综述:植物蛋白的崛起:消费者认知与面临的挑战
《Food Science & Nutrition》:The Rise of Plant-Based Proteins: Consumer Perception and Challenges
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时间:2026年05月02日
来源:Food Science & Nutrition 3.8
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**摘要**
蛋白质对人类健康至关重要。随着人口的增长和环境问题的加剧,植物性蛋白质变得越来越受欢迎。它们具有许多益处,例如预防多种慢性疾病,并通过减少温室气体排放、土地使用和水资源消耗来促进可持续性。此外,2024年欧盟的植物性食品市场价值约为90亿欧元,其中牛奶、饮料和肉类
**摘要**
蛋白质对人类健康至关重要。随着人口的增长和环境问题的加剧,植物性蛋白质变得越来越受欢迎。它们具有许多益处,例如预防多种慢性疾病,并通过减少温室气体排放、土地使用和水资源消耗来促进可持续性。此外,2024年欧盟的植物性食品市场价值约为90亿欧元,其中牛奶、饮料和肉类替代品占总销售额的很大一部分。植物性蛋白质占全球蛋白质消费的80%,来源多样,使其成为比动物性蛋白质更可持续的选择。然而,它们也存在一些局限性,包括缺乏某些必需氨基酸以及生物利用率较低。此外,还存在一些挑战,如对味道的负面看法和产品标签的监管限制。食品恐惧症、口味偏好和可获取性等因素也会影响其消费。通过制定法规、采用新的生产方法并进行更多研究,可以提高消费者对植物性蛋白质的接受度,鉴于其健康和生态优势,这可能使它们成为未来的主流食品。本文讨论了植物性食品的益处和挑战、各种植物蛋白来源以及消费者对这些蛋白质的看法。
**1 引言**
蛋白质是由氨基酸组成的高分子物质,支持细胞和组织的生长与维护。不同生命阶段的蛋白质需求各不相同。欧洲食品安全局(EFSA)建议成年人每天每公斤体重至少摄入0.83克蛋白质。植物性和动物性蛋白质在性质和消化率上存在差异,但在总蛋白质摄入量充足的情况下,这种差异可能不那么关键(EUFIC 2019)。共有20种标准氨基酸,人体可以合成其中一些,而另一些则必须从饮食中获取。人体无法合成的氨基酸被称为“必需氨基酸”,必须通过食物摄取。20种氨基酸中有9种是必需的,包括组氨酸、亮氨酸和赖氨酸。另一方面,“非必需氨基酸”可以由人体自身产生,不需要从饮食中获取。氨基酸的数量和序列决定了蛋白质的结构和功能特异性。人体会产生超过1000种蛋白质,每种蛋白质都有独特的生物学功能。蛋白质有助于构建和修复组织、产生激素,并支持大脑功能。它们还提供能量,每克约含4千卡热量。此外,蛋白质对于维持头发和皮肤健康以及支持肌肉生长也至关重要(Cleveland Clinic 2021)。蛋白质缺乏会损害这些功能,由于蛋白质在神经递质合成中的作用,还可能导致情绪变化。据估计,近十亿人患有蛋白质缺乏症。受影响最严重的地区是中非和南亚,那里近三分之一的儿童蛋白质摄入不足(Alliance for Science 2020)。到2050年,世界人口预计将达到约97亿。为了养活这一不断增长的人口,全球食品产量需要增加约70%。然而,当前的食品系统多样性较低,只有12种植物和5种动物物种提供了75%的全球食品供应(Colgrave等人2021)。预计全球气温升高1°C–2°C将降低作物产量和生物多样性(联合国2016)。植物性食品由于其较低的温室气体排放量以及众多的健康益处,有助于缓解气候变化(联合国2021)。本综述探讨了植物性蛋白质的益处和挑战,强调了它们在人类健康和环境可持续性方面的意义,并研究了消费者对这些食品的看法,以期为未来改进产品质量、解决现有障碍和满足消费者期望提供见解。
**2 植物性食品的重要性**
世界卫生组织推荐植物性食品,因为它们对健康和环境有益。这些食品不仅改善了人类健康,还有助于保护环境(WHO 2021)。本节从经济、可持续性和健康的角度探讨了植物性食品的重要性。
**2.1 植物性食品市场的经济效益**
全球经济正向循环经济模式转型,以建立一个废物最小化、资源得到保护的可持续系统。植物性产品在循环经济中发挥着重要作用,通过缩短供应链和提高产品周转率。它们更高的可回收性也在原材料利用效率方面具有优势(Shogren等人2019)。植物性食品越来越受欢迎。根据Good Food Institute(GFI)欧洲的数据,2024年欧洲的植物性食品零售市场价值约为90亿欧元,其中牛奶、饮料和肉类替代品在法国、德国、意大利、西班牙、荷兰和英国等关键市场的总销售额中占很大比例。2024年,这六个主要欧洲国家的植物性食品零售销售额约为47亿欧元,其中牛奶和饮料是最大类别,并且销量持续增长。过去十年间,欧洲的植物性牛奶和饮料销量增长了150%以上(GFI Europe 2025)。在各种类别中,植物性牛奶替代品仍然是植物性市场中最为成熟和增长最快的部分。全球范围内,植物性牛奶替代品的销售额在2009年至2015年间翻了一番,超过210亿美元(Alcorta等人2021)。同样,植物性乳制品和肉类替代品也在持续增长,尽管各地区表现不一。2024年,美国的植物性食品零售总额约为81亿美元,其中牛奶替代品销售额约为28亿美元,而酸奶和奶油替代品则表现平平或略有下降(GFI 2024)。在欧洲,植物性牛奶和饮料仍然是最大和增长最快的类别,在意大利等市场,植物性奶酪的价值在2022年至2024年间翻了一番(GFI Europe 2025)。全球植物性肉类替代品市场也相当重要,2024年销售额超过60亿美元,尽管美国的零售销售额最近趋于平稳或下降(GFI 2024)。新的研究、研发投资、通货膨胀以及美国的监管变化可能会重塑市场预期(Alcorta等人2021)。总之,植物性食品行业的崛起是由生活方式的变化和对动物性食品影响的担忧所驱动的。预计该市场将继续扩张,并在不久的将来发挥越来越大的作用。
