植物酸奶發展優勢及存在問題

鄭梓威，張彭湃，蘇海龍，楊生玉，李星科*

1. 河南大學生命科學學院微生物工程研究所（開封 475004）；2. 河南省應用微生物工程研究中心（開封 475004）

近年來，我國人民生活水平不斷提高，營養供給能力顯著增強，國民營養健康狀況明顯改善，但仍面臨居民營養不足與過剩并存、營養相關疾病多發、營養健康生活方式尚未普及等問題，也成為影響國民健康的重要因素。在這種大背景下，新健康理念逐漸興起，植物基食品作為以上多種問題新的解決方案，正在受到人們愈加熱情的追求。植物酸奶作為植物基食品研究中的一個方向，因其特有的諸多優勢，已然成為食品界新的熱點。植物酸奶，國家標準還沒有對其進行確切定義，現歸屬于植物蛋白飲料范疇，主要由植物基原料發酵而成，且蛋白質含量達到動物酸奶標準的發酵產品[1-3]。目前大多數植物酸奶是由豆類、堅果、五谷等富含植物蛋白和脂肪的種子，或椰子等富含植物蛋白的果實作為原料，進行發酵生產而成的酸奶。與傳統動物基發酵而成的動物酸奶相比，植物酸奶由于豐富的原料來源，因此具有更加獨特的味道、全新的營養組成以及特殊的功能。但是植物酸奶作為一種全新的食品概念，還存在諸多的問題亟待解決。在介紹了植物酸奶的發展歷史與技術前沿的基礎上，簡述了植物酸奶的優勢與存在問題，并為植物酸奶的后續發展做出了分析與展望。

1 植物酸奶的發展歷史

酸奶至今雖然已有3 000多年的歷史，但植物酸奶卻是一個全新的概念。長久以來，在全球食品行業中植物基食品都是相當小眾的，直至20世紀90年代，在全球范圍興起的“植物型食品浪潮”，才使其得以逐漸嶄露頭角。

在過去的50年里，高收入國家的蛋白質日攝入量有所增加，特別是來自肉類、雞蛋、牛奶和乳制品的蛋白質[4]。這意味著，隨著民眾物質水平的提升，民眾對于蛋白質營養的追求正在逐步加大。動物基食品雖具有高含量的優質蛋白，但也暴露出成本高、種類少等缺點，富含多種優質植物蛋白的植物基食品的出現，恰好彌補了這一問題。隨著素食、輕食等健康概念在北美和歐洲興起，植物基食品才慢慢被民眾們廣泛接受，植物酸奶也逐漸被當作傳統酸奶的一種代替品。

隨后，植物酸奶展現出十分迅猛的發展趨勢，美國市場作為其最重要的消費市場之一，截至2018年8月，植物酸奶銷售額同比增長了54%，整體市場規模達到了1.74億美元。雖然植物酸奶在美國酸奶市場上只占2%份額，但是近年來植物酸奶的增長率是普通酸奶10倍[5]。在美國的一項最新關于牛奶和植物飲料的調查表明，靈活主義家庭，即經常消費多種飲料，包括牛奶和植物酸奶，這種家庭占整個液體乳消費家庭的15.6%。幾乎完全消費植物酸奶的家庭的占比則達到了22.8%[6]。多個數據顯示植物酸奶的市場地位在整個液體乳乃至整個乳制品行業是不容小視的，更顯示出植物酸奶的發展前景是無比光明的。

而在我國，隨著輕食、素食等健康飲食概念傳入我國并逐漸興起，酸奶作為一種十分健康且對身體有益的食品補充劑已經被大眾所接受。2017年，我國酸奶市場規模達1 220億元，首次超越牛奶的銷售額[7]。而具有多種新功能的植物酸奶，也受到各大廠家的關注，并受到廣大人民群眾的期待，2019年底，農夫山泉在國內推出第一款植物基酸奶，廣受消費者好評。隨后包括伊利、蒙牛、三元等在內的大型乳品企業都先后推出同類型的產品，植物酸奶國內市場就此形成雛形，自此國內的植物酸奶行業也開始呈現出蓬勃發展的態勢。

