科學(xué)普及 | 進(jìn)擊的豌豆和豌豆蛋白

遠(yuǎn)古時代，人類祖先掌握狩獵技能，開始以大自然界贈予的鳥獸為生。在食品資源匱乏的年代，諸如肉類等營養(yǎng)豐富的動物源食品素來是不可多得的能量物質(zhì)。近年來，隨著氣候變化、動物福利及人體健康等問題的出現(xiàn)，各類“植物奶”、“植物肉”等植物源食品涌入市場。植物基產(chǎn)品不僅讓人體更健康，也讓地球更健康。醫(yī)學(xué)研究表明，由于植物源食品通常具有低熱量、高纖維等特點，因此飲食中攝入一定量的植物蛋白以替代動物蛋白更有益于身體健康。同時，與動物蛋白相比，植物蛋白將產(chǎn)生更少的溫室氣體排放和更小的資源消耗。其中，豌豆和豌豆蛋白是近年來植物基市場的寵兒。

一、豌豆概況

豌豆是一種營養(yǎng)豐富的豆類作物，具有低致敏性、高蛋白、低脂肪的特點，且具有提高人體免疫功能、預(yù)防癌癥等營養(yǎng)功效。豌豆中的蛋白質(zhì)含量豐富，占21%～28%，并且各種生物活性物質(zhì)的含量也十分豐富，包括皂苷類、黃酮類、單寧類等化合物，約占8%～9%（圖1）。

圖1 豌豆中的主要營養(yǎng)成分及含量（%）

作為常見的豆科作物，豌豆在全世界90多個國家和地區(qū)均有種植，產(chǎn)量約占世界豆類總產(chǎn)量的三分之一。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)，2022年全球豌豆收獲面積為974.94萬公頃，同比增長1.2%。數(shù)據(jù)顯示，2022年全球豌豆產(chǎn)量為3453.59萬噸，同比增長4.87%，需求量為3421.82萬噸，同比增長4.59%我國的豌豆種植面積僅次于蠶豆，種植區(qū)域主要分布在中、東部地區(qū)。干豌豆的主要產(chǎn)區(qū)在云南、重慶、河北等省份，而鮮豌豆的種植區(qū)主要分布在云南、江蘇、四川等省份。值得一提的是，在國家主張保主糧豐收的情況下，盡管全國食用豆類的種植面積有所減少，但豌豆的種植面積和產(chǎn)量依然增加，這側(cè)面說明了豌豆產(chǎn)業(yè)所蘊含的蓬勃生機。

在進(jìn)出口方面，2023年的豌豆進(jìn)口數(shù)量同比增長了63.85%，出口數(shù)量下降3.48%（表1）。作為全球最大的豌豆加工國，我國豌豆原料進(jìn)口量占食用豆類進(jìn)口量的72.3%，主要來自加拿大、澳大利亞和法國。山東是豌豆進(jìn)口第一大省份，甘肅是豌豆出口第一大省份。近年來，國內(nèi)豌豆市場規(guī)模呈加速增長態(tài)勢，2022年我國豌豆深加工產(chǎn)品的市場規(guī)模約為1296.03億元，同比上升15.17%。

表1 2023年1-12月中國豌豆進(jìn)出口數(shù)量與金額表（數(shù)據(jù)來源于中國海關(guān)）

二、豌豆蛋白簡介

主要的植物基蛋白包括大豆蛋白、豌豆蛋白和綠豆蛋白等。與其它二者相比，豌豆蛋白具有成本低、豆腥味小、致敏性低、生物加高等優(yōu)勢，富含SOD酶，抗氧化性好，且氨基酸組成較為均衡（圖2）。據(jù)估計至2026年，全球豌豆蛋白行業(yè)總產(chǎn)值可達(dá)26億美元，全球市場復(fù)合年均增長率達(dá)到12.38%。目前，我國的煙臺雙塔食品是全球最大的豌豆蛋白生產(chǎn)企業(yè)，全球占有率達(dá)到30%。