**2.2 植物性食品的健康益处**
植物性食品的健康效应可以从多个角度进行评估。首先,食用植物性食品可能降低患慢性疾病的风险。严格的植物性饮食与冠心病发病风险降低8%以及因冠心病导致的死亡率降低16%有关(Kim等人2019)。此外,植物化学物质和全植物性食品已被证明可以降低低密度脂蛋白胆固醇(LDL)的水平,从而减少斑块形成并增加心血管疾病(CVD)的风险。因此,可以降低CVD的风险,但需要进一步研究以确定此类饮食的最佳摄入量、持续时间和组成(Islam等人2021)。一项研究表明,大量食用植物性食品并结合少量动物性食品可以显著降低高血压的风险(Kim等人2020)。另一项研究将植物性饮食分为三种类型——总体型、健康型和纯素型——并纳入了2000多名参与者。虽然健康型植物性食品与较低的高血压风险相关,但纯素型饮食与较高的风险相关。总体型植物性饮食与高血压风险无关。这些发现强调了植物性饮食模式中食品质量的重要性(Kim等人2021)。此外,严格遵循植物性饮食与降低糖尿病前期和胰岛素抵抗的风险相关(Chen等人2020)。然而,一项队列研究强调,植物性食品的质量(如较低的钠含量)与2型糖尿病风险降低有关(Kim和Giovannucci 2022)。植物性食品由于其高纤维含量可能促进饱腹感,从而减少能量摄入和体重减轻(Barnard等人2015)。另一方面,一项研究表明,植物性饮食并不总是与肥胖相关,尽管它们可能有助于预防或管理某些慢性疾病。然而,过量摄入某些植物性食品,尤其是在营养摄入不足的情况下,可能对健康产生不利影响(Magkos等人2020)。保持健康的体重是降低癌症风险的最有效方法之一。将植物性饮食与定期体育活动相结合有助于减肥。这一点很重要,因为超重或肥胖会增加12种癌症的风险,包括结直肠癌、子宫癌、肾癌和胰腺癌,这是由于超重引起的炎症和激素失衡(MD Anderson Cancer Center 2020)。植物性饮食已被证明可以减少炎症、氧化应激和激素失衡,因此可能有助于管理结直肠癌、乳腺癌和前列腺癌等癌症(Hardt等人2022)。此外,植物性食品(如水果和蔬菜)能量密度低,富含水分和纤维(Hever和Cronise 2017)。它们含有的某些营养成分已被临床研究其对抑郁症的潜在影响(La Chance和Ramsey 2018)。植物性饮食可能影响大脑功能,尽管目前证据尚无定论。肠道微生物群可能影响大脑功能,但需要进一步研究以了解植物性饮食如何影响微生物群和神经过程(Medawar等人2019)。此外,当前研究表明,虽然没有一种食物可以完全预防认知衰退,但绿叶蔬菜(如菠菜、西葫芦和西兰花)可能有助于减缓认知衰退(哈佛公共卫生2024)。植物性食品可能有助于早期阶段慢性肾病的管理。磷是一种在许多食物中含量丰富的矿物质,尤其是在动物性食品中,肾脏会将其从血液中清除。然而,在患有肾病的情况下,磷的清除能力受损,导致其在体内积累并对骨骼和血管造成潜在伤害。植物性食品中的植酸成分可以限制磷的吸收,从而帮助减少磷的摄入。多吃植物性食品少吃动物性食品可能有助于预防肾病或减缓已存在的肾病进展(国家肾脏基金会2021)。关于不孕症与植物性饮食之间关系的研究仍然有限且结论不明确。一项研究表明,蛋白质类型可能会影响精液质量。较高的植物性蛋白质摄入量与较低的精子浓度相关,但需要进一步研究(Abdollahi等人2022)。另一项研究表明,食用更多植物性蛋白质而非动物性蛋白质可能降低因排卵不足引起的不孕症风险(Chavarro等人2008)。然而,仍需进一步研究以确定植物性饮食的健康效应。总之,虽然需要进一步研究以明确植物性饮食的健康影响,但目前证据表明,增加高质量植物性食品的摄入量可以支持各种慢性疾病的预防和管理。尽管如此,考虑这些饮食的营养充足性和多样性仍然很重要,因为过量或不平衡的摄入可能导致意外的健康后果。因此,基于证据的、精心规划的植物性饮食方法对于最大化健康益处同时最小化潜在风险至关重要。
**2.3 植物性食品的可持续性**
食物选择不仅影响健康,还影响地球。食品生产的每个阶段都会排放温室气体(GHG),从而增加地球温度并导致气候变化。全球食品系统约占所有人为温室气体排放的三分之一(联合国2021)。与植物性替代品相比,动物源性食品对环境的影响要大得多(联合国2021)。表1显示了与选定食品生产相关的温室气体排放量。表1. 每公斤食品的温室气体排放量(联合国2021)。
| 食品(1公斤) | 温室气体排放量(Kg CO2e) |
| ------------ | ------------------ |
| 牛肉 | 35.5 |
| 羊肉 | 19.9 |
| 奶酪 | 10.8 |
