汉麻籽蛋白在仿生肉制品中的应用前景

石 杰，杨庆丽，姬妍茹，董 艳，宋淑敏，刘宇峰

（黑龙江省科学院大庆分院，黑龙江大庆 163318）

汉麻（Cannabis Sativa L） 在我国又名大麻、线麻、寒麻、云麻、魁麻、火麻、麻籽等，是大麻科（Cannabaceae） 大麻属（Cannabis） 的一年生草本植物[1]。汉麻是目前我国麻类产业研发的主导作物，也是我国麻类产业进程中发展最快的产业，从农业种植延伸到纺织、服装、造纸、军需、化工、粘胶、木塑、新型建材、食药保健等十几个产业链[2]。汉麻籽的开发利用不仅对汉麻产业发展有着重要作用，同时也为人们提供了一种具有丰富营养价值和保健价值的食物资源，关于汉麻籽保健食品的研究与开发已经成为产业热点之一。汉麻籽富含不饱和脂肪酸、人体必需氨基酸和微量元素等营养组分，其中，脂肪酸含量占25%～35%，蛋白质占20%～25%，碳水化合物占20%～30%[3]。传统的汉麻籽利用方式是提炼油脂，汉麻籽油不仅营养全面，还可以制备化妆品、润滑油和涂料树脂。然而，提油后的汉麻籽粕仍然具有很高的利用价值，欧美市场通常利用汉麻籽粕制备汉麻籽蛋白粉、汉麻面粉等保健食品[4]，产品类型较单一，具有广阔的市场开发空间。仿生肉制品（Meat-substitute） 越来越受到大众的欢迎，它不仅能够满足消费者的文化需要，同时从健康饮食和均衡营养的角度考虑，仿生肉是一个绝佳的选择。作为植物蛋白，汉麻籽蛋白在营养保健方面远胜于仿生肉制品的传统原料——大豆蛋白。汉麻籽蛋白仿生肉的出现实现了汉麻籽粕的高效利用和汉麻籽蛋白产品的多样化。因此，就汉麻籽蛋白在仿生肉制备过程中的可行性及应用前景进行综述，以期为开发汉麻籽蛋白仿生肉制品提供新思路。

1 我国素食产业现状

由于宗教的存在，我国具有历史悠久的素食饮食文化。随着社会的进步和发展，越来越多的人选择素食，使得素食成为21世纪最时尚最流行的食品。这不仅是对传统文化的继承，更多的是现代社会发展导致了素食主义的产生[5]。一方面，随着激烈的社会竞争，高血压、高脂血症、糖尿病等现代病已经成为高发疾病，从而导致素食成为现代人饮食的优先选择。另一方面，西方素食主义者倡导的人与动物的道德伦理，以及畜牧业对地球环境产生的压力等原因导致了素食产业的兴起[6]。而在素食的选择过程中，人们除了选择维生素、矿物质、纤维素含量丰富的果蔬外，按照人体健康需求，还会选择摄取丰富多样的优质植物蛋白。仿生肉就是在素食产业中诞生的肉代制品，其外形、色、香、味等与实肉相似，具有食用方便、营养健康等特点[7]。

2 仿生肉产品研发现状

仿生肉是基于消费者的素食诉求而诞生的一类大豆蛋白制品，是近年来非常受欢迎的一类素食产品。它可以作为原料烹调菜肴或作为肉制品加工中的辅料，具有蛋白质含量高、热量低、无动物公害，以及接近肉类的质地、纤维、风味、咀嚼感等特点[8]。

目前制备仿生肉的原料主要是大豆蛋白、小麦蛋白、松子粕和菌类蛋白，同时添加淀粉、氨基酸等辅料。大豆蛋白往往来源于大豆饼粕（即浓缩蛋白） 或大豆分离蛋白[9]。郑州粮食学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术。吴祖芳等人[10]以脱脂豆粕（DSM） 为主要原料考查了玉米淀粉添加量对仿生肉制品产品参数的影响。马宁等人[11]研究了小麦面筋蛋白制备仿生肉的影响因素。高培栋等人[12]以松粕等原料制备了仿生素肉。吕斌等人[13]研究了以豆渣为原料的仿生肉产品营养因子的含量。武汉大学通过提取菌类纤维化蛋白质中加入不同量的氨基酸等原料后，制成了菌体仿生禽、畜、鱼类食品，出口到美国等地[14]。

仿生肉的制备过程其实是植物蛋白的组织化改性[15]，目前常用的方法是挤压技术，挤压过程涉及的是蛋白质本身及与各组分之间相互的物理、化学作用，挤压过程的工艺参数是目前相关领域的研究热点。市面上常用的仿生肉制作设备包括拌粉机和膨化机。已有文献报道在高水分下挤压和用双螺杆挤压机挤压时各挤压参数对仿生肉特性的影响[16]。同时也有学者对挤压组织化过程中添加剂的影响进行了研究[17]，常见的有盐类、乳化剂、酸碱调节剂等。

