《Applied Food Research》：Mycoprotein substitution in a toast bread formulation: physicochemical, microbial, textural and sensory characterization
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摘要：对高品质、更健康食品需求的日益增长，激发了人们对添加新型成分的兴趣，例如真菌蛋白（mycoprotein, MP），其具有提升食品品质和环境可持续性影响的潜力。本研究旨在通过添加Fusarium venenatum MP粉部分替代小麦粉来制作烤面包。对所
摘要：对高品质、更健康食品需求的日益增长，激发了人们对添加新型成分的兴趣，例如真菌蛋白（mycoprotein, MP），其具有提升食品品质和环境可持续性影响的潜力。本研究旨在通过添加Fusarium venenatum MP粉部分替代小麦粉来制作烤面包。对所得面包进行了基本成分、质地特性和感官属性的评估。与对照配方相比，用MP粉替代10%（w/w）的小麦粉，显著增加了蛋白质含量（34.4% w/w）和总膳食纤维（21% w/w），且未对整体感官可接受性产生不利影响。此外，MP的添加显著增加了面包的硬度（p < 0.05），并引起了颜色参数的显著变化，表现为亮度（L*）降低，同时红度（a*）和黄度（b*）升高。在微生物稳定性方面，增加MP的添加水平显著抑制了霉菌的生长。总之，在面包配方中适量使用Fusarium venenatum MP粉可作为功能性成分，有助于丰富烘焙食品的营养成分。
**论文解读：真菌蛋白替代对烤面包品质特性的影响**
**研究背景与问题**
蛋白质是日常营养中不可或缺的组成部分，对组织修复、酶活性、免疫反应及维持瘦体重等生理功能至关重要。随着人们对饮食质量和健康目标的关注日益增加，膳食蛋白质的来源和品质成为研究热点。真菌蛋白（mycoprotein, MP）源自丝状真菌Fusarium venenatum，是一种营养价值高、生产过程可持续的蛋白质来源。其富含优质蛋白质、膳食纤维和必需氨基酸，且生产所需土地和水资源较少，是环境友好的选择。此外，真菌蛋白在降低胰岛素血症、能量摄入和胆固醇水平方面具有潜力，对向可持续饮食转型具有重要意义。
近年来，多项研究探索了将各种蛋白质粉源添加到不同类型的食品中，以增强其功能特性。功能性食品是指富含生物活性化合物，能提供超出基本营养价值的额外健康益处的食品。富含蛋白质或膳食纤维的产品越来越受到健康意识消费者的青睐。因此，烘焙行业被鼓励在保持关键品质属性（如面团性能、理想的质地特性和整体感官可接受性）的同时，优先进行营养强化。在改善营养价值和消费者满意度之间取得平衡，是功能性烘焙产品扩展面临的关键挑战。
面包作为一种广泛消费的主食，尤其适合作为功能性强化的载体。它不仅是主要的能量来源，还可通过适当的强化策略，作为蛋白质、叶酸、硫胺素、铜、锌、铁、植酸等必需营养素以及潜在生物活性化合物（如类黑精）的输送基质。尽管烤面包在发达国家和发展中国家的消费量日益增加，但关于真菌蛋白添加对烤面包品质特性影响的研究信息有限。因此，本研究旨在探讨不同替代水平下，用真菌蛋白部分替代小麦粉对烤面包理化、微生物、质地和感官特性的影响，并确定能够改善营养特性同时保持可接受产品质量的替代水平。
**研究内容与结论**
研究人员将不同比例（5%、10%、15%、20% w/w）的Fusarium venenatum真菌蛋白粉替代小麦粉，制备烤面包，并与未添加的对照面包进行比较。通过对面包的基础成分、质地特性、颜色参数、感官接受度和微生物稳定性进行系统分析，得出以下结论：添加真菌蛋白可显著提高面包的蛋白质、膳食纤维、脂肪和灰分含量，同时降低碳水化合物含量和能量值。然而，高替代水平（15%和20%）会导致面包比容显著降低、硬度增加、弹性下降，并产生更深的颜色。在感官评价中，10%替代水平的面包在风味和整体接受度上与对照面包无显著差异，且具有更高的营养价值和感官可接受性。此外，真菌蛋白的添加有效抑制了储存期间霉菌的生长。
该研究发表于《Applied Food Research》，其重要意义在于：确定了10%的真菌蛋白替代水平是平衡营养强化与面包加工品质及感官接受度的理想比例，为开发高蛋白、高膳食纤维的烘焙功能性食品提供了科学依据，并推动了可持续蛋白质来源在食品工业中的应用。
**主要技术方法**
1. **真菌蛋白生产**：采用Fusarium venenatum IR3722C菌株（源自伊朗植物保护研究所），在含糖蜜替代葡萄糖的改良Vogel培养基中进行深层发酵，随后进行热处理（65°C，15分钟）以降低RNA含量，再通过冷冻干燥和研磨获得真菌蛋白粉。
