高水分植物肉在腌制和巴氏杀菌过程中品质特性、风味形成及蛋白质结构变化的动态演变

《Food Research International》:Dynamic evolution of quality attributes, flavor formation, and protein structural changes in high-moisture meat analogues during marination and pasteurization

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月25日 来源:Food Research International 8.8

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   •腌制过程中蛋白结构从有序状态转变为无序状态。•长时间的腌制导致蛋白质变性和结构松弛。•腌制20分钟可获得理想的质感和热稳定性。•腌制使香辛料风味成分增加,例如茴香脑。•巴氏杀菌导致风味化合物大量流失,例如2-丁基呋喃。引言据预测,到2050年全球人口将达到97亿(Aghag

  
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    腌制过程中蛋白结构从有序状态转变为无序状态。
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    长时间的腌制导致蛋白质变性和结构松弛。
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    腌制20分钟可获得理想的质感和热稳定性。
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    腌制使香辛料风味成分增加,例如茴香脑。
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    巴氏杀菌导致风味化合物大量流失,例如2-丁基呋喃。

引言

据预测,到2050年全球人口将达到97亿(Aghagholizadeh & Rigi, 2025)。伴随全球人口增长、资源与环境压力的加剧以及消费者对健康和可持续饮食日益增长的需求(Ran 等, 2022),作为传统动物肉替代品的高水分挤压植物肉产品已成为食品工业的研究热点和新的产业增长点(Zhang 等, 2022)。然而,随着植物肉消费量的增加,改善其感官可接受度的需求也大幅上升。因此,在高水分挤压之后,针对风味和质构调控中的具体挑战进行优化,尤其是后续腌制与灭菌工艺的优化,对于拓宽消费者接受度至关重要。其中,高水分肉类类似物(HMMAs)通常以大豆分离蛋白(Zhang 等, 2022)、小麦谷朊粉(Dubey 等, 2024)以及豌豆分离蛋白(Baeghbali 等, 2025)等植物蛋白为主要原料配制而成。尤其是大豆蛋白和小麦谷朊粉,由于生产成本低、原料易得、营养丰富且具有良好的理化与加工特性,已成为 HMMAs 生产中最常用的植物蛋白原料(Zhang 等, 2021)。
腌制作为中国烹饪文化中最具代表性的加工技艺之一,经过数千年的演化,已形成独具一格的风味体系(Lan & Chen, 2002)。腌制使用八角、桂皮、花椒等天然香辛料,辅以酱油、焦糖色等呈味着色剂(Qin 等, 2019)。通过长时间浸泡和文火慢炖,原料充分吸收腌料复杂的风味,最终呈现出色泽红亮、口感细嫩、卤香浓郁的典型风味特征(Guo 等, 2020)。腌制是一个物理化学过程,涉及水分向外迁移、腌制因子向内扩散并最终达到动态平衡。在此过程中,腌制因子能否充分渗透并均匀分布于肉中直接决定了产品质量(Shi 等, 2022)。腌料中的有机酸和多酚等成分能够与蛋白质相互作用,从而改变蛋白质网络结构和产品外观,而腌制时间调控着这些相互作用,进而影响消费者的感官反应和接受度(Tejo Cavalcanti 等, 2023)。腌制的主要目的是赋予产品更愉悦的风味或掩盖原料的不愉快气味。在为 HMMAs 赋予良好风味的同时,腌制的另一个重要作用是延长产品的货架期、抑制微生物增殖并钝化氧化酶(?miecińska & Daszkiewicz, 2021)。与之相符,Yadav 等(2025)在系统综述中强调,腌制与温和热处理协同调控基质质量传递、蛋白交联、脂质氧化和微生物生长,这种联合处理对于平衡肉制品的感官品质与货架稳定性至关重要。
灭菌是延长食品货架期的常用方法,主要包括巴氏杀菌、高温高压灭菌(HTHP)、超高压灭菌(UHP)和辐照灭菌(IS)(Sun 等, 2021)。不同的灭菌技术力求在精准灭活有害微生物的同时,最大限度保留营养和风味。巴氏杀菌是一种在相对较低的温度(通常低于100°C)下有选择性地杀灭食品中的病原菌和部分腐败菌的灭菌技术,同时最大限度保留营养成分和风味(Chen 等, 2025)。根据美国食品药品监督管理局(FDA)的规定,巴氏杀菌需要将时间和温度结合,使特定产品中最具致病性的微生物降低5个对数(99.999%)(Bermudez-Aguirre & Niemira, 2023)。因此,对于不同的腌制产品,在确保安全的前提下选择适当的灭菌工艺,可以最大限度保留产品的风味化合物和原料原味。
值得注意的是,腌制与灭菌并非孤立的技术模块,二者的协同优化是现代食品加工中的核心环节。例如,调整腌制配方和优化腌制参数可以降低后续灭菌的难度;同时,灭菌技术的创新也可以与腌制工艺深度融合,既能优化食品风味又能达到食品安全目标。González-Cantillo 等(2025)将植物精油添加到腌料中,以抑制微生物生长和氧化,有助于降低后续灭菌难度。Y. Sun 等(2021)发现,超高压灭菌可以增加风味和非风味氨基酸的含量、降低苦味并增强鲜味。L. Chen 等(2025)发现,超高压可改善猕猴桃汁的颜色,而紫外线(UV)更能保留原味。
现有研究大多集中于挤压温度、螺杆转速和不同原料等参数对 HMMAs 结构的影响,然而对于挤压后腌制与灭菌过程中蛋白质相互作用、风味化合物演变以及质构-风味协同机制的系统分析仍显不足。为填补这一研究空白,我们假设,在挤压后的腌制与巴氏杀菌过程中所经历的化学及热处理,会诱导 HMMA 蛋白质产生特定的构象变化,并进一步协同驱动其最终风味与质构特性的演变。本研究考察了高水分挤压植物肉类似物(HMMAs)在 95°C 固定温度下、不同时间梯度腌制过程中关键质量指标(质构、色泽、风味)的动态演变,分析了固定巴氏杀菌温度 75°C 下随时间变化的蛋白质二级、三级和四级结构变化,阐明了巴氏杀菌阶段风味物质的动态变化,明确了蛋白质空间结构与质量指标演变之间的关联,并为 HMMAs 的质量控制提供依据。

