《Future Foods》：Incorporation of pea and hemp seed protein hydrolysates into soybean protein-based meat analogues for enhanced bioactive and instrumental sensory attributes
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为应对不健康饮食导致慢性非传染性疾病高发的挑战，研究人员探索将豌豆（PPH/PCH）与大麻籽（HPH/HCH）蛋白酶解产物融入大豆浓缩蛋白（SPC）基人造肉（MAs），旨在通过高水分挤压技术同步改良其质地、风味与生物活性。研究表明，添加16-24% HPH可显著提升α-葡萄糖苷酶抑制、DPPH自由基清除（DRSA）与铁离子还原（FRAP）活性；豌豆水解物则增强乙酰胆碱酯酶（AChE）抑制，而大麻水解物独有肾素抑制效果。该策略成功构建了兼具更优口感、更低苦味与多重潜在健康益处的植物基人造肉新体系。
在当今社会，饮食模式的转变与慢性非传染性疾病（NCDs）的流行日益成为全球公共卫生的重大挑战。世界卫生组织的数据揭示了不健康饮食是推动高血压、糖尿病、心血管疾病乃至癌症等NCDs发生发展的关键行为因素之一。与此同时，消费者对可持续、健康食品的需求不断增长，推动了以植物为基础的人造肉（Meat Analogues, MAs）市场的蓬勃发展。这类产品旨在模仿动物肉的质地、风味和外观，提供一种环保且符合伦理的蛋白质来源。然而，现有的植物基人造肉在营养功能性方面仍有提升空间。如何在不牺牲口感的前提下，赋予其更丰富的健康促进属性，成为一个亟待解决的课题。
在此背景下，功能性食品与营养保健品领域的研究者将目光投向了生物活性肽。食品蛋白质经过酶解后产生的多肽和氨基酸混合物，即蛋白水解物，已被证明具有广泛的健康益处，如抗氧化、降血压、调节血糖和神经保护等。豌豆和大麻籽作为新兴的植物蛋白源，不仅蛋白质含量丰富，其酶解产物也展现出良好的生物活性潜力。但将这些潜在的“功能因子”有效地整合到人造肉这种复杂食品基质中，并评估其对最终产品质地、感官和生物活性的综合影响，相关研究尚不充分，尤其是在高水分挤压烹饪这一关键技术中的应用更少探索。
为了回答如何提升植物基人造肉的质地与健康功能这一核心问题，由Helen Oluwaseun Agunbiade、Deepak Kadam、Aayushi Kadam、Filiz Koksel和Rotimi Emmanuel Aluko组成的研究团队，在《Future Foods》期刊上发表了一项创新性研究。他们系统性地探究了将豌豆和大麻籽蛋白水解物掺入大豆基人造肉体系，对产品质地、苦味、抗氧化及多种关键酶抑制活性的影响，为开发下一代高附加值植物肉产品提供了重要的科学依据。
为了开展这项研究，研究人员运用了多项关键技术。首先，他们使用木瓜蛋白酶和糜蛋白酶分别对豌豆和大麻籽蛋白浓缩物进行为期4小时的水解，制备了四种不同的蛋白水解物（HPH, HCH, PPH, PCH），并测定了其水解度与氨基酸组成。接着，研究团队采用实验室规模的同向旋转双螺杆挤出机进行高水分（65%含水量）挤压烹饪，以大豆蛋白浓缩物（SPC）为主要基料，分别按SPC干重的0%、8%、16%和24%的比例掺入上述水解物，制备了一系列人造肉样品。对挤出产物，他们利用质构分析仪系统评估了切割力、质构化程度以及硬度、咀嚼性、胶着性、弹性等质构剖面参数，并使用电子舌测定了苦味强度。最后，通过一系列体外生化实验，全面测定了人造肉提取物的抗氧化能力（包括DPPH自由基清除活性DRSA、超氧阴离子自由基清除活性SRSA、羟自由基清除活性HRSA、铁离子还原抗氧化能力FRAP、金属螯合活性MCA及抑制亚油酸过氧化）以及对多种酶的抑制活性，这些酶涉及神经退行性疾病、高血压、糖尿病和肥胖等多种疾病通路，包括乙酰胆碱酯酶（AChE）、血管紧张素转换酶（ACE）、肾素、α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶和胰脂肪酶。
3.1. 蛋白水解物的水解度与氨基酸组成
研究发现，木瓜蛋白酶水解产物的水解度普遍高于糜蛋白酶，特别是豌豆木瓜蛋白酶水解物（PPH）的水解度最高。氨基酸分析显示，所有水解物均富含精氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺和支链氨基酸，且木瓜蛋白酶水解物含有更高的组氨酸、精氨酸和甲硫氨酸等，这可能与其更广泛的蛋白水解特异性有关，为其后续的生物活性奠定了基础。
