探究新产品开发：含巴西Baru果仁脱脂副产物(Depurated Baru Flour, DBF)的组织植物蛋白(Textured Vegetable Protein, TVP)在植物基汉堡中的应用接受度

《Food Science & Nutrition》：Exploring New Product Development: Acceptance of Textured Vegetable Protein With Baru By-Product in Plant-Based Burgers

　　

摘要：随着可持续肉类替代品需求的增长，含有组织植物蛋白(Textured Vegetable Protein, TVP)的植物基汉堡受到广泛关注。本研究旨在开发并评价以大豆浓缩蛋白(Soy Protein Concentrate, SPC)和谷朊粉(Vital Wheat Gluten, VWG)为基底、添加巴西Baru果仁脱脂副产物(Depurated Baru Flour, DBF，富含蛋白、脂质及膳食纤维)制得的植物基汉堡。研究人员设置了4个DBF添加水平及1个无DBF对照组，其中E1配方(4% DBF)与E16配方(10% DBF，挤出调质水分24%)较对照组具有更高的蛋白质与脂质含量，且成品色泽偏深。感官评价(n=87)表明，这两个配方在外观、质地及整体印象上的接受度评分显著高于对照组(p < 0.05)。微生物学分析证实产品在-18°C冷冻贮藏60天内稳定性良好。综上，添加Baru脱脂粉可改善植物基汉堡的营养与技术特性，提示Baru副产物可作为功能性成分应用于植物基配方中，有助于提升巴西塞拉多(Cerrado)生物群落原生资源的高值化利用。

本研究发表于《Food Science & Nutrition》(Food Science & Nutrition, 2025, e72009)。

一、研究背景与目的

随着全球对可持续肉类替代品的关注增加，植物基汉堡等模拟肉制品(Meat Analogs)成为研究热点，但其仍需在感官特性（外观、质地、风味）和营养成分上接近动物肉才能被消费者广泛接受。目前市售组织植物蛋白(Textured Vegetable Protein, TVP)多为大豆与小麦蛋白复配，兼具优良技术功能性与营养性的TVP仍较少，且关于将热带作物加工副产物引入TVP体系的研究较为匮乏。Baru(Dipteryx alata Vog.)是巴西塞拉多(Cerrado)生物群落的本土物种，其种子榨油后的副产物——Baru脱脂粉(Depurated Baru Flour, DBF)仍保留较高优质蛋白、脂质、膳食纤维及多酚，却常被丢弃未充分利用。基于此，研究人员拟将DBF按不同比例掺入以大豆浓缩蛋白(Soy Protein Concentrate, SPC)和谷朊粉(Vital Wheat Gluten, VWG)为基底的TVP中，经双螺杆挤出制得TVP后进一步加工为植物基汉堡，系统评价其营养组成、色泽与质构特性、微观结构、冷藏稳定性及感官接受度，探讨DBF作为功能性新配料在植物基肉制品中应用的可行性。

二、主要关键技术方法

研究人员采用先前已制备并表征的5种TVP（SPC:DBF:VWG干基配比分别为E11对照90:0:10、E1为92:4:4、E3为80:16:4、E9为80:10:10调质水分18%、E16为80:10:10调质水分24%，均经同向双螺杆挤出机L/D=29:1、喂料速率7.5 kg/h、螺杆转速300 rpm、四段温控60/80/135/135°C、模头双孔φ3 mm挤出）。取各TVP按1:10(w/w) 4°C水合1 h、压除多余水分后冷藏过夜，再与植物油(10%)、NaCl(1.0%)、复合香辛料(0.8%)、甲基纤维素(1.5%)及水(11.45%)用行星式搅拌机低速混合120 s，制成约100 g、直径112 mm肉饼，-18°C冻藏48 h待测。测定指标包括：依据AACC标准法测基本营养成分(水分、蛋白、脂肪、灰分，碳水差值法)；CIE Lab*色空间测色泽；pH计直接穿刺测pH；计算烹煮得率(Cooking Yield)与收缩率；TA-XT2i质构仪测仪器多汁性(压缩释液百分比)及质地剖面分析(Texture Profile Analysis, TPA：硬度Hardness、弹性Springiness、内聚性Cohesiveness、咀嚼性Chewiness)；扫描电镜(Scanning Electron Microscope, SEM)观察TVP颗粒及汉堡内部微观结构；参照巴西法规做微生物检测(沙门氏菌Salmonella、凝固酶阳性葡萄球菌Coagulase-positive Staphylococci、霉菌酵母、嗜冷菌Psychrotrophic Bacteria、耐热大肠菌群Thermotolerant Coliforms)，于冻藏初始(48 h)及60 d检测；感官评价由87名受试者采用9点快感量表评外观、色泽、香气、风味、质地及整体印象，5点购买意愿量表，Check-All-That-Apply(CATA)描述词勾选，经Shapiro–Wilk正态检验后做单因素方差分析与Tukey多重比较(p<0.05)，CATA数据做Cochran's Q检验与对应分析(Correspondence Analysis, CA)，整体喜好与CATA属性做主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)(IBM SPSS 20与XLSTAT 2018)。

三、研究结果

3.1 植物基汉堡的理化与质构表征(Characterization of Plant-Based Burgers)