2 植物酸奶的優勢

2.1 營養學優勢

植物酸奶作為一種食品，首先應考慮的便是其營養成分。相較動物蛋白而言，植物中所含蛋白的豐富程度遠超動物蛋白，且其價格更加便宜。從營養學角度來看，Li[8]的研究表明多種植物蛋白的正確組合完全可以提供足夠的必需氨基酸。這證明了植物酸奶是有滿足人體日常氨基酸、蛋白質所需的潛力的。

在日常乳制品飲食中，我們總側重于蛋白質和鈣含量的比較，卻疏忽了微量元素的補充，而微量元素豐富，恰是植物酸奶的一大營養優勢。例如藜麥就是一種補充鐵、鎂、鋅等微量元素非常好的來源[9]，而藜麥酸奶也是目前的研究熱點之一。此外，Chen等[10]的研究表明，杏仁中富含纖維、維生素E和錳等人體所需物質，由杏仁制成的植物酸奶或可成為新的營養補充劑。豆奶是一種已經普及很久的植物酸奶，豆奶是人必需的單不飽和及多不飽和脂肪酸的良好來源，其營養價值已眾所周知[12]。植物酸奶不僅能補充蛋白質，還能補充多種微量元素與優質脂肪類營養，其在營養學上的功能，是遠超出動物酸奶的。

2.2 健康優勢

隨著人們生活節奏的加快，現代人心理和生理壓力正不斷增大，隨之而來的肥胖、三高等健康問題越來越頻繁。而在中國，心腦血管疾病造成的死亡占國民總死亡率的40%以上，排名第一，并且一直呈現上升的狀態，而膽固醇是導致心腦血管疾病的重要原因之一，因此服用高膽固醇的動物酸奶，并不利于眾多心腦血管疾病患者的健康。而植物酸奶來源安全、營養溫和，又由于原料來源植物，不僅沒有膽固醇，飽和脂肪含量也比較低，是三高患者新的選擇。植物奶中例如豆奶，其含有的卵磷脂和維生素E含量高于牛奶，飲用可以有效調節血脂、保護肝臟、防止血管硬化，非常有益于心腦健康、體重管理等問題。此外，Aydar等[11]研究表明植物酸奶由于含有單酚類化合物和不飽和脂肪酸，對人體健康也有一些有益的影響。Siti等[12]研究表明植物酸奶甚至可以預防齲齒，這表明植物酸奶仍具有很大的保健研究潛力。另外，對于消化動物基乳制品比較吃力的嬰幼兒，營養溫和、好消化的植物酸奶也是一種解決方法，在經過營養學和發酵學優化后或會成為年輕母親的追捧[13]。

植物酸奶的原料即為平時所食用的五谷雜糧，在人體消化及利用上比動物蛋白更具有親和、適應性，例如杏仁奶含有大量的單不飽和脂肪酸，被認為有助于減肥和控制體重[14]。還有含有異黃酮的豆奶，Jacobsen等[15]研究表明豆奶中含有的黃豆苷元、染料木黃酮都具有抗癌特性。以及已經十分受大眾歡迎的椰奶，Ekanayaka等[16]的研究表明，椰子脂肪中所含的月桂酸有助于提高人體高密度脂蛋白膽固醇水平，從而有助于降低血流中的低密度脂蛋白膽固醇水平，進而維護心腦血管健康。這些各有特殊保健用途的植物酸奶或可成為這些消費者對于乳制品食物新的追求。

而對于動物酸奶的來源，產奶動物或多或少地會使用動物激素催產、保健，或使用抗生素治療動物的疾病。而長期服用含有動物體激素、抗生素的乳制品，這些化學成分會通過富集作用在人體中積累，進而導致疾病。因此這也成為消費者的一大擔憂。其次，亞洲人種中存在的大規模乳糖不耐受以及少部分乳制品過敏者。乳糖是一種需要經過消化酶分解成單糖才能被人體吸收利用的雙糖，乳糖不耐受癥患者體內因缺少乳糖酶，乳糖無法全部分解為單糖，服用含有大量乳糖的動物基乳制品就會出現無法正常消化的情況而致病，輕則腹瀉，重則出血。另外，乳制品過敏是指患者體內免疫系統對乳蛋白，如乳清蛋白或脂類過敏，服用易產生腹瀉、便秘或蕁麻疹。而原料來源健康且不含乳糖及動物蛋白的植物酸奶恰好解決了這些問題，這將會成為廣大患者們的一種新的營養補充方式。