3.2. 挤压系统参数
添加蛋白水解物降低了挤压过程中的比机械能输入、扭矩和模头压力，且这种降低效应随着水解物添加比例的增加而愈加明显。这表明水解物的加入可能降低了熔体粘度，从而减少了加工能耗，这对于工业化生产的节能降耗具有积极意义。
3.3. 切割力与质构化程度
切割力测试揭示了人造肉纤维结构的力学各向异性。与纯SPC对照相比，添加了水解物的人造肉通常具有更好的切割力。特别是，含有8%豌豆糜蛋白酶水解物（PCH）的样品质构化程度最高，其纤维结构沿挤出流动方向的排列最为显著，与鸡肉的力学结构相似。然而，大麻糜蛋白酶水解物（HCH）的添加整体降低了样品的质构化程度。
3.4. 质构剖面
总体上，添加蛋白水解物增加了人造肉的硬度，但硬度、咀嚼性和胶着性均随着水解物添加比例的增加而降低。这意味着可以通过调整水解物的种类和比例，来“定制”人造肉的质地，例如，为老年人设计更柔软易嚼的产品（高添加比例），或为喜好嚼劲的消费者设计更坚实的产品（低添加比例）。
3.5. 颜色分析
随着水解物添加比例的增加，人造肉的亮度（L值）降低，红度（a值）和黄度（b*值）增加，产品颜色变深。这可能是由于挤压过程中的美拉德反应、色素氧化等所致。大麻籽水解物对产品颜色的加深作用比豌豆水解物更明显。
3.6. 苦味强度
一个令人惊喜的发现是，所有添加了蛋白水解物的人造肉，其苦味强度均显著低于纯SPC对照样品。尽管大麻籽水解物本身苦味较高，但经过挤压加工并与其他成分混合后，其在最终产品中的苦味得以掩盖或降低。这为解决蛋白水解物在食品应用中的“苦味瓶颈”问题提供了新思路。
3.7. 抗氧化特性
在抗氧化能力方面，研究取得了关键性成果。含有大麻木瓜蛋白酶水解物（HPH）的人造肉，尤其是添加了16%和24% HPH的样品，其DPPH自由基清除活性和铁离子还原能力显著高于SPC对照，甚至接近阳性对照谷胱甘肽的水平。这表明HPH能有效增强人造肉的抗氧化潜能。
3.8. 酶抑制活性
在针对特定疾病的酶抑制活性方面，不同来源的水解物表现出独特的优势：
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抗糖尿病潜力：含有HPH（特别是16%和24%）的人造肉表现出更高的α-葡萄糖苷酶抑制活性，有助于延缓餐后血糖升高。
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神经保护潜力：几乎所有含有豌豆蛋白水解物（PPH和PCH）的人造肉，其乙酰胆碱酯酶抑制活性均高于SPC对照，提示其在预防或缓解阿尔茨海默症等神经退行性疾病方面可能具有价值。
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降压潜力：只有来源于大麻籽蛋白的水解物（HPH和HCH）赋予了人造物抑制肾素（一种调节血压的关键酶）的活性，而来源于豌豆的水解物和SPC对照则无此活性。在血管紧张素转换酶抑制方面，各样品间差异不显著。
结论与意义
本研究成功地将豌豆和大麻籽蛋白水解物整合到大豆基高水分挤压人造肉中，系统评估了其对产品加工特性、质地、感官和生物活性的多维影响。研究得出核心结论：植物蛋白水解物，特别是大麻木瓜蛋白酶水解物，不仅能降低挤压能耗、优化产品质地（可通过比例调控软硬度），还能有效掩盖苦味，并显著增强最终产品的抗氧化能力（如DRSA、FRAP）以及对α-葡萄糖苷酶、乙酰胆碱酯酶和肾素等关键靶点酶的抑制活性。这意味着，通过精心选择蛋白源和水解酶，可以“设计”出具有特定健康功能导向（如辅助控糖、神经保护、辅助降压）的下一代植物基人造肉。
这项研究的创新性与重要意义在于，它突破了将生物活性肽简单作为膳食补充剂的传统思路，而是将其作为功能性配料，无缝集成到主流食品——人造肉——的基质中。这为开发“寓健康于饮食”的日常功能性食品提供了切实可行的技术路径，不仅增加了植物肉产品的营养附加值，也为其市场差异化竞争和满足特定健康需求的消费群体（如糖尿病患者、高血压前期人群、关注认知健康的老年人）开辟了新方向。研究成果验证了基于农业副产物（如蛋白水解物）开发生物活性成分，并用于创新食品制造的巨大潜力，对促进食品产业的可持续发展、丰富功能性食品品类具有重要的理论和实践价值。
