植物乳（奶）物質(zhì)組成、加工難題及其創(chuàng)新技術(shù)研究進(jìn)展

陳亞淑，劉 銳，陳洪建，陳 委，王 雪，馬洪江，郝 倩，全 雙，周 琦，黃慶德，鄧乾春,

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所，油料脂質(zhì)化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部油料加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430062；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食物與營(yíng)養(yǎng)發(fā)展研究所，北京 100081；3.統(tǒng)一企業(yè)（中國(guó)）投資有限公司，江蘇昆山 215300；4.黑龍江北緯四十七綠色有機(jī)食品有限公司，黑龍江齊齊哈爾 161500）

目前，“健康和可持續(xù)”是國(guó)內(nèi)外食品行業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)因素，一直以來(lái)植物乳（奶）在安全性（不含抗生素）、營(yíng)養(yǎng)性（零膽固醇和低飽和脂肪）、人道性（動(dòng)物保護(hù)）和碳排放（節(jié)能減排）等方面存在諸多有利因素。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，植物豆乳（奶）碳足跡為0.51～0.52 kg CO2eq/L，約為牛奶（0.99～1.08 kg CO2eq/L）的1/2[1]，隨著近年來(lái)食品科技的創(chuàng)新，宗教人群、動(dòng)保主義者、素食主義者以及乳糖不耐受人群的需求被不斷放大，歐美乳制品市場(chǎng)開(kāi)始主動(dòng)迎合上述人群，使得來(lái)源綠色安全、營(yíng)養(yǎng)精準(zhǔn)可控的植物乳（奶）越來(lái)越受到市場(chǎng)和消費(fèi)者的青睞。AC 尼爾森數(shù)據(jù)顯示，2018 年植物乳（奶）已搶占美國(guó)15%的乳制品零售市場(chǎng)，體量達(dá)到數(shù)十億美元，并且還在以每年50%的速度激增，2020 年統(tǒng)計(jì)顯示，美國(guó)彈性素食家庭占受訪家庭的15.6%，主要消費(fèi)牛奶和植物性飲料，另外植物性消費(fèi)家庭占家庭總數(shù)的22.8%，主要消費(fèi)植物乳（奶）；在英國(guó)，植物乳（奶）也因連年保持30%的市場(chǎng)增長(zhǎng)率，在2017 年被政府列入了居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)（consumer price index，CPI）的統(tǒng)計(jì)范圍[2]。國(guó)外這一植物基浪潮也影響了國(guó)內(nèi)的一些消費(fèi)人群的消費(fèi)理念，進(jìn)而催生、助推了國(guó)內(nèi)植物乳（奶）市場(chǎng)的快速發(fā)展。

實(shí)際上，中國(guó)植物乳（奶）產(chǎn)業(yè)具有悠久的發(fā)展歷程，相傳豆奶/豆?jié){最早由我國(guó)西漢淮南王劉安發(fā)明，距今已有接近2000 年歷史。傳統(tǒng)豆?jié){加工工藝簡(jiǎn)單，將黃豆浸泡后使用石磨進(jìn)行濕磨即可得到，一直以來(lái)深受中國(guó)人民喜愛(ài)，又是一種老少皆宜的營(yíng)養(yǎng)食品，可以說(shuō)是最早流行的“植物乳（奶）”[3]。除此之外，核桃乳、花生乳、椰子乳等植物乳（奶）具備宜人的獨(dú)特香氣和風(fēng)味，同時(shí)富含蛋白質(zhì)、健康油脂、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，在我國(guó)具有廣泛的消費(fèi)基礎(chǔ)。在國(guó)內(nèi)，植物乳（奶）市場(chǎng)同樣發(fā)展快速，據(jù)天貓國(guó)際數(shù)據(jù)顯示，目前中國(guó)植物乳（奶）飲品復(fù)合增長(zhǎng)率為各類(lèi)飲品中的第一，2007～2016 十年間復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)24.5%，市場(chǎng)規(guī)模是美國(guó)和西歐的兩倍以上，同時(shí)我國(guó)《植物蛋白飲料 豆奶和豆奶飲料》、《植物蛋白飲料 核桃露（乳）》、《植物蛋白飲料 杏仁露》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的頒布，也為我國(guó)植物乳（奶）產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展保駕護(hù)航。

目前我國(guó)針對(duì)植物乳（奶）的制備工藝和風(fēng)味、口感、營(yíng)養(yǎng)、穩(wěn)定性等方面的研究已有較良好基礎(chǔ)，然而我國(guó)植物乳（奶）產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然存在著較多問(wèn)題，特別是基礎(chǔ)研究與學(xué)科體系的建設(shè)、技術(shù)與裝備的創(chuàng)新和個(gè)性化、精準(zhǔn)化、數(shù)字化產(chǎn)品創(chuàng)新等方面與國(guó)外相比，仍存在差距。基于此，本文將針對(duì)上述角度，對(duì)植物乳（奶）的分類(lèi)與物質(zhì)組成，加工難題、新型加工技術(shù)和裝備、產(chǎn)業(yè)與科技發(fā)展趨勢(shì)和產(chǎn)業(yè)對(duì)策等進(jìn)行綜述，以期為我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和高質(zhì)量發(fā)展提供參考與支撐。