3 汉麻籽蛋白作为仿生肉制备原料的营养可行性

汉麻籽具有丰富且合理的营养组成。汉麻籽含有28%～51%的油脂，汉麻籽油中含有丰富的α-亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸等人体必需的多聚不饱和脂肪酸[18]，并且亚麻酸（ω-6） 与亚油酸（ω-3）比例是FAO/WHO和中国营养学会提出的最佳比例，因此汉麻产业主要的汉麻籽利用途径就是汉麻油的提取。与大豆相似，作为油料作物汉麻籽去油成粕后主要包含的是汉麻籽的第二大营养成分——汉麻籽蛋白，可以制备汉麻蛋白粉、汉麻蛋白饮料、汉麻豆腐等[19]。汉麻籽含有20%～25%的优质蛋白，与大豆不同，汉麻籽蛋白不含大豆寡聚糖和致敏因子，并且可以促进人体产生胶原蛋白，主要由麻仁球蛋白和清蛋白组成[20]。汉麻的蛋白不同于大豆、花生、鸡蛋，其比例完整，类似于母乳和血浆，不会造成胃胀、反胃和过敏反应[21]。所以，汉麻籽蛋白消化速率远高于传统的大豆蛋白、花生蛋白。吴胜菊等人[22]发现汉麻仁蛋白粉对肿瘤患者手术联合化疗后的营养不良具有改善作用。叶志兵[23]研究发现汉麻籽蛋白能有效改善限制体重项目运动员的血红蛋白、血清蛋白和血清前蛋白等营养指标值。组成汉麻籽蛋白的氨基酸有20多种，包括8种人体必需的氨基酸。此外，汉麻籽中精氨酸、谷氨酸和天冬氨酸的含量也较高。对于儿童来说，精氨酸也是必需氨基酸。汉麻籽与汉麻叶、花、茎不同，其不含有大麻的毒品物质——四氢大麻酚（THC），食用时不必担心中毒或上瘾。魏月媛等人[24]通过小鼠试验，发现汉麻籽蛋白对受试物无毒性作用。同时有研究发现，汉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]。有资料显示，长期使用汉麻仁可以改善性激素水平，是养生延年的良好食品。因此，汉麻籽蛋白作为制备仿生肉产品的原料不仅不含有致敏因子，并且具备很多的营养作用和保健功效。

4 汉麻籽蛋白作为仿生肉制备原料的工艺可行性

汉麻在我国种植主要是收获和利用纤维，而在美洲和欧洲的大多数国家主要收获利用的是汉麻籽（即种子）。并且在美国市场上，汉麻籽的相关产品，特别是汉麻蛋白粉非常畅销，深受消费者的欢迎。汉麻籽蛋白与大豆蛋白有着相似的物理性质，广西巴马人利用豆腐的制备工艺成功制成汉麻豆腐。

仿生肉制备过程中的关键技术是蛋白的组织化，其机理主要是在挤压机中含有较高蛋白质的物料与水分混合，经过高温、高压、高剪切和摩擦等一系列作用，使得蛋白质的高级结构遭到破坏，从而形成相对线性的蛋白质分子链，再经过冷却发生晶体聚集，从而形成了一定的纤维状和多层次结构。高湿挤压技术在1980年由法国和日本的研究人员研制成功，目前技术非常成熟，在大豆组织蛋白的制备中应用最多，产业化程度最高。但也有多种植物蛋白成功使用高湿挤压技术制备了植物组织蛋白，如豌豆、松粕、小麦面筋粉等高蛋白植物原料。

大豆仿生肉的常用生产工艺流程如下：

原料（大豆）→清选→脱皮→去油→磨粉→调和→挤压膨化→烘干→整理包装→入库。

该工艺主要是利用大豆榨油后的饼粕进行后续的植物蛋白组织化。针对汉麻的清选、脱皮、去油和磨粉的高效机械设备目前在市场上已有成品销售。由于汉麻油相较于大豆油含有大量的α-亚麻酸，因此在汉麻油提取过程中为防止α-亚麻酸的损失应避免加热，往往采用冷榨或超临界萃取。由于超临界萃取方式对设备和工艺的要求较高，因此现在汉麻油往往采用原始的冷榨，冷榨后的汉麻饼粕含有大量原始的植物蛋白。在调和配方后，通过目前市场上常用的高湿挤压技术和变化机理同样可以使汉麻籽蛋白在剪切、高温、高压等综合作用的影响下形成熔融状态的“胶溶体”，使得蛋白间的化学键断裂重排，从而形成高度组织化、纤维化的汉麻籽蛋白仿真肉制品，其可操作性高，易成规模。

5 汉麻仿生肉的制备意义及应用前景

汉麻最早在中国种植，大约在公元前1 500年传入欧洲。汉麻全身是宝，皮、秆、籽、根、叶、花均有非常高的利用价值，现在已被国家列为一种高值特种生物资源。自2002年卫生部将汉麻归列入药食同源目录中后[25]，汉麻籽的产业化开发利用已经开始，但基本限于传统籽仁的低值食用，未能形成全产业链的高值化药食综合利用。所以，市场上的汉麻籽产品，除了油用以外，仅仅以各种配方蛋白粉或杂粮的形式使用。产品的形式和口味都过于单一。但是近年来，以植物蛋白仿生为产品概念的膨化豆制品正在成为一个新的市场热点，受到越来越多的素食消费者的青睐。仿生肉不仅可以制成口感各异的仿生牛肉、仿生鸡肉等，并且由于具有与动物肉相似的烹饪属性，可以广泛应用于凉拌菜及煎炒烹炸处理的各类菜肴。不但形式多样、味道多变，更丰富了汉麻籽蛋白产品的类型，同时为发挥汉麻籽蛋白的营养功效提供了更多途径。汉麻籽蛋白仿生肉营养丰富、无致敏因子，具有比大豆蛋白更好的保健效果，如果使用汉麻油进行烹调，对合理全民饮食结构具有重要意义。当然，从理论角度讲，使用汉麻籽蛋白制备仿生肉是可行的，但是具体的调和配方、工艺参数还需要实践摸索，这将是今后汉麻仿生肉制备领域研究的关键技术。