| 水果 | 10.4 |
| 牛奶 | 9.5 |
| 蔬菜 | 6.8 |
| 鱼类 | 6.0 |
| 米饭和谷物 | 4.8 |
| 鸡蛋 | 4.2 |
| 豆类 | 0.9 |
| 坚果 | 0.3 |
如果目前的消费习惯持续到2050年,食品生产和土地使用的温室气体排放量预计将增加80%(Tilman和Clark 2014)。牛和羊等牲畜在消化食物时会产生甲烷,从而显著增加温室气体排放(Abdurehman 2020)。动物性食品的生产约占所有温室气体排放的15%,使其成为气候变化的主要贡献者之一。这一数字与所有交通方式(包括车辆、飞机和船舶)产生的排放量相当。此外,畜牧业占据了大约70%的农业用地,导致广泛的森林砍伐、栖息地丧失和水污染(科罗拉多大学2022年)。从牲畜和动物饲料生产转向直接供人类消费的植物性食品系统可以显著减少温室气体排放。例如,丹麦通过减少肉类消费、降低对进口动物饲料的依赖以及增加植物性食品的消费,将其农业温室气体排放量减少了20多百万吨二氧化碳当量(Prag和Henriksen 2020年)。此外,植物性食品通常比动物性食品需要更少的土地进行生产。例如,奶牛牛肉的温室气体排放量和土地使用量分别是豌豆的36倍和6倍。大约5%的总热量却造成了40%的环境影响。转向植物性饮食可以释放出农业用地,用于保护生物多样性和种植直接供人类消费的粮食作物(Poore和Nemecek 2018年)。与食品生产相关的另一个重要环境问题是水资源使用。生产一吨牛肉需要大约15,400立方米的水,这是所有食品中水足迹最大的。按热量计算,这大约是谷物的20倍。此外,豆类蛋白质的水资源使用量比牛奶和鸡蛋蛋白质少近1.5倍(Mekonnen和Hoekstra 2010年)。植物性食品系统能够更高效地利用资源,以较少的环境投入产出更多的食物。与动物生产相比,植物种植每单位资源投入(如水、土地和能源)能产生更多的可食用热量(Cassidy 2013年)。根据Munialo等人(2022年)的研究,尽管植物蛋白质通常只需要动物蛋白质生产所需水量的1%,但生产1公斤分离大豆蛋白仍然需要38,950升水。因此,尽管大豆蛋白的生产效率高于许多动物来源,但仍可能涉及大量的水资源使用。像纯素食主义和素食主义这样的饮食模式对环境可持续性有显著影响。这些饮食方式的环境影响取决于具体的食物选择和整体营养平衡。减少肉类消费和增加植物性食品的摄入量可以将温室气体排放量减少70%至80%(Aleksandrowicz等人2020年)。例如,高肉类消费量的人产生的温室气体排放量是纯素食者的两倍,这突显了减少动物性食品摄入量的巨大可持续性效益(Scarborough等人2014年)。总体而言,由于植物性食品对自然资源的较低消耗和减少的环境负担,它们被认为更加可持续。
3 植物性蛋白质
植物性蛋白质是从植物来源中提取的富含蛋白质的食物(Tuso等人2013年)。豆类、谷物、种子和坚果、大豆蛋白、扁豆、微藻、植物性替代品(如乳制品和肉类替代品)以及食品废弃物是植物性蛋白质的主要例子。
3.1 豆类和谷物
豆类蛋白质常被称为“穷人的肉”,因为它们的成本低于动物蛋白质。尽管价格实惠,但它们富含蛋白质。大豆在豆类中蛋白质含量最高,而扁豆、豌豆和鹰嘴豆也是重要的植物蛋白来源。豆类蛋白质具有良好的营养价值和功能性特性。在加工和储存过程中,它们表现出凝胶化、乳化、发泡和溶解等特性。此外,豆类蛋白质与多种健康益处相关联。例如,它们有助于降低胆固醇和血糖水平,并减少患癌症的风险。然而,它们也可能含有过敏原化合物(Mani-López等人2021年;Afzaal等人2021年)。谷物在世界许多地区作为主食。小麦、大米、大麦和玉米是常见的谷物。大米中的主要蛋白质是白蛋白和球蛋白,白蛋白含有较高水平的必需氨基酸赖氨酸,而球蛋白则富含含硫氨基酸。已经采用了多种技术来提高赖氨酸含量较低的大米蛋白分离物的产量。小米是发展中国家广泛消费的另一种谷物,因其高营养价值和丰富的必需氨基酸而受到重视。谷物蛋白质是工业食品加工和烘焙产品中的重要成分。实际上,豆类和谷物的混合物可以通过增加必需氨基酸来提供营养丰富的烘焙产品(Langyan等人2022年)。假谷物是不含麸质的双子叶植物。藜麦、苋菜和荞麦是一些已经种植了数千年的假谷物例子,它们的营养成分与传统谷物相当。然而,由于淀粉颗粒的不同,它们具有不同的功能性特性。与某些谷物相比,假谷物的蛋白质含量和质量更高,含有更多的必需氨基酸,如半胱氨酸和甲硫氨酸。尽管植物性蛋白质的生产效率高于许多动物来源,但其生产仍可能涉及大量的水资源使用(Munialo等人2022年)。饮食模式如纯素食主义和素食主义对环境可持续性有显著影响。这些饮食方式的环境影响取决于具体的食物选择和整体营养平衡。减少肉类消费和增加植物性食品的摄入量可以将温室气体排放量减少70%至80%(Aleksandrowicz等人2020年)。例如,高肉类消费量的人产生的温室气体排放量是纯素食者的两倍,这突显了减少动物性食品摄入量的巨大可持续性效益(Scarborough等人2014年)。总体而言,由于对自然资源的使用较少和环境负担较低,植物性食品被认为更加可持续。
3.2 种子和坚果