1 植物乳（奶）的分類(lèi)與物質(zhì)組成

作為一種可同時(shí)補(bǔ)充蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸和功能性植物小分子等營(yíng)養(yǎng)素的飲料，根據(jù)原料與加工工藝的不同，植物乳（奶）具有不同的物質(zhì)組成，因此對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)研究十分必要。

1.1 植物乳（奶）的分類(lèi)

植物乳（奶）的定義可以分為狹義和廣義兩大類(lèi)。狹義的植物乳（奶）主要是以堅(jiān)果和植物果實(shí)/果肉為原料，通過(guò)多種生產(chǎn)工藝制成，如豆?jié){、椰漿等，從更廣泛的角度來(lái)看，由植物來(lái)源的原料與植物蛋白制成的飲品也統(tǒng)稱為植物乳（奶）[4]。按照加工工藝來(lái)分，植物乳（奶）可分為發(fā)酵型和非發(fā)酵型，另外可根據(jù)所用原料將植物乳（奶）分為豆奶、核桃奶、花生奶、杏仁奶、燕麥奶、椰奶、巴旦木奶、大米奶、大麻奶和亞麻奶等[4]（如表1 所示），進(jìn)一步可根據(jù)原料的分類(lèi)將植物乳（奶）大致分為：谷類(lèi)（燕麥、大米）、假谷物（藜麥）、豆類(lèi)（大豆、豌豆、鷹嘴豆）、堅(jiān)果（核桃、杏仁、巴旦木、巴西堅(jiān)果、腰果、榛子）、種子（花生、芝麻、向日葵、亞麻籽、火麻）和高蛋白/油脂果實(shí)（椰子）等六種植物乳（奶）。作為蛋白質(zhì)、鈣和多種營(yíng)養(yǎng)素的補(bǔ)充劑，植物乳（奶）不僅可以直飲（早餐奶、學(xué)生或老人營(yíng)養(yǎng)奶），同時(shí)也可作為咖啡、茶的伴侶以及食品加工（烘培產(chǎn)品、植物基冰淇淋）的工業(yè)原料。

表1 植物乳（奶）分類(lèi)、原料來(lái)源[5]Table 1 Classification, raw material sources of plant-based milk[5]

1.2 植物乳（奶）的物質(zhì)組成

根據(jù)分類(lèi)不同，植物乳（奶）主要物質(zhì)組成存在較大差異，主要包括營(yíng)養(yǎng)性成分和安全風(fēng)險(xiǎn)因子，對(duì)植物乳（奶）的穩(wěn)定性、感官風(fēng)味、健康功效和應(yīng)用場(chǎng)景會(huì)產(chǎn)生顯著影響。表2 總結(jié)了國(guó)內(nèi)外市售的植物乳營(yíng)養(yǎng)素含量，可見(jiàn)豆奶（乳）類(lèi)植物乳（奶）的蛋白質(zhì)含量一般較高，大米乳、燕麥乳的蛋白質(zhì)含量偏低，燕麥類(lèi)植物乳（奶）類(lèi)膳食纖維含量較高，亞麻籽類(lèi)植物乳（奶）的多不飽和脂肪酸如α-亞麻酸含量較高。

表2 國(guó)內(nèi)外市售典型植物乳（奶）主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)組成表Table 2 Main nutrients of typical plant-based milk sold athome and abroad

1.2.1 蛋白質(zhì) 總體來(lái)說(shuō)，在不添加外源蛋白的情況下，大豆植物乳（奶）的蛋白質(zhì)含量較高，與牛奶相似，對(duì)成年人來(lái)說(shuō)一般認(rèn)為是一種包含了所有必需氨基酸的全蛋白；而其他植物乳（奶）的蛋白質(zhì)含量較低，大米植物乳（奶）的蛋白質(zhì)含量最低[6-7]。同時(shí)，與牛奶蛋白相比，植物乳（奶）蛋白質(zhì)的必需氨基酸組成特別是蛋氨酸、賴氨酸等略有不足，例如豌豆、杏仁和大豆組織蛋白的限制性氨基酸為蛋氨酸和半胱氨酸[8]。亞麻蛋白與大米等谷物類(lèi)蛋白質(zhì)的限制性氨基酸是賴氨酸[9]。由于上述氨基酸的限制，一般認(rèn)為植物蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低于動(dòng)物源蛋白，同時(shí)由于植物源抗?fàn)I養(yǎng)因子如植酸、皂苷等的存在，植物蛋白的消化率低于乳蛋白，總體來(lái)說(shuō)，植物蛋白的生物價(jià)（BV）與可消化氨基酸評(píng)分（DLAAS）略低于牛奶蛋白，例如牛奶蛋白BV 為104，酪蛋白為80，大豆、豌豆和亞麻籽蛋白的BV 評(píng)分分別為74、65、77.4；牛奶蛋白DLAAS 為115，酪蛋白為111，大豆和豌豆蛋白的DLAAS 評(píng)分分別為89、80[6,9]。

