%,显著高于混合配方的约48%和66%。这归因于动物蛋白通常比植物蛋白具有更高的消化率。
抗氧化活性:
混合配方的福林酚反应物值(0.4-0.5 mg GAE/g)高于对照组,这与豆类面粉中酚类化合物的存在有关。混合配方在DPPH和FRAP抗氧化活性测定中也表现出更高的值。
氮足迹估算:
在本研究的假设和系统边界下,对照组的估算氮足迹为10.8 g N/100g,混合配方为6.76 g N/100g,清洁标签混合配方为9.7 g N/100g。混合配方的氮足迹低于对照组。清洁标签混合配方因成分差异导致氮足迹高于非清洁标签混合配方。
感官评价:
感官评价结果显示,不同配方在多个属性上的感官反应存在差异。对于香气,清洁标签混合配方与对照组和混合配方均无显著差异。但在外观、风味、质地、整体印象和购买意向上观察到显著差异。对照组获得最高的购买意向评分(68%选择“肯定会买”或“可能会买”),混合配方为35%,清洁标签混合配方为20%。
四、结论
在本实验条件下,所提出的配方能够加工成可切片的熟食火腿原型,并在理化、结构、营养和感官特性上表现出可测量的差异。与传统对照组相比,混合配方表现出更低的水分含量、较低的几种矿物质体外生物可及性、更深的颜色和较低的体外消化率,但也显示出更高的持水力和更高的小应变弹性模量。从氮足迹角度看,在本研究的假设和系统边界下,混合配方的估算氮足迹值低于对照组。豆类面粉的加入还与更高的福林酚反应物值和更强的DPPH及FRAP抗氧化活性相关。这些变化伴随着配方间感官反应的差异,特别是购买意向的降低,表明了肉类替代和清洁标签重新配方所带来的权衡。总体而言,这些技术、成分和感官方面的权衡表明,在这些原型产品被认为具备市场成熟度之前,仍需进一步开发。与工业和商业可行性相关的参数,如烹饪得率、脱水收缩、储存稳定性和微生物安全性,未在本研究中评估,应在未来的研究中予以解决,同时还需进一步的配方优化和跨独立生产批次的评估,才能做出更广泛的营养或可持续性声明。