花生蛋白是人类消费的重要种子蛋白,具有很高的消化率。花生富含油脂和蛋白质,但碳水化合物和矿物质含量相对较低。整颗花生的蛋白质含量在22%到30%之间,具体取决于壳的比例(大约25%)。花生粉、蛋白质分离物和蛋白粉可以用来增强许多食品的感官品质(Singh和Singh 1991年)。杏仁的蛋白质含量很高(21.2%),常用于各种食品中,可以满足成人每日蛋白质需求的很大一部分。然而,它们的赖氨酸含量较低,且蛋白质消化率中等,因此这些蛋白质被认为质量较低(House等人2019年)。亚麻籽,被称为“Linum usitatissimum”,几个世纪以来因其营养价值和健康益处而受到重视。它们是植物性蛋白质的丰富来源,含有近20%的高质量蛋白质。这种蛋白质含有多种必需氨基酸。亚麻籽蛋白质不仅富含必需氨基酸,还具有潜在的健康益处,如降低胆固醇和减少心血管疾病的风险(Parikh等人2019年;Singh等人2011年)。奇亚籽(Salvia hispanica)属于唇形科,该科包含近900种植物。奇亚籽含有约20种具有代谢和脂质相关功能的蛋白质。奇亚蛋白片段能产生具有抗氧化和降压效果的生物活性肽。此外,白蛋白和球蛋白片段对自由基的抑制作用最强,而醇溶蛋白和球蛋白可以成功结合铁,进一步增强肽的降压和抗氧化效果(Grancieri等人2019年)。此外,奇亚籽主要有两种类型:黑色和白色,它们的营养价值大致相同。白色奇亚籽含有16.5%的蛋白质和32.4%的纤维,而黑色奇亚籽含有16.9%的蛋白质和32.6%的纤维。这种差异归因于形态上的差异(Felemban等人2021年)。南瓜籽的蛋白质含量很高,接近35%,含有许多有益于健康的氨基酸。实际上,南瓜籽蛋白分离物的生物利用度与大豆蛋白分离物相当,可以用作食品配方中的营养成分,以预防或解决易感人群的蛋白质营养不良问题。此外,这些分离物还表现出潜在的抗氧化和金属结合特性(Dotto等人2020年)。虽然其他植物蛋白来源也存在,但其利用仍然有限。
3.3 新型蛋白质来源
目前,科学家们正在研究新型蛋白质来源,如植物性来源、昆虫、浮萍、微藻和其他海洋来源的蛋白质,以满足不断增长的消费者需求。此外,从可持续性的角度来看,利用废弃物流进行蛋白质提取也是一个重要课题。例如,油料加工产生的副产品中含有15%至50%的蛋白质。含油作物如大豆、棉籽和花生,以及棕榈和橄榄残渣,都可以用于蛋白质提取(Langyan等人2022年)。谷物及其副产品(如小麦麸皮、碎米、啤酒糟和脱脂小麦胚芽)也被用作蛋白质来源。豆类作物及其副产品(如粉末、壳、碎籽、皱缩籽和未加工籽)也含有约25%的蛋白质。谷物作物及其副产品具有高营养价值、功能性潜力、平衡的氨基酸组成和多种生物活性特性(Amagliani等人2017年),因此被认为是有吸引力的蛋白质提取材料,因为它们数量丰富、易于获取且氨基酸组成合理。此外,利用某些微生物重组植物性蛋白质在食品中的应用也显示出潜力。在这种方法中,微生物经过基因工程改造以表达植物蛋白基因,从而产生更易消化、营养价值更高且过敏原更低的蛋白质。许多基因来自种子储存蛋白的基因组。然后在培养基中生产蛋白质,并从微生物中收集生物质以防止进一步微生物生长(Karaca等人2022年)。微藻作为另一种重要的新型蛋白质来源,利用光自养代谢将光和二氧化碳转化为碳水化合物和蛋白质等大分子。此外,微藻不会与传统作物竞争耕地,可用于干旱地区的水处理和农业改良。根据蛋白质含量和加工程度,微藻蛋白质可以加工成各种产品,如全细胞蛋白和蛋白质浓缩物。全细胞蛋白由完整的微藻细胞组成,含有40%至50%的蛋白质。浓缩蛋白产品含有60%至89%的蛋白质,质量高、易消化且富含必需氨基酸。微藻蛋白质可用于强化食品、运动饮料和补充剂(Amorim等人2021年;Soto-Sierra等人2018年)。尽管科学家和工业界提出了许多新型蛋白质来源,但在替代传统动物性蛋白质时,必须考虑可持续性、成本效益、供应链可行性、安全性、感官特性和兼容性等因素(Karaca等人2022年;Espinosa-Ramírez等人2023年)。此外,还需要解决大规模蛋白质提取和纯化等技术问题,以确保这些新型来源的有效和经济利用。此外,抗营养化合物、污染物、过敏性问题以及风味和质地等感官挑战也是新型蛋白质来源工业应用的主要限制。
3.4 植物性替代品
植物性和替代性蛋白质来源已被用于开发肉类、牛奶和乳制品的替代品。这些产品在与传统产品(如奶酪)相比时,在口味和风味上可能存在差异(Tachie等人2023年)。各种类型的肉类替代品要么已经商业化,要么在实验室规模上生产,包括植物性选项(来自大豆、豌豆、麸质等)、基于细胞的、发酵衍生的、基于微藻的和基于昆虫的蛋白质。基于细胞和发酵的蛋白质具有形成长纤维的优势,这有助于形成类似肉类的质地,并可能提供健康益处。然而,由于高生产成本和相关的环境影响,这些蛋白质来源仍在开发中。相比之下,植物蛋白质可以直接用于生产肉类替代品。因此,植物性肉类替代品代表了这一快速发展的行业中的一个重要领域(Sha和Xiong 2020年)。植物性肉类替代品通常添加了营养成分以增强人类健康。与动物肉类相比,植物性肉类产品通常含有较少的蛋白质、脂肪和饱和脂肪酸,但含有更多的碳水化合物,尤其是膳食纤维。植物性肉类的主要成分包括水(50%至80%)、蛋白质(20%至30%)、脂肪(0%至12%)和碳水化合物(6%至15%)以及食品添加剂(3%至10%)。这些成分结合在一起,生产出具有类似动物肉类的口感和风味的植物性肉类。植物性蛋白质是植物性肉类的关键结构成分。此外,蛋白质来源显著影响植物性肉类的口感和质地。