《Fermentation》:Quality Characteristics of Plant-Based Patties Formulated with Lentinula edodes Mycelium Produced by Submerged Fermentation and Different Fat Levels
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蘑菇菌丝体因可通过深层发酵(submerged fermentation, SF)稳定生产且环境负荷低,正成为可持续蛋白来源。研究人员以香菇(Lentinula edodes)菌丝体(LM)与猪背膘按15/0、10/5、5/10、0/15%(w/w,湿基)配制
蘑菇菌丝体因可通过深层发酵(submerged fermentation, SF)稳定生产且环境负荷低,正成为可持续蛋白来源。研究人员以香菇(Lentinula edodes)菌丝体(LM)与猪背膘按15/0、10/5、5/10、0/15%(w/w,湿基)配制植物基(PB)肉饼,并以猪肉饼作对照。近似组分分析显示,处理组脂肪含量(0–10.68%)显著低于对照(p < 0.05);持水能力(water-holding capacity, WHC)约为对照的1.8倍(p < 0.05);质构剖面分析(texture profile analysis, TPA)各值普遍低于对照。电子鼻(electronic nose, e-nose)表明,LM占比越高,乙醇、二甲基硫醚、乙酸乙酯、3-甲基丁醛和己醛等挥发性信号峰强总体越高;电子舌(electronic tongue, e-tongue)显示酸味与鲜味随LM增加而增强。感官评价中各组总体接受度无显著差异(p > 0.05)。结果表明,利用LM开发低脂植物基肉饼配方具有可行性。
研究背景与立项逻辑
全球人口持续增长使动物蛋白需求与环境压力同步上升,温室气体排放与气候波动正削弱传统畜牧体系的可持续性。植物基肉制品(plant-based meat alternatives, PBMA)因高蛋白、高膳食纤维与低饱和脂肪受到关注,但传统以豆类蛋白与小麦面筋为主的体系在风味、汁水感与质构上仍难逼近真肉,消费者接受度受限。食用菌菌丝体具备天然纤维网络与肉样口感潜力,且可通过液体深层发酵在受控条件下短期量产,比子实体栽培周期更短、占用空间更小、可利用农业副产物基质,因而被视为兼具可持续性与加工适应性的新型蛋白资源。脂肪在肉制品中承担风味释放、润滑、汁水与质构塑形功能,直接减脂常导致口感劣化;而植物油脂与动物固态脂肪在结晶与熔融行为上存在差异。为排除脂肪类型干扰,研究人员在植物基配方中沿用与对照相同的猪背膘,系统设置香菇菌丝体(LM)与脂肪此消彼长的梯度,评估低脂菌丝体配方在理化、风味与感官层面的可行性。
研究方案与核心结论概览
研究人员构建四个处理组:LM 15%/脂肪0%(PT1)、LM 10%/脂肪5%(PT2)、LM 5%/脂肪10%(PT3)、LM 0%/脂肪15%(PT4),基准植物基肉饼含70%植物基肉替代物(PBMA,由分离大豆蛋白、小麦面筋与玉米淀粉按37.5:50:12.5复配),并以猪肉后腿肉饼为对照(C)。结果显示:PB组脂肪更低、烹饪得率与保水能力更高;PT1(无背膘、高菌丝体)与PT4(无菌丝体、高背膘)在总体接受度上无显著差异,说明在实验条件下以LM实现减脂并未显著降低可接受性,验证了菌丝体支撑低脂植物基肉饼的配方思路。
主要关键技术方法
研究以PBMA为统一植物蛋白基底,样本包括猪肉对照与四组LM/脂肪梯度肉饼。关键方法依次为:按AOAC法测定近似组分(水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分);滤纸压挤法测持水性(WHC);质构仪进行TPA(硬度、弹性、内聚性、咀嚼性、胶黏性);电子鼻通过双柱分离与PCA解析挥发性轮廓;电子舌以CTS、NMS、AHS等传感器定量咸、鲜、酸味;经伦理审批后由15名高校受训评价员进行9点量表感官评价。方法层覆盖理化、仪器感知与人工感官三重验证。
研究结果
近似组分(Proximate Composition)
通过组分质量平衡与统计检验,研究人员发现处理组脂肪随背膘增加而显著上升,水分受LM供水、WHC与烹饪损失共同影响,蛋白因加水量加倍而相对稀释,灰分随LM减少而下降。结论:LM引入降低脂肪并改变矿物与水分分布,但蛋白绝对量低于肉对照。
pH与色泽(pH and Color)
pH测定显示对照最低,处理组随LM减少而升高;颜色上对照亮度(L)与红度(a)更高,处理组黄度(b*)更突出。结论:植物蛋白与菌丝体的弱酸/弱碱属性及缺乏肌红蛋白,使PB饼更黄亮但少肉色。
烹饪得率与持水性(Cooking Yield and WHC)
滤纸压法结合质量法显示,处理组烹饪得率与WHC均优于对照,PT2、PT3表现最佳。结论:LM多糖(如β-葡聚糖)与蛋白形成复合网络,锁水稳乳,减脂同时反而提升加工得率。
质构剖面(Texture Profile Analysis, TPA)
TPA表明对照硬度、胶黏性、咀嚼性最高;处理组更软,PT4因高脂肪不可逆变形致弹性与内聚性偏低。结论:PB饼质构偏疏松,脂肪与菌丝体比例可调控软硬与回弹,但距真肉致密纤维结构仍有差距。
电子鼻挥发性分析(e-nose)
电子鼻PCA区分度达91,LM越高越偏向负PC1;PT1挥发物峰强最高,含乙醇、二甲基硫醚、乙酸乙酯、3-甲基丁醛、己醛等(仅软件检索级判定,非GC-MS确证)。结论:菌丝体贡献硫系、醛系与酯系风味前体,赋予更复杂的“菇香+烘焙/青草”轮廓。
电子舌味觉分析(e-tongue)
电子舌显示对照酸味最高、鲜味与处理组相当;咸味随脂肪上升而增(水相盐浓度相对提高),鲜味随LM减少而降。结论:味觉差异存在但传感器差值未达2单位,实际感官未必可辨,仅作趋势补充。
感官评价(Sensory Evaluation)
9点量表显示对照在颜色、风味、异味与总接受度占优,但处理组汁水感显著更好,组间总接受度无差异。结论:LM提升多汁性,虽整体风味质构不及猪肉饼,但可接受性未被减脂牺牲。
讨论与结论翻译
讨论指出,LM通过多糖-蛋白互作改善保水与乳化,抵消低脂带来的干硬;电子鼻/舌印证菌丝体带来特征挥发物与鲜酸味平衡。局限在于LM与脂肪同步变量设计无法剥离单因子效应,且PBMA仍含大豆/小麦,未实现全植物与低致敏。
结论部分译述:本研究比较含不同LM与脂肪水平的PB饼与猪肉饼,证实PB饼脂肪更低、烹饪得率与WHC更高;PT1(无脂高菌丝体)与PT4(无菌丝体高脂)总接受度无显著差异,表明在既定实验条件下,以LM减脂不会显著降低接受度,菌丝体支撑低脂植物基肉饼具备可行性。但PB饼质构与总接受度仍逊于猪肉饼,需优化配方与工艺;后续应独立变量设计,并探索植物脂与无大豆/小麦体系以适配过敏人群与全素场景。
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