漢麻籽蛋白在仿生肉制品中的應用前景

石 杰，楊慶麗，姬妍茹，董 艷，宋淑敏，劉宇峰

（黑龍江省科學院大慶分院，黑龍江大慶 163318）

漢麻（Cannabis Sativa L） 在我國又名大麻、線麻、寒麻、云麻、魁麻、火麻、麻籽等，是大麻科（Cannabaceae） 大麻屬（Cannabis） 的一年生草本植物[1]。漢麻是目前我國麻類產業(yè)研發(fā)的主導作物，也是我國麻類產業(yè)進程中發(fā)展最快的產業(yè)，從農業(yè)種植延伸到紡織、服裝、造紙、軍需、化工、粘膠、木塑、新型建材、食藥保健等十幾個產業(yè)鏈[2]。漢麻籽的開發(fā)利用不僅對漢麻產業(yè)發(fā)展有著重要作用，同時也為人們提供了一種具有豐富營養(yǎng)價值和保健價值的食物資源，關于漢麻籽保健食品的研究與開發(fā)已經成為產業(yè)熱點之一。漢麻籽富含不飽和脂肪酸、人體必需氨基酸和微量元素等營養(yǎng)組分，其中，脂肪酸含量占25%～35%，蛋白質占20%～25%，碳水化合物占20%～30%[3]。傳統的漢麻籽利用方式是提煉油脂，漢麻籽油不僅營養(yǎng)全面，還可以制備化妝品、潤滑油和涂料樹脂。然而，提油后的漢麻籽粕仍然具有很高的利用價值，歐美市場通常利用漢麻籽粕制備漢麻籽蛋白粉、漢麻面粉等保健食品[4]，產品類型較單一，具有廣闊的市場開發(fā)空間。仿生肉制品（Meat-substitute） 越來越受到大眾的歡迎，它不僅能夠滿足消費者的文化需要，同時從健康飲食和均衡營養(yǎng)的角度考慮，仿生肉是一個絕佳的選擇。作為植物蛋白，漢麻籽蛋白在營養(yǎng)保健方面遠勝于仿生肉制品的傳統原料——大豆蛋白。漢麻籽蛋白仿生肉的出現實現了漢麻籽粕的高效利用和漢麻籽蛋白產品的多樣化。因此，就漢麻籽蛋白在仿生肉制備過程中的可行性及應用前景進行綜述，以期為開發(fā)漢麻籽蛋白仿生肉制品提供新思路。

1 我國素食產業(yè)現狀

由于宗教的存在，我國具有歷史悠久的素食飲食文化。隨著社會的進步和發(fā)展，越來越多的人選擇素食，使得素食成為21世紀最時尚最流行的食品。這不僅是對傳統文化的繼承，更多的是現代社會發(fā)展導致了素食主義的產生[5]。一方面，隨著激烈的社會競爭，高血壓、高脂血癥、糖尿病等現代病已經成為高發(fā)疾病，從而導致素食成為現代人飲食的優(yōu)先選擇。另一方面，西方素食主義者倡導的人與動物的道德倫理，以及畜牧業(yè)對地球環(huán)境產生的壓力等原因導致了素食產業(yè)的興起[6]。而在素食的選擇過程中，人們除了選擇維生素、礦物質、纖維素含量豐富的果蔬外，按照人體健康需求，還會選擇攝取豐富多樣的優(yōu)質植物蛋白。仿生肉就是在素食產業(yè)中誕生的肉代制品，其外形、色、香、味等與實肉相似，具有食用方便、營養(yǎng)健康等特點[7]。

2 仿生肉產品研發(fā)現狀

仿生肉是基于消費者的素食訴求而誕生的一類大豆蛋白制品，是近年來非常受歡迎的一類素食產品。它可以作為原料烹調菜肴或作為肉制品加工中的輔料，具有蛋白質含量高、熱量低、無動物公害，以及接近肉類的質地、纖維、風味、咀嚼感等特點[8]。