植物油有助于提高植物性肉类的多汁性和风味。添加剂用于改善植物性肉类的质地、风味和颜色,这对消费者的接受度至关重要(Wang等人2023年)。植物性蛋白质是传统肉类的替代品,主要来源于大豆、麸质和其他豆类蛋白质。素食饮食可能缺乏某些必需营养素,如维生素B12和D、钙、锌和长链欧米伽-3脂肪酸。这些营养素可以添加到植物性肉类中,以提高其营养价值。然而,需要进一步的研究来优化植物性肉类的加工条件,以改善其感官特性。例如,可以采用模拟技术来预测生产过程中的感官结果(Hadi和Brightwell 2021)。植物性牛奶替代品是从豆类、油籽、谷物或伪谷物中提取的水溶性成分,旨在模仿牛奶。这些产品通常是通过研磨原材料、用水提取然后混合均匀制成的。根据原料的不同,它们被分类为:谷物(燕麦、大米)、豆类(鹰嘴豆、大豆)、坚果(杏仁、巴西坚果、腰果、榛子)、种子(芝麻、葵花籽)和伪谷物(藜麦)(Silva等人2020)。虽然牛奶每100毫升含有大约3.35克蛋白质,但大多数植物性牛奶替代品的蛋白质含量较低。其中,豆奶的蛋白质含量最高,为每100毫升3.10克。相比之下,杏仁奶含有1.10克蛋白质,米奶含有0.75克,燕麦奶含有约0.30克蛋白质。蛋白质的消化率是评估营养价值的关键因素之一。乳清蛋白分离物的消化率最高,为100%,其次是牛奶蛋白浓缩物,为94%。相比之下,植物性蛋白质的消化率通常较低,介于77%至94%之间(Antunes等人2023)。在植物性奶酪替代品的生产中,使用植物来源的凝固剂,如洋蓟提取物和无花果胶,来替代动物性的凝乳酶。主要原料是豆类或坚果,再与商业发酵酵母和盐混合。椰子油和木薯粉有助于提高奶酪替代品的融化和延展性。然而,植物性奶酪替代品在复制传统乳制品的融化性、延展性和质地方面面临挑战。植物性蛋白质与牛奶中的酪蛋白在分子和功能特性上有所不同。因此,当目标是获得像菲达奶酪、里科塔奶酪或农家干酪那样的柔软奶油质地时,植物性替代品通常更成功(Mefleh等人2021)。植物性酸奶替代品通常是通过发酵不同的植物材料制成的,包括谷物、伪谷物和豆类。然而,如果不添加稳定剂,这些产品的蛋白质结构无法完全模仿传统酸奶。由于植物性蛋白质通常含有较少的蛋白质且结构与动物性蛋白质不同,它们凝固方式也不同,常常无法形成稳定的凝胶基质。因此,发酵后可能会发生相分离或乳液分解。通过添加蛋白质提取物、菊粉、增稠剂和乳化剂等添加剂可以解决这个问题。虽然植物性酸奶的蛋白质含量通常低于乳制品酸奶,但由于发酵和酶处理,它们的蛋白质消化率和生物利用率可能更高(Montemurro等人2021)。尽管人们对植物性动物产品替代品越来越感兴趣,但在生产和消费过程中仍存在一些关键问题。这些问题包括需要比动物性产品更复杂的加工过程、高钠含量、不良的异味、较低的质地质量以及缺乏特定的肉类相关化合物、维生素和挥发性物质。这些限制是目前植物性替代品的主要问题。
4 动物蛋白与植物蛋白的比较
尽管植物蛋白和动物蛋白之间存在差异,但主要的健康机构建议在均衡饮食中同时摄入两者,尽管比例不同。例如,哈佛公共卫生学院建议健康蛋白质应占餐盘的四分之一。该机构推荐食用鱼类、家禽、豆类和坚果,尤其是与沙拉和蔬菜搭配时,并建议限制加工肉类的摄入(哈佛公共卫生2022)。同样,加拿大的食物指南也建议每天摄入植物性蛋白质来源,指出它们比动物性蛋白质含有更多的纤维和更低的饱和脂肪(加拿大卫生部2022)。在英国,饮食指南强调应更多地摄入豆类、扁豆、豌豆等植物性蛋白质,以获得健康和环境效益。然而,这并不意味着应该完全避免所有动物性食品;相反,两者对健康都很重要(英国营养基金会2022)。简而言之,建议采用一种结合植物性和动物性蛋白质来源的灵活饮食模式。表2显示了这些蛋白质在几个方面的主要差异。
表2. 动物蛋白与植物蛋白的比较
植物蛋白
参考文献
植物蛋白占全球蛋白质总产量的20%。动物蛋白占全球蛋白质总产量的80%(Langyan等人2022)。
肉类、牛奶、鱼类、鸡蛋、家禽、酸奶是一些动物性蛋白质的来源;谷物、豆类、种子、坚果、植物性替代品是一些植物性蛋白质的来源。
植物蛋白提供了全球43%的蛋白质供应,但大多数人每天仍然从动物性产品中获取蛋白质。动物蛋白通常难以满足必需氨基酸的需求(Ewy等人2022)。
过量摄入动物性蛋白质会导致超重和2型糖尿病等慢性疾病;而植物性蛋白质富含纤维,有助于维持肠道健康和微生物群的平衡(Wang等人2022)。
植物性蛋白质的消化率较低(70%-99%),而动物性蛋白质的消化率较高(94%-100%)。
每100克蛋白质产生的温室气体排放量:牛肉为35.5公斤二氧化碳当量,奶酪为10.8公斤,牛奶为9.5公斤,鸡蛋为4.2公斤;而水果为10.4公斤,蔬菜为6.8公斤,谷物为4.8公斤,豆类为0.9公斤,坚果为0.3公斤(联合国2021)。
植物性蛋白质的温室气体排放量比动物性蛋白质低75%-95%(Kumar等人2022)。
植物性蛋白质的生产过程使用的水量更多,所需能量也更多(Shepon等人2018)。
植物性蛋白质的污染风险较高,尤其是来自某些成分的植物性替代品,可能存在沙门氏菌、李斯特菌等污染(Tachie等人2023)。
植物性蛋白质具有较高的功能特性,如发泡、凝胶化、质地和感官特性;而动物性蛋白质则由于疏水性、聚集性和不灵活性而功能较低(Day等人2022)。