研究人员对五种TVP制成的熟制汉堡进行基本成分与物性测定。结果显示：E1(4% DBF)与E16(10% DBF, 24%调质水分)的蛋白质含量(27.61%与27.85%)显著高于对照组E11(25.82%)，E3因SPC占比降低蛋白降至17.59%但碳水化合物升高；含DBF组脂质含量(9.91%–10.93%)均高于对照(9.17%)，源自DBF残留脂质(~7%)中含较多单不饱和脂肪酸与亚油酸；含DBF组pH(6.68–6.80)高于对照(6.32)，可能与Baru富含碱性精氨酸有关。色泽方面，对照L=52.10、a=8.11、b=21.47最高，DBF组因本身棕褐色及挤出/加热中美拉德反应使L、a、b降低，E3(16% DBF)最暗(L*=45.59)。烹煮得率对照最高(91.22%)，E16最低(82.47%)，E9(18%调质水分)得率(88.17%)接近对照；收缩率各组无显著差异(p>0.05)。仪器多汁性对照释液最多(6.24%)，DBF组较低(4.44%–4.85%)。TPA显示DBF组硬度升高(E3与E16达16.94 N与15.84 N vs 对照9.31 N)、弹性/内聚性/回弹性下降，E9因质地脆无法测TPA。结论：适量DBF可提高蛋白脂肪含量并使色泽更深具熟肉褐变感，但会增加硬度降低多孔性，E9因低调质水分致脆性过大不宜直接制汉堡。

3.2 组织植物蛋白与植物基汉堡的微观结构(Microstructure of Textured Vegetable Proteins and Plant-Based Burgers)

研究人员通过扫描电镜观察发现：对照E11与低DBF的E1 TVP颗粒较大、表面较平整且具明显断口；随DBF增加(E3、E9、E16)，颗粒碎裂增多、孔隙增大且形貌不规则，尤E3呈大量小颗粒和高孔隙表面，E9/E16(同配比不同调质水分)网络较无序、表面粗糙。汉堡横截面：E11与E1形成较好连续蛋白网络并带孔隙，E9也近似但有差异，E3与E16未见典型纤维网络而是致密低孔结构。结论：低DBF利于保留SPC-VWG形成的多孔网络，高DBF或高调质水分干扰蛋白基质纤维化，促基质密实化，与质构测定硬度升高、弹性降低相符。

3.3 植物基汉堡的微生物学质量(Microbiological Quality of Plant-Based Burgers)

研究人员对冻藏初始(48 h)及60 d样品检测，所有处理均未检出Salmonella，凝固酶阳性葡萄球菌<102 CFU/g，霉菌酵母初始个别样品1.0×103 CFU/g但60 d后<102 CFU/g，嗜冷菌<102~2.0×102 CFU/g，耐热大肠菌群<3.0 MPN/g，均符合巴西Normative Instruction No. 161/2022及一般卫生推荐限值。结论：-18°C冻藏60 d内含DBF的植物基汉堡微生物学品质安全稳定。

3.4 植物基汉堡的感官属性(Sensory Properties of Plant-Based Burgers)

研究人员对E11、E1、E3、E16进行感官测试(n=87，18–45岁，含各类饮食偏好者)。E1、E3、E16的外观(7.16–7.75 vs 6.34)与色泽(7.21–7.75 vs 6.05)接受度显著高于对照(p<0.05)；香气与风味各配方间无显著差异；质地接受度E16最高(6.37)，对照最低(5.09)，E1(6.22)居中高于E3(5.52)；整体印象E1/E3/E16(6.45–6.75)高于对照(5.78)；购买意愿E1/E3/E16(2.91–3.23)高于对照(2.47)。CATA与对应分析显示E16关联"坚实质地""多汁""怡人风味"，E1关联"怡人香气/外观""蔬菜风味适口""咸度合适"，对照E11偏向"不悦蔬菜味"，E3处于中间。结论：添加4%–10% DBF尤其E1与E16显著改善视觉吸引与质地感受，不影响风味香气，提升整体喜好与购买意向。

四、讨论与结论总结

研究人员讨论指出，DBF中残留的不饱和脂肪酸与膳食纤维提升了汉堡营养密度，其天然棕褐色及促美拉德反应赋予更接近熟肉的暗红褐色，弥补纯SPC+VWG色泽偏浅问题；适量DBF(4%–10%)可在不破坏SPC-VWG蛋白网络前提下微调质构至消费者更喜好的坚实度，但过高DBF或过高调质水分削弱纤维化、致基质密实发硬甚至脆(E9)，故需控制DBF占比与挤出调质水分。微生物安全性验证支持其商业化冻藏可行性。CATA结果反映Baru副产物未带来豆腥或涩味，反因风味掩蔽/协同获得正面感知。此研究同时实现了农业加工副产物高值化与植物基肉制品营养—感官双重优化。

结论(翻译自Conclusion部分)：

在基于大豆浓缩蛋白与谷朊粉的组织植物蛋白(Textured Vegetable Protein, TVP)中添加Baru脱脂粉(Depurated Baru Flour, DBF)可开发出蛋白质含量更高、熟后色泽偏深且消费者接受度优于对照的植物基汉堡。TVP中添加4%–10% DBF的配方(E1与E16)蛋白质含量等于或高于对照，－18°C冻藏60 d微生物学质量合格，且在色泽/外观、质地、整体印象及购买意向上评分显著更高。微观结构显示适中DBF水平可保留多孔蛋白网络，而过高DBF和/或更高挤出调质水分促使基质密实化、硬度上升及弹性/内聚性下降，一例(E9, 18%调质水分)因脆性过大无法进行感官评定。结果表明DBF可在特定比例内加入以平衡植物基汉堡的营养构成与感官属性，但结构变化机制尚需深入研究。利用DBF亦为推动区域副产物高值化、构建更具可持续性的食品系统提供可行策略。未来应进一步优化DBF添加量、挤出调质水分及黏合剂体系以缓解部分配方过硬问题，同时保持理想的色泽与蛋白质强化效果。