食用發酵乳制品的一大益處便是補充益生菌。益生菌是多種與人體共生，對人體有益的細菌的統稱。益生菌飲品目前已被廣大消費者接受，關于腸道益生菌與人類疾病關系的大量研究證實，定時補充益生菌對人體裨益良多。而植物作為益生菌原料發酵后功能功效的研究仍不是很充分，雖然說益生菌這一概念已不是什么新鮮詞語，但對于益生菌的科學研究仍處于幼年期。以植物作為益生菌飲品的發酵原料是否可以令二者相得益彰，是一個十分具有潛力的研究方向[17]。

2.3 原料優勢

目前市面上存在多款植物酸奶，包括大豆酸奶、杏仁酸奶、椰子酸奶、燕麥酸奶以及較為少見的大蕉酸奶、豌豆酸奶。由于其原料不同，其營養成分、發酵工藝、質構與口感都有所不同。植物酸奶因具有廣闊的原料選擇，不同種類食物搭配發酵不僅可以產生更好的口感與風味，更能產生更加均衡的營養搭配。其次隨著人口數量的不斷增長，市場對于肉類和乳制品的需求成倍增加，而生產動物蛋白所需的水量大約是生產等量植物蛋白所需水量的100倍[8]，因此將植物基替代品用于緩解畜牧業對環境巨大的壓力，是一種很好的解決方案。就原料上而言，植物酸奶的選擇范圍、獲取難度、環境保護以及成本等問題都遠遠優于動物蛋白，植物酸奶的發展具有極大的發掘潛力。

2.4 環保優勢

動物養殖是一個龐大且復雜的過程，隨著我國畜牧業不斷擴大，經濟與環保的矛盾逐漸尖銳。畜牧業的發展過程中，不可避免地對環境造成了不利影響，這既不利于環境保護，更不利于畜牧業可持續發展。如畜牧養殖過程中產生的糞便若不妥善處理，則可能造成水源的污染。動物因食用富含大量蛋白的飼料產生的氮氣與臭氣，則會對大氣造成破壞，也對周邊居民身體健康造成影響[18]。而植物基酸奶原料為植物，并不存在這些問題，間接地保護了環境，更降低了廢料處理成本，因此植物酸奶也更能獲得環保主義者的青睞。

2.5 思想概念優勢

隨著人類文明的發展，人道主義思想逐漸萌芽并壯大。動物福利的概念也逐漸成型，其指出農場動物雖是供人食用的，但在成為食品之前，它們在飼養和運輸過程中，或者因衛生原因遭到宰殺時，其福利都不容忽視，即動物在為人類服務的同時，也理所應當地獲得尊重與善待，雖然該思想并未被國際正規組織認可，但在民間的確有一定的響應聲音存在。研究表明，帶有“動物福利”標簽的商品相比同類商品更被消費者認可[19]。而不涉及思想問題的植物酸奶，則可成為“動物福利”響應者以及部分宗教、純素食人士的新選擇。

3 植物酸奶存在的問題

3.1 營養構成

植物酸奶雖然較動物酸奶具有眾多動物酸奶沒有的營養成分，但這也成為了其存在的一個問題，即種類多但含量卻不高。

就蛋白含量而言，動物酸奶如牛奶發酵的酸奶中蛋白質含量較高，植物酸奶則稍遜，蛋白含量僅在動物酸奶的5%到100%，且平均值僅在48%[20]。谷類酸奶中蛋白質的賴氨酸含量通常較低，而豆奶則是蛋白質中半胱氨酸和蛋氨酸含量較低[21]。就補充蛋白質這一服用乳制品的主要目的而言，植物酸奶略顯不足，且植物酸奶容易吸收的程度也遠比不上動物酸奶[22]。因此在該問題上，植物酸奶目前尚不能完全成為動物基酸奶的替代品，人體剩余所需蛋白質等營養只能從日常膳食中獲取。