植物性蛋白质通常含有较高的热量和矿物质(钠、钙、锌、磷酸盐和维生素B12),而动物性蛋白质则较低。
植物蛋白中与人类同源蛋白相似度低于54%的通常被认为是致敏的,而相似度高于65%的则很少与过敏反应相关(Breiteneder等人2008;Costa等人2022)。
牛奶、鸡蛋和鱼类是常见的动物性蛋白质过敏原;小麦、大豆、羽扇豆、豌豆、花生和榛子是已知的植物性蛋白质过敏原(美国食品药品监督管理局2024;Jappe 2023)。
5 消费者观点
由于健康和环境方面的考虑,全球对替代蛋白质的需求正在增加。然而,食物恐惧症、文化习惯和不良的感官特性等因素对替代蛋白质的采用产生了负面影响。根据Malek和Umberger(2023)的研究,十分之四的澳大利亚人不认为摄入替代蛋白质很重要,而十分之三的澳大利亚人正在积极尝试增加其摄入量。消费者避免替代蛋白质的主要原因是缺乏兴趣(66%)和对感官特性的不满(37%)。消费者对动物性蛋白质的感官特性熟悉度,加上他们对这些产品口味和口感的期望,限制了他们对植物性蛋白质的接受度,因为这些期望往往无法完全满足(Karabulut等人2024)。改善口感、价格、健康益处和营养价值对于鼓励消费者转向替代蛋白质是必要的。植物性蛋白质的苦味和酸味常常受到消费者的负面评价,因此会使用掩盖剂来改善其味道(Aimutis 2022)。然而,不足的风味掩盖仍然是一个主要问题,对消费者认知有负面影响。在不同国家和不同类型的蛋白质中,消费者对替代蛋白质的接受程度也有所不同。在英国、西班牙、巴西和多米尼加共和国进行的一项研究发现,经济较发达的英国和西班牙的消费者愿意放弃传统肉类的意愿比巴西和多米尼加共和国高出200%。在所有四个国家,消费者在选择替代蛋白质时都优先考虑食品安全、口感、价格、营养价值和环境效益(Gomez-Luciano等人2019)。尽管多米尼加共和国的动物肉消费量低于其他国家,但由于文化因素,人们对替代蛋白质的态度最为保守(Gomez-Luciano等人2019)。在欧盟国家,豆类是最受欢迎的替代蛋白质来源。很少有消费者对细胞培养肉感兴趣,且许多人对其持负面态度,认为它不自然。此外,与亚洲某些地区不同,昆虫在欧盟国家并不受欢迎,被认为是最不受欢迎的替代蛋白质来源之一(Faber等人2023)。人们正在努力改变人们对培养肉是人工制品的认知,如果其价格与传统肉类接近,欧盟消费者可能会更愿意接受。欧盟消费者认为,只要昆虫在食用过程中不易被识别,就可以食用。所有阻碍替代蛋白质消费的障碍,如文化差异和感官特性,也阻碍了昆虫基蛋白质的采用(Siddiqui等人2022)。在替代蛋白质中,藻类的市场规模较小。一项在英国进行的研究表明,提高人们对藻类作为新型蛋白质来源的认识并告知其特性可以增加他们的购买意愿(Mellor等人2022)。植物性蛋白质在不同地区是最受欢迎的替代品,因为它们在市场上的存在时间比其他肉类替代品更长(Gomez-Luciano等人2019)。尽管消费者通常认为植物性食品健康、环保且符合道德标准,但在供应链中它们被认为缺乏价值,这主要是由于信息不足和缺乏明确的法规(Blanco-Gutiérrez等人2020)。在美国,当在传统肉类和植物性肉类之间选择时,25%的消费者更倾向于植物性肉类。价格是蛋白质选择的关键因素,偏好植物性蛋白质的美国人通常是富裕的、年轻的,居住在美国西部,并认同民主党(Tonsor等人2023)。在十个欧盟国家中,采用替代蛋白质的主要障碍包括成本、食品的可用性和口感。为了说服37%不愿意改变饮食习惯的受访者,需要制定强调个人对可持续性贡献的沟通策略。此外,教育水平和居住地也影响人们经历饮食改变的程度(Perez-Cueto等人2022)。虽然教育对选择植物性蛋白质有积极影响,但可负担性和可接受的感官特性仍然是消费者偏好的关键因素。与其它替代品相比,植物性蛋白质的长期可用性可能使它们成为从动物性蛋白质转型的首选。鉴于开发新的替代蛋白质所需的时间较长以及全球气候危机的日益严重,植物性蛋白质不可避免地将成为可持续蛋白质的主要来源。随着植物性蛋白质重要性的不断增加,消费者的认知也变得越来越重要。表3展示了与植物性蛋白质及其来源相关的消费者研究。
表3. 消费者对植物性蛋白质及其来源的看法
地点:美国
结果:大多数消费者认为降低温室气体排放、避免防腐剂、关注动物福利和减少成分是乳制品可持续性的关键点。尽管可持续性很重要,但消费者并不清楚乳制品与植物性乳制品替代品(PBDA)之间的明确关系。由于缺乏知识和可靠信息,消费者可能误认为植物性乳制品替代品比乳制品更可持续。**Schiano等人(2020年)**
本研究旨在为欧洲的政策制定者和生产商识别有效的混合肉类沟通策略,研究对象包括英国、丹麦和西班牙。
混合肉类产品难以获得消费者的接受,因为它们比传统肉类产品更贵。在这三个国家,消费者更倾向于选择纯肉类汉堡,而对混合肉类和植物基汉堡则因不熟悉而持否定态度。诸如“低脂肪”之类的感官和健康信息对提高植物基食品的接受度有积极影响。
**Asiol等人(2022年)**
研究旨在了解医疗专业人员的观点,并为消费者制定准确的指导策略,研究对象为美国。
与营养学无关的医疗专业人员对植物基乳制品的营养价值缺乏足够的了解。许多医疗专业人员认为消费者无法理解乳制品与植物基乳制品之间的营养差异。
**Clark等人(2022年)**
研究旨在评估消费者对传统肉类、培养肉类和植物基肉类替代品的看法,研究对象为澳大利亚。