圖2 不同植物蛋白中的氨基酸分布情況（圖片來源于嘉吉公司）

此外，羅蓋特、嘉吉公司都是全球豌豆蛋白的主要供應(yīng)商。以羅蓋特公司為例，該公司生產(chǎn)的豌豆蛋白設(shè)有十余種不同類型和功能的豌豆蛋白，主要分為組織化顆粒和功能性蛋白粉兩大類。這些豌豆蛋白在溶解性、粘度、含鹽量、顆粒度等方面均有不同，以便應(yīng)用于加工不同種類的產(chǎn)品，比如香腸、肉餅、肉丸、雞塊、肉醬、植物肉、乳制品、飲料、無膚質(zhì)烘焙食品等。它們能在產(chǎn)品中迅速溶解，起到支撐結(jié)構(gòu)、乳化油脂、形成凝膠、強化營養(yǎng)的作用。

在食品加工中，豌豆蛋白主要存在的問題是功能性差，主要表現(xiàn)在溶解性、乳化性和膠凝性上。這是由于豆類蛋白結(jié)構(gòu)過于緊湊致密，因此通過適宜的植物蛋白改性技術(shù)可以改變結(jié)構(gòu)、暴露更多的活性位點，使豌豆蛋白的功能性增強，從而開發(fā)各類豌豆蛋白基產(chǎn)品。

三、豌豆蛋白產(chǎn)品

1. 植物飲料和植物奶 盡管大豆蛋白是最先應(yīng)用于飲料和乳制品中的植物蛋白，但消費者對過敏原、植物雌激素等問題的擔(dān)憂突顯了豌豆蛋白在市場上的重要性。豌豆蛋白可用于強化飲料營養(yǎng)，應(yīng)用于如蛋白質(zhì)奶昔、運動飲料和蛋白質(zhì)果汁混合物等植物飲料、植物奶中。這可以滿足不同消費者對飲料中營養(yǎng)素的需求。以豌豆蛋白為代表的運動營養(yǎng)品富含三種必需支鏈氨基酸，即亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸，可促進(jìn)肌肉生長。同時，豌豆蛋白具有較高的消化率和較平衡的氨基酸組成，是一種特殊的營養(yǎng)物質(zhì)。

2. 植物肉 豌豆蛋白能結(jié)合水和脂肪，成為獨特而有效的粘合劑、填充劑和功能增強劑，已用于各種形式的肉類產(chǎn)品和素肉產(chǎn)品（肉制品類似物）中。在香腸、肉餅、重組牛排等產(chǎn)品中，加入豌豆蛋白（主要包括豌豆分離蛋白和豌豆?jié)饪s蛋白）不僅提高了產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)含量，還使產(chǎn)品具有預(yù)設(shè)的感官特性，如更柔軟滑嫩，或是更加Q彈。當(dāng)與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶一同使用時，豌豆蛋白能幫助形成更強的蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提升產(chǎn)品的咀嚼性；結(jié)合不同的添加方式可以提高低鹽肉制品的可切割性，使原本分割易碎、切面粗糙的低鹽香腸也能具有光滑平整的橫截面（圖3）。在純素肉產(chǎn)品中，豌豆蛋白可以在特定條件下形成具有如同“肉絲”般的纖維結(jié)構(gòu)，獲得與肉類近似的口感。

圖3 應(yīng)用豌豆蛋白提高低鹽乳化香腸的可切割性（1~4為不同添加方式）

除此之外，豌豆蛋白為焙烤制品、休閑零食等產(chǎn)品也提供了結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)和功能上的強化。借助現(xiàn)代食品科學(xué)和食品工程的發(fā)展，功能性受限的豌豆蛋白和其它組分得到了更有前景的開發(fā)和應(yīng)用。

撰稿 | 江南大學(xué)博士生董春暉

科學(xué)審核 | 江南大學(xué)蔣將教授