2. **面包制备**：基于标准配方，用不同比例（5%、10%、15%、20% w/w）的真菌蛋白粉等量替代小麦粉，在固定水合条件下进行混合、发酵（28°C，90分钟；35-37°C，90分钟）和烘焙（250°C，30分钟）。
3. **品质分析**：采用AOAC标准方法进行基础成分分析；使用质构分析仪（Brookfield CT3）进行质地剖面分析（TPA），测定硬度、弹性、内聚性、咀嚼性和胶粘性；使用色差计（CR-400）测定色泽（L*、a*、b*）并计算褐变指数（BI）、色差（ΔE）和白度指数（WI）；由15名受过训练的感官评价员采用7点喜好度评分法进行感官评价；采用马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）倾注平板法在储存第1、3、7天进行霉菌和酵母菌计数。
**研究结果**
**3.1.1 基础成分分析**
通过基础成分分析发现，随着真菌蛋白（MP）添加量的增加，面包的灰分、脂肪、膳食纤维和水分含量均显著增加（p < 0.05）。20% MP配方中膳食纤维含量最高，较对照增加约45.2%（w/w）。蛋白质含量也显著增加（p < 0.05），5%至20% MP配方的面包均符合欧盟法规（EC）No. 1924/2006中“高蛋白”的宣称标准。相反，碳水化合物含量和能量值显著降低（p < 0.05）。面包的比容随MP含量的增加而显著下降（p < 0.05），20% MP时降幅最大，这可能与MP稀释了面筋蛋白、破坏了面筋网络结构及影响了水分分布有关。
**3.1.2 质地分析**
质地剖面分析（TPA）结果显示，与对照面包相比，MP的添加显著增强了面包的质地特性（p < 0.05）。面包硬度随MP含量增加而显著增加（p < 0.05），这与比容的下降趋势一致。弹性显著降低（p < 0.05），而内聚性无显著变化（p > 0.05）。咀嚼性和胶粘性均随MP含量增加而增加，表明需要更多能量来咀嚼和分解面包以利于吞咽。高替代水平（15%和20% MP）时，面包质地过硬，可能影响消费者感知品质。
**3.1.3 颜色分析**
颜色测量结果显示，MP的添加显著改变了面包皮的颜色（p < 0.05）。与对照面包相比，添加MP的面包皮具有显著更高的红度（a*）和黄度（b*）值，而亮度（L*）显著降低。总色差（ΔE）和褐变指数（BI）均随MP含量增加而增加，表明褐变程度加深。白度指数（WI）则呈下降趋势。这种颜色变化主要归因于MP中丰富的氨基酸与还原糖在烘焙过程中发生的美拉德反应，以及MP粉末本身的天然深色。
**3.1.4 感官分析**
感官评价结果表明，MP的添加对面包的感官属性产生了负面影响，尤其在20% MP水平时，所有感官评分（外观、颜色、质地、风味、整体可接受性）均显著低于对照（p < 0.05）。然而，含有10% MP的面包在风味和整体可接受性评分上与对照面包无显著差异（p > 0.05），表明10%的替代水平在营养强化和感官接受度之间取得了良好平衡。
**3.1.5 微生物评价**
微生物分析（霉菌和酵母菌计数）显示，在储存第1天，所有样品均未检测到微生物生长。第3天，对照面包开始出现霉菌生长，而MP添加组霉菌数量依次减少，20% MP组仍为零。第7天，所有组霉菌数量均增加，但呈现浓度依赖性抑制：对照面包霉菌数量最高，20% MP组最低。整个研究期间均未检测到酵母菌。这表明MP的添加有效抑制了霉菌的增殖，这可能与MP含有的几丁质、β-葡聚糖等生物活性化合物有关。
**总结与结论**
研究讨论部分指出，高水平的真菌蛋白（MP）替代虽然能显著提升面包的营养价值，但会带来面包体积减小、硬度增加、颜色加深等不利的加工品质变化，并可能降低感官接受度。因此，在营养强化与产品品质之间寻求平衡至关重要。研究结论部分总结如下：
不同水平MP粉的添加显著影响了面包的物理、化学和感官特性（p < 0.05）。随着MP含量增加，碳水化合物含量降低（p < 0.05），而灰分、蛋白质、脂肪、纤维和水分含量增加（p < 0.05）。尽管MP的添加由于美拉德反应导致面包皮颜色加深，并引起感官属性（风味、气味、质地和整体可接受性）和机械特性（结构更致密、比容降低）的显著变化，且咀嚼性和胶粘性增加，表明需要更多能量进行咀嚼和分解。尽管更高的MP水平进一步提升了面包的营养成分，但也导致了面包体积减小和硬度增加。因此，10%的替代水平在营养强化和加工品质之间提供了最有利的平衡。此外，10% MP面包（较对照面包蛋白质含量增加34.4% w/w，纤维含量增加21% w/w）在风味和整体可接受性上与对照面包无显著差异（p > 0.05）。真菌蛋白的添加影响了烤面包在储存期间的霉菌生长行为。然而，由于未对水分活度、pH及其他货架期相关因素进行研究，因此无法就货架期延长或防腐剂替代得出结论。需要开展涵盖全面货架期评估的进一步研究来确认这些潜在效应。