对于关注生态和动物福利问题的消费者来说,植物基肉类是替代肉类的首选。消费者认为植物基肉类的最大障碍在于口感。他们认为植物基肉类几乎与传统肉类一样安全。
**De Oliveira Padilha等人(2022年)**
研究旨在评估消费者对植物基和动物基蛋白质的需求,研究对象为美国。
一些消费者在同一天既会选择牛肉也会选择植物基蛋白质,因为它们并不被视为互斥的选择。动物福利、健康和环境问题是他们选择植物基蛋白质的主要原因。牛肉因其蛋白质和铁含量而受到青睐,而植物基蛋白质则因其膳食纤维和较低的脂肪含量而受到欢迎。
**Stiles等人(2022年)**
研究旨在衡量提供给消费者的食品服务中植物蛋白和动物蛋白的比例。重新排列菜单是增加植物基蛋白质消费最有效的方法之一。修改食谱和菜单标签不会对消费者对植物基蛋白质的偏好产生负面影响。以植物为主的饮食风格突出了植物基食品,同时不会排除其他类型的食品。
**Siegrist和Hartmann(2019年)**
研究旨在调查植物基食品替代品的相关消费者认知,研究对象为英国。
植物基食品替代品使得肉类消费者更容易因环境和健康考虑而改变饮食习惯。适当的法规可以帮助预防未来的公共卫生问题。女性比男性更倾向于消费植物基食品。
**Alae-Carew等人(2022年)**
研究旨在了解澳大利亚消费者和营养专业人员对植物基蛋白质的看法。
在澳大利亚,植物基替代品尚未被视为社会常态。植物基汉堡和香肠更受消费者欢迎,而海鲜替代品则不太受青睐。营养专业人士对植物基替代品的营养价值表示担忧,但他们认为天然食品可以满足营养需求。
**Profeta等人(2021年)**
研究旨在比较消费者对不同蛋白质来源的认知,研究对象为法国。
植物基肉类替代品的成分和配方显著影响消费者的喜好。教育消费者了解植物基食品的可持续性和健康益处可以促进其消费。
**Cordelle等人(2022年)**
研究旨在比较消费者对植物基肉类和培养肉类的认知,研究对象为比利时。
成本、真实性、健康感和消费者信心是采用替代肉类产品的主要障碍。2019年至2020年间,消费者对替代肉类的满意度从44%上升到51%。女性更可能消费植物基肉类,而男性则更倾向于选择培养肉类。
**Bryant和Sanctorum(2021年)**
研究旨在衡量消费者对植物基鸡蛋替代品的看法,研究对象为英国和意大利。
在英国,蛋形植物基替代品最受欢迎。意大利消费者更喜欢蛋粉和液态植物基鸡蛋。价格、可持续性、实用性和口感是影响植物基鸡蛋替代品偏好的关键因素。
**Rondoni等人(2021年)**
研究旨在比较消费者对咖啡中植物基牛奶替代品和牛奶替代品的认知,研究对象为加拿大。
与传统牛奶相比,传统牛奶更受青睐。植物基消费者能够在咖啡中区分杏仁奶和豆奶替代品,而牛奶消费者通常无法区分。
**Ettinger等人(2022年)**
研究旨在评估消费者对植物基鸡肉替代品的感官评价,研究对象为加拿大。
消费者可以根据口感和质地区分植物基鸡肉替代品。尽管植物基鸡肉替代品不适合用于风味浓郁的菜肴,但他们出于可持续性考虑仍愿意消费。
**Sucapane等人(2021年)**
研究旨在评估包装颜色和设计对消费者评价植物基肉类替代品的影响,研究对象为加拿大。
当植物基肉类替代品使用中性包装颜色时,它们被认为更环保、更健康。红色包装与“肉类”一词相关联,即使产品实际上是植物基替代品。
**Circus和Robison(2018年)**
研究旨在识别影响消费者选择蛋白质来源的关键因素,研究对象为美国。
对于消费者来说,蛋白质的来源并不是决定性因素。产品标签上的蛋白质声明受到消费者的积极评价。
**Antoniak等人(2022年)**
研究旨在深入了解消费者对传统蛋白质与替代蛋白质的看法,研究对象为葡萄牙。
没有一种适用于所有消费者的推广替代蛋白质的统一方法。出于享乐动机的消费者可能不喜欢肉类替代品,而出于道德考虑的消费者则更倾向于选择植物基蛋白质替代品。
**Lazzarini等人(2016年)**
研究旨在了解消费者对健康性和环境友好性的认知,研究对象为瑞士。
在这些选项中,植物基蛋白质通常被视为最健康、最环保的产品。
**Escribano等人(2021年)**
研究旨在测量消费者偏好肉类和肉类替代品背后的动机,研究对象为西班牙。
生产方式是消费者拒绝植物基肉类替代品的主要原因。重视自然生产的消费者更倾向于选择植物基肉类替代品。
**Tanno和Demoly(2022年)**
研究表明,欧洲国家中的消费者因健康和环境问题而逐渐转向植物基蛋白质。然而,成本、感官属性(包括口感和外观)以及食物恐惧症等因素会影响消费者的偏好。在美国,植物基肉类替代品通常不被视为与动物肉类产品相关联。此外,价格和蛋白质含量标签在蛋白质替代品的选择中起着重要作用。在加拿大,消费者对这些因素的意识较高。另一方面,澳大利亚消费者在将植物基食品与主流社会规范相协调方面存在困难,尽管他们通常不会对其产生负面反应。在瑞士,由于教育水平较高,植物基蛋白质是主要的替代蛋白质来源。
**Tanno和Demoly(2022年)**
预计未来的研究将填补文献中的空白,特别是随着植物基食品替代品中常用的过敏原(如大豆和豌豆蛋白)消费量的持续增加。提高人们对植物基食品的健康和环境优势的认识,以及改善其感官属性、可获取性和文化融合度,将增强消费者的偏好和接受度。