在微量元素方面，補鈣是飲用乳制品的一個主要目的。以營養物密度數比較，牛奶（1.9 mg鈣/kcal）與杏仁（0.46 mg鈣/kcal）或大豆（0.62 mg鈣/kcal）相比，動物乳制品無疑是更好的鈣元素來源，可以說大多數種類的植物酸奶較動物酸奶的鈣含量都是遠遠不足的。且一般而言，只有牛乳和山羊乳是所有主要礦物質的重要來源，例如鈣、鉀、鎂、鈉和磷等元素，以及硒和鋅等微量元素。而植物酸奶中，例如豆奶中含有大量的銅和鐵，椰奶則是含有鉻和硒，大麻酸奶中含有鉬[9]。因此就人體所需礦物質而言，植物酸奶雖含有多種動物酸奶不含的微量元素，但主要礦物質營養上，未經強化或混合的單一植物酸奶，的確是遜色于動物酸奶的。

在脂肪方面，部分植物酸奶，如杏仁、椰子酸奶，其中所含飽和脂肪酸比其他酸奶含量高得多，這違背了植物酸奶的健康初衷，較高的熱量密度是否會導致健康問題，成了使用這些原料時需要考慮的一個因素[4]。

另外，如果不清楚植物酸奶與傳統動物基乳制品的營養區別，貿然使用植物基乳制品代替動物基乳制品，如給嬰幼兒使用，可能會導致營養不良[21]。若乳制品行業想將植物酸奶打造成動物酸奶的替代品甚至全面超越，就必須對植物乳進行營養強化。目前已有研究表明可用蛋白質強化、添加酶或混合兩種或多種植物基牛奶，如Suphamityotin等[23]的酶提取法的優化，以獲得與牛奶具有同等高營養價值的產品。

且純植物牛奶中可能含有的一些蛋白酶抑制劑，會通過滅活消化酶來干擾蛋白質和淀粉的消化[24]。另外如大豆、燕麥、豌豆等豆類中存在的皂苷通過形成不溶性皂苷-蛋白質復合物來干擾蛋白質吸收，該復合物也具有抗消化作用[24]。這些抗營養劑不僅會干擾礦物質的吸收，還會干擾維生素的吸收。例如，各種多酚導致硫胺素失活并導致吸收不良[13]。這些問題限制了原料的選取，更限制了植物酸奶的營養是否能被人體順利吸收。此外，植物基在發酵過程中是否破壞了大量植物本身的營養，還有待研究。

3.2 感官感受與質構

植物酸奶的氣味與口感，是尚待突破的一大難點。這主要是由于植物蛋白種類、分子量、空間結構與動物蛋白的不同，導致了氣味與口感的大大不同，因此質構與感官感受的問題是密不可分的。植物基本身的性質是一大影響因素，例如杏仁的苦味與豆類的豆腥味等都會對植物酸奶的風味造成很大的影響。在植物酸奶中不僅需要考慮植物基本身的性質，還需要考慮發酵過程中產生的各種化學物質對風味的影響。如一些植物原料發酵后會產生令人難以接受的氣味，對于這些情況就需要人為添加物質以改善發酵結果[25]。可見植物酸奶較動物酸奶的風味物質形成機制更為復雜[26]。

另外，在口感方面，植物基酸奶不如動物奶發酵成的酸奶細膩，酸牛乳的凝乳質地較為柔軟、光滑和致密。因此沒有經過優化加工的植物酸奶帶有很強烈的淀粉感、豆腥味或苦味等使部分人難以接受的口感，部分企業在生產過程中會添加大量糖分以改善入口感覺。但隨著研究發展，目前已有十分長足的發展，如利用Masker掩蓋技術處理苦味和腥味問題[27]，亦或通過正交試驗設計優化發酵工藝，確定最佳發酵條件，以馴化菌種與改善植物酸奶味道[28]，這都大大提升了植物酸奶的口感。

酸奶的一些其他重要屬性，如化學成分、表觀黏度和持水量、流變特性和感官特性，這些屬性的研究有助于確定植物酸奶的關鍵質量屬性如發酵時間、發酵溫度等因素，以及明確這些屬性和配方之間的重要相互關系，都可有效提升其質構與口感[4]。植物酸奶若想完全成為牛奶的替代品，就有必要對其進行強化，使其口感和營養價值接近牛奶。