各节摘要

材料

大豆分离蛋白(SPI)和小麦谷朊粉(WG)由玉王实业股份有限公司(山东,中国)提供。所有原料,包括菜籽油、白砂糖(纯度≥99.9%)、生抽、老抽、八角、月桂叶和干红辣椒,均购自沃尔玛有限公司(中国合肥)。分析纯氯化钠、尿素、β-巯基乙醇和环己酮购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司(中国上海)。

植物基高水分肉类类似物(HMMAs)的制备

A

蛋白溶解度分析

如图1所示,HMMA 纤维的结构完整性主要依靠二硫键、氢键和疏水作用的协同作用得以维持(Peng 等, 2023)。在腌制过程中,高温(95°C)和腌料成分(如盐和糖)会动态改变这些分子间作用力,直接决定了蛋白溶解度的变化。
就疏水作用而言,蛋白质最初表现出较强的疏水聚集

结论

本研究制备了高水分挤压植物肉类似物(HMMAs)并对其进行了腌制后巴氏杀菌处理。综合表征结果显示,20 分钟腌制(M20)是本研究测试的所有处理中最优的预处理条件。M20 样品硬度适中、内聚性和咀嚼性达到最大,且蛋白变性温度最高(124.97°C),表明其具有优异的热稳定性。
长时间的

CRediT 作者贡献声明

Chao Zhou:初稿撰写、调查研究。Song Zhang:数据整理。Yuxi Lin:数据整理。Ran Feng:审校与编辑、资金支持。Bao Zhang:审校与编辑、资金支持。

利益冲突声明

作者声明不存在任何已知的可能影响本文研究工作的财务利益或个人关系方面的利益冲突。

致谢

本研究由国家重点研发计划(2024YFD2100201)和安徽省重点科技项目(202423l10050024)提供资金支持。
Chao Zhou|Song Zhang|Yuxi Lin|Ran Feng|Bao Zhang
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