目前制備仿生肉的原料主要是大豆蛋白、小麥蛋白、松子粕和菌類蛋白，同時添加淀粉、氨基酸等輔料。大豆蛋白往往來源于大豆餅粕（即濃縮蛋白） 或大豆分離蛋白[9]。鄭州糧食學院研制了以大豆和花生蛋白粉、谷朊粉、水解蛋白等原料制造仿生肉的技術。吳祖芳等人[10]以脫脂豆粕（DSM） 為主要原料考查了玉米淀粉添加量對仿生肉制品產品參數的影響。馬寧等人[11]研究了小麥面筋蛋白制備仿生肉的影響因素。高培棟等人[12]以松粕等原料制備了仿生素肉。呂斌等人[13]研究了以豆渣為原料的仿生肉產品營養(yǎng)因子的含量。武漢大學通過提取菌類纖維化蛋白質中加入不同量的氨基酸等原料后，制成了菌體仿生禽、畜、魚類食品，出口到美國等地[14]。

仿生肉的制備過程其實是植物蛋白的組織化改性[15]，目前常用的方法是擠壓技術，擠壓過程涉及的是蛋白質本身及與各組分之間相互的物理、化學作用，擠壓過程的工藝參數是目前相關領域的研究熱點。市面上常用的仿生肉制作設備包括拌粉機和膨化機。已有文獻報道在高水分下擠壓和用雙螺桿擠壓機擠壓時各擠壓參數對仿生肉特性的影響[16]。同時也有學者對擠壓組織化過程中添加劑的影響進行了研究[17]，常見的有鹽類、乳化劑、酸堿調節(jié)劑等。

3 漢麻籽蛋白作為仿生肉制備原料的營養(yǎng)可行性

漢麻籽具有豐富且合理的營養(yǎng)組成。漢麻籽含有28%～51%的油脂，漢麻籽油中含有豐富的α-亞麻酸、亞油酸、花生四烯酸等人體必需的多聚不飽和脂肪酸[18]，并且亞麻酸（ω-6） 與亞油酸（ω-3）比例是FAO/WHO和中國營養(yǎng)學會提出的最佳比例，因此漢麻產業(yè)主要的漢麻籽利用途徑就是漢麻油的提取。與大豆相似，作為油料作物漢麻籽去油成粕后主要包含的是漢麻籽的第二大營養(yǎng)成分——漢麻籽蛋白，可以制備漢麻蛋白粉、漢麻蛋白飲料、漢麻豆腐等[19]。漢麻籽含有20%～25%的優(yōu)質蛋白，與大豆不同，漢麻籽蛋白不含大豆寡聚糖和致敏因子，并且可以促進人體產生膠原蛋白，主要由麻仁球蛋白和清蛋白組成[20]。漢麻的蛋白不同于大豆、花生、雞蛋，其比例完整，類似于母乳和血漿，不會造成胃脹、反胃和過敏反應[21]。所以，漢麻籽蛋白消化速率遠高于傳統的大豆蛋白、花生蛋白。吳勝菊等人[22]發(fā)現漢麻仁蛋白粉對腫瘤患者手術聯合化療后的營養(yǎng)不良具有改善作用。葉志兵[23]研究發(fā)現漢麻籽蛋白能有效改善限制體重項目運動員的血紅蛋白、血清蛋白和血清前蛋白等營養(yǎng)指標值。組成漢麻籽蛋白的氨基酸有20多種，包括8種人體必需的氨基酸。此外，漢麻籽中精氨酸、谷氨酸和天冬氨酸的含量也較高。對于兒童來說，精氨酸也是必需氨基酸。漢麻籽與漢麻葉、花、莖不同，其不含有大麻的毒品物質——四氫大麻酚（THC），食用時不必擔心中毒或上癮。魏月媛等人[24]通過小鼠試驗，發(fā)現漢麻籽蛋白對受試物無毒性作用。同時有研究發(fā)現，漢麻籽蛋白分解成多肽后，具有抗氧化、抑菌、保肝、降血脂及降血糖等生物活性[25]。有資料顯示，長期使用漢麻仁可以改善性激素水平，是養(yǎng)生延年的良好食品。因此，漢麻籽蛋白作為制備仿生肉產品的原料不僅不含有致敏因子，并且具備很多的營養(yǎng)作用和保健功效。