**6. 植物基食品和蛋白质的挑战**
植物基食品和蛋白质的发展面临多重挑战,包括消费者相关因素、健康和可持续性方面的问题。尽管植物基蛋白质具有健康和可持续性优势,但它们也面临诸多挑战。许多消费者可能没有充分认识到植物基食品对健康和环境可持续性的重要性。此外,消费者可能对植物基蛋白质持有负面看法,例如认为它们口感较差且价格较高。食物恐惧症也可能减少植物基食品的消费。为了减少这种恐惧症,建议通过旅行、文化交流和城市环境增加消费者的接触机会。社会影响也可以鼓励人们尝试新的食物。
植物基食品的感官属性往往在外观、质地和口感方面不如动物基产品。因此,植物基产品应根据消费者的期望进行配方调整。尽管消费者认可植物基食品的优势,但口感仍然是一个关键因素。根据2022年欧洲民意调查报告,口感是影响食物选择的第二重要因素。尽管对植物基产品的需求正在增加,但欧洲消费者在购买方面仍面临障碍。植物基蛋白质替代品通常比动物基替代品更贵。在影响食物偏好的关键因素中,成本(54%)被参与者频繁提及。此外,动物食品(如肉类)在社会中具有特定的社会规范和仪式意义,因此一些社会可能很难完全放弃动物食品并接受植物基食品。例如,在许多文化和活动中,肉类被视为地位、男子气概和传统的象征。欧盟法院规定,“牛奶”、“奶油”、“黄油”和“酸奶”等术语只能用于动物源性产品,因此植物基产品不能使用这些术语进行营销。法国还禁止在植物基食品中使用“香肠”和“培根”等术语。这些限制不仅影响产品名称的使用,也影响其营销。土耳其自2022年起禁止在市场上销售使用“奶酪”术语的植物基产品,但2025年的新食品标签指南允许适当标注后进行销售。这些限制主要是由于缺乏针对植物基食品替代品的法规。因此,美国食品药品监督管理局(FDA)正在制定“植物基牛奶替代品标签”规范,ISO 8700:2025标准也定义了植物基食品的术语和属性。然而,仍需要更多关于这些替代来源的法规和立法。尽管植物基食品和蛋白质具有可持续性优势(如减少二氧化碳排放、节约水资源和土地),但仍存在一些挑战,例如缺乏生产过程的生命周期评估。此外,公众对动物基生产和消费的负面环境影响的认识不足。总结来说,仍有一些挑战需要解决,尤其是在消费者认知方面。消费者对改变饮食习惯的抵触、对新型食品质地和风味特征的不满以及对这些产品安全性的担忧是主要问题。从生产和加工的角度来看,复杂的加工过程以及植物基蛋白质提取和纯化的规模化生产面临的挑战是需要进一步关注的关键问题。就消费者健康而言,过量摄入植物基产品可能导致抗营养因子和过敏原的存在以及钠含量过高等问题。此外,关于植物基产品的立法和定义缺乏统一性也是一个重要问题,需要政策制定者、科学家和工业界共同努力来解决。
7 结论
蛋白质在所有生命阶段都是必不可少的,人们需要蛋白质来产生能量、维持和修复细胞和组织、增强体力,并支持人体的各种代谢功能。蛋白质缺乏会导致各种健康问题,全球已有相当一部分人口受到这一问题的影响。世界人口正在显著增长,到2050年,对食品的需求将增加70%。2024年,欧洲的植物基食品市场价值约为90亿欧元。植物基肉类、牛奶和乳制品市场在欧盟和美国也经历了显著增长。这些发展得益于多种因素:首先,植物基食品具有显著的健康益处,可以降低2型糖尿病、高胆固醇和高血压等慢性疾病的风险,有助于调节热量摄入和体重控制;其次,植物基饮食与某些类型癌症、心血管疾病和慢性肾病的预防和管理有关。然而,植物基饮食对心理健康的影响尚不明确,需要进一步研究。此外,植物基食品有助于实现可持续性,与动物基食品相比,它们可以减少温室气体排放、土地和水资源的使用以及森林砍伐。尽管植物基食品有许多优势,但也面临一些挑战:从消费者的角度来看,人们对植物基食品的好处认识不足,对口感、价格和食物恐惧的负面看法较为普遍;在法规方面,一些术语受到限制,例如欧盟的“植物基牛奶”和法国的“植物基培根”;美国食品药品监督管理局(FDA)也在不断制定针对植物基食品的法规。此外,植物基蛋白质往往在必需氨基酸方面不足,且生物利用度和消化率相对较低。从可持续性的角度来看,植物基蛋白质产生的温室气体排放较少,所需土地和水资源也比动物蛋白少,但其在凝胶化、乳化、发泡等功能性方面表现较弱。因此,需要额外努力来开发动物产品的替代品。虽然许多卫生机构建议同时摄入动物性和植物性蛋白质,但由于动物产品的健康和环境问题,人们更倾向于选择植物性蛋白质。不同国家和人群对植物基蛋白质及其替代品的看法各不相同。尽管植物基产品的受欢迎程度不断提高,但许多消费者仍缺乏相关认知和了解。围绕植物基蛋白质的消费行为和禁忌观念可能是阻碍其消费量增加和大规模生产的因素。价格、口感和可获取性等因素也在消费者偏好中起着重要作用。总之,植物基食品正成为未来食品系统的关键组成部分。通过制定必要的政策和法规、研究解决口感和风味问题、提高植物蛋白质的消化率和功能性,以及增强人们对植物基食品对环境和可持续性影响的认识,将有助于改善消费者的偏好。
作者贡献:
Esra Capanoglu:概念化、撰写、审稿和编辑、项目管理、调查
Batuhan Inanlar:调查、撰写——初稿
本研究未获得公共部门、商业部门或非营利组织的任何特定资助。
利益冲突:
作者声明没有利益冲突。
数据可用性声明:
本研究的支持数据可向通讯作者提出合理请求后获取。
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