3.3 穩定性與貨架期

植物酸奶的穩定性，是指其構成物質以及體系能否長時間保持穩定的性質，一般由物質顆粒大小、乳液形成和蛋白質溶解度共同決定。植物酸奶中由于含有脂肪液滴、原料固體顆粒、蛋白質和淀粉顆粒等的大尺寸顆粒會隨時間而沉淀聚集，因此很難保證其儲藏過程中的穩定性。

貨架期是穩定性的市場體現，是指食品被貯藏在推薦的條件下，能夠保持安全；確保理想的感官、理化和微生物特性；保留標簽聲明的任何營養值的一段時間。植物性代乳品的貨架期很大程度上取決于它們所含膠體顆粒的聚集穩定性。植物酸奶中的營養物質會隨時間降解，或在某些情況下并不穩定，都會影響植物酸奶的保藏，進而制約其發展[29]。因此為了提高產品穩定性，可以使用各種技術減小分散相顆粒的尺寸，但為了不破壞穩定乳液的蛋白質以及脂質，以及加熱導致淀粉黏度增加等原因，植物酸奶的發酵、滅菌處理勢必采用更加復雜謹慎的方式，例如：Valencia-Flores等[30]使用超高壓均質技術對植物酸奶進行均質處理已取得不錯的成效；Jafari等[31]已使用超聲波技術對傳統牛奶進行了均質效果研究。但對植物酸奶的效果尚待測試。

而動物酸奶研究已久，已經具有很完善的的保藏技術以及很長時間的保質期。而植物酸奶目前研究較少，目前關于其保鮮保藏技術與手段仍有很大的探索空間，研究思路是在延長貨架期的同時，盡量少地使用添加劑。

3.4 發酵工藝

目前而言，植物酸奶的制作工藝與傳統酸奶差別不大。以傳統發酵方法發酵植物酸奶是否合適，目前的研究尚不足。與動物基乳制品所含主要蛋白等的不同，導致了其發酵工藝存在改進、優化的可能。植物基酸奶不僅發酵周期更長，其蛋白含量也普遍較低，這都預示了發酵工藝上可取得巨大的進步，因此傳統發酵方法對于植物基乳制品，可能并非最佳方案[32]。另外如Bernat等[33]和Briviba等[34]在發酵中采用超聲波、脈沖電場、高強度超聲波輻射、歐姆加熱、超高壓均質等先進方法，也是一種新的思路。

不同屬性的原料采用的方式也可能是大相徑庭的，目前植物酸奶可分為堅果奶、谷物奶、蔬菜水果奶三大類，不同原料的不同特性可能導致前處理以及發酵工藝有很大差別，如添加不同的發酵劑、不同的親水膠體或乳化劑等[32]。該方面研究目前尚比較缺乏，但具有十分大的挖掘潛力。隨著研究將會出現越來越先進的方式方法不斷優化其生產工藝。

4 結語與展望

介紹了植物酸奶的發展歷史、植物酸奶較動物酸奶的諸多優勢與存在的問題。植物酸奶是目前食品界的一大研究熱點，現今人民物質水平提高，飲食結構的變化使越來越多的健康問題凸顯出來。植物酸奶作為一種良好的解決方案，以良好的味道、獨特的營養結構與環保綠色等優勢決定了其發展趨勢向好且具有巨大的發展潛力。近年其產量與銷量正逐步攀升，并與動物酸奶形成平行消費，大大拓展了乳制品市場的領域。

但其存在的問題也不容忽視，如主要營養不足、口感欠佳以及較差的穩定性，都給植物酸奶的發展帶來了阻力。從包裝方式、發酵溫度再到使用定位，乃至發酵菌種，全工業生產段的技術、營銷策略的研究也都還不足。只有繼續革新各項環節的技術，植物酸奶才能成為動物酸奶的完全替代品。

雖然消費理念在文化習慣上，國內與國際上仍有差距，以及植物酸奶目前存在的諸多問題仍阻礙著其發展，但隨著越來越多的乳制品企業的重視入駐植物酸奶領域，以及越來越多的消費者接觸并接受植物酸奶，植物酸奶市場將會愈加繁榮。