4 漢麻籽蛋白作為仿生肉制備原料的工藝可行性

漢麻在我國種植主要是收獲和利用纖維，而在美洲和歐洲的大多數國家主要收獲利用的是漢麻籽（即種子）。并且在美國市場上，漢麻籽的相關產品，特別是漢麻蛋白粉非常暢銷，深受消費者的歡迎。漢麻籽蛋白與大豆蛋白有著相似的物理性質，廣西巴馬人利用豆腐的制備工藝成功制成漢麻豆腐。

仿生肉制備過程中的關鍵技術是蛋白的組織化，其機理主要是在擠壓機中含有較高蛋白質的物料與水分混合，經過高溫、高壓、高剪切和摩擦等一系列作用，使得蛋白質的高級結構遭到破壞，從而形成相對線性的蛋白質分子鏈，再經過冷卻發(fā)生晶體聚集，從而形成了一定的纖維狀和多層次結構。高濕擠壓技術在1980年由法國和日本的研究人員研制成功，目前技術非常成熟，在大豆組織蛋白的制備中應用最多，產業(yè)化程度最高。但也有多種植物蛋白成功使用高濕擠壓技術制備了植物組織蛋白，如豌豆、松粕、小麥面筋粉等高蛋白植物原料。

大豆仿生肉的常用生產工藝流程如下：

原料（大豆）→清選→脫皮→去油→磨粉→調和→擠壓膨化→烘干→整理包裝→入庫。

該工藝主要是利用大豆榨油后的餅粕進行后續(xù)的植物蛋白組織化。針對漢麻的清選、脫皮、去油和磨粉的高效機械設備目前在市場上已有成品銷售。由于漢麻油相較于大豆油含有大量的α-亞麻酸，因此在漢麻油提取過程中為防止α-亞麻酸的損失應避免加熱，往往采用冷榨或超臨界萃取。由于超臨界萃取方式對設備和工藝的要求較高，因此現在漢麻油往往采用原始的冷榨，冷榨后的漢麻餅粕含有大量原始的植物蛋白。在調和配方后，通過目前市場上常用的高濕擠壓技術和變化機理同樣可以使?jié)h麻籽蛋白在剪切、高溫、高壓等綜合作用的影響下形成熔融狀態(tài)的“膠溶體”，使得蛋白間的化學鍵斷裂重排，從而形成高度組織化、纖維化的漢麻籽蛋白仿真肉制品，其可操作性高，易成規(guī)模。

5 漢麻仿生肉的制備意義及應用前景

漢麻最早在中國種植，大約在公元前1 500年傳入歐洲。漢麻全身是寶，皮、稈、籽、根、葉、花均有非常高的利用價值，現在已被國家列為一種高值特種生物資源。自2002年衛(wèi)生部將漢麻歸列入藥食同源目錄中后[25]，漢麻籽的產業(yè)化開發(fā)利用已經開始，但基本限于傳統籽仁的低值食用，未能形成全產業(yè)鏈的高值化藥食綜合利用。所以，市場上的漢麻籽產品，除了油用以外，僅僅以各種配方蛋白粉或雜糧的形式使用。產品的形式和口味都過于單一。但是近年來，以植物蛋白仿生為產品概念的膨化豆制品正在成為一個新的市場熱點，受到越來越多的素食消費者的青睞。仿生肉不僅可以制成口感各異的仿生牛肉、仿生雞肉等，并且由于具有與動物肉相似的烹飪屬性，可以廣泛應用于涼拌菜及煎炒烹炸處理的各類菜肴。不但形式多樣、味道多變，更豐富了漢麻籽蛋白產品的類型，同時為發(fā)揮漢麻籽蛋白的營養(yǎng)功效提供了更多途徑。漢麻籽蛋白仿生肉營養(yǎng)豐富、無致敏因子，具有比大豆蛋白更好的保健效果，如果使用漢麻油進行烹調，對合理全民飲食結構具有重要意義。當然，從理論角度講，使用漢麻籽蛋白制備仿生肉是可行的，但是具體的調和配方、工藝參數還需要實踐摸索，這將是今后漢麻仿生肉制備領域研究的關鍵技術。