1.2.2 油脂和脂溶性成分 如表3 所示，植物乳（奶）中脂肪酸組成主要以不飽和脂肪酸為主，飽和脂肪酸含量一般較低（但椰奶飽和脂肪酸約占80%），且不含膽固醇，對(duì)降低低密度脂蛋白與膽固醇有益，因此對(duì)血脂相關(guān)的心腦血管疾病干預(yù)具有更好的正效應(yīng)[10]。雖然椰奶飽和脂肪酸較高，但主要是中鏈甘油三酯（MCT），對(duì)降低膽固醇、防治高血脂癥等具有一定積極作用。另外，一般認(rèn)為植物乳（奶）中可能含有較豐富的脂溶性活性成分，如維生素E、維生素A 和植物甾醇等，總的來(lái)說(shuō)，更高比例的多不飽和脂肪酸特別是n-3 PUFA 等具有生物活性的必需脂肪酸以及脂溶性活性成分，使得植物乳（奶）在健康活性方面具有較突出優(yōu)勢(shì)。

表3 植物乳（奶）主要脂肪酸組成表Table 3 Main fatty acid compositions of plant-based milk

1.2.3 膳食纖維 膳食纖維指不能被人體消化道酶分解的多糖類(lèi)物質(zhì)，在維持人體健康方面具有重要作用，被稱為“第七大營(yíng)養(yǎng)素”[17]。作為非淀粉多糖，膳食纖維主要來(lái)源于植物和菌類(lèi)的細(xì)胞壁，包括纖維素、半纖維素、果膠、木質(zhì)素和幾丁質(zhì)等，具有改善與促進(jìn)消化系統(tǒng)健康、降低脂肪及膽固醇的攝取、預(yù)防心腦血管疾病、增強(qiáng)免疫力、防治糖尿病等功能。在植物乳（奶）中，籽類(lèi)、谷類(lèi)或果實(shí)原料細(xì)胞壁中的多種可溶性或不可溶的膳食纖維，如亞麻籽膠、杏仁多糖和大豆多糖等，均具有潛在的益生元特性，有益于人體健康，尤其在調(diào)節(jié)腸道菌群和微生態(tài)健康方面具有突出作用。例如燕麥奶中的β-葡聚糖會(huì)增加飽腹感、降低血糖和膽固醇[5]；亞麻籽乳中含有亞麻籽膠，具有改善腸道菌群、控制體重、增強(qiáng)飽腹感、保護(hù)腸道與心血管健康等功能；豆奶中大豆纖維具有降低動(dòng)物/人體內(nèi)血漿膽固醇的效果，且不會(huì)降低對(duì)礦物質(zhì)元素鋅和銅的吸收，并具有維持腸道健康、控制血糖和血脂的功能[18-19]。

1.2.4 礦物質(zhì)與維生素 大部分植物乳（奶）原料富含鈣、鎂、硒、鉀、鋅、磷、銅和錳等礦質(zhì)元素，例如杏仁、大豆中鈣的含量分別約為269、277 mg/100 g，鎂的含量分別約為270、280 mg/100 g，鉀的含量分別約為733 和1797 mg/100 g[20]，統(tǒng)計(jì)市場(chǎng)中的植物乳（奶）鈣含量發(fā)現(xiàn)其含量是高度可變的，當(dāng)使用外源鈣強(qiáng)化時(shí)，通常植物乳（奶）的鈣含量高于牛奶。一般來(lái)說(shuō)，植物乳（奶）中強(qiáng)化鈣所用的碳酸鈣吸收率較高，但容易沉淀，降低了植物乳（奶）中鈣的生物可及性[21-22]。牛奶被認(rèn)為是維生素的優(yōu)良來(lái)源，但是牛奶中維生素D 含量低，通常需要外源添加進(jìn)行強(qiáng)化。植物乳（奶）中維生素D 含量也較低，因此商業(yè)化的植物乳（奶）通常也會(huì)添加維生素D 進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化。同時(shí)，豆乳、杏仁乳、火麻乳中維生素E 的含量與牛奶（微量）相比具有優(yōu)勢(shì)，分別可達(dá)4.0、3.84 和13 mg/100 mL；椰奶、杏仁奶和腰果奶等維生素A 的含量＞60 μg/100 mL，約為牛奶含量的2 倍[23]；總體上植物乳（奶）中脂溶性維生素的含量與牛奶相比有優(yōu)勢(shì)，水溶性維生素則有待強(qiáng)化。

1.2.5 活性小分子 植物乳（奶）一般含有有益的生物活性小分子，如黃酮、酚酸、木酚素、植物固醇等[24]；尤其是植物多酚具有優(yōu)良的抗氧化性能，在抗癌、抗輻射損傷、抗微生物致病菌、降血脂、預(yù)防心血管疾病等方面具有良好的健康保障作用。例如花生奶中的白藜蘆醇具有抗氧化、抑菌、保護(hù)肝臟、預(yù)防心腦血管疾病、抗輻射和抗艾滋病等生物活性[25]。芝麻乳中的芝麻酚可以抑制高脂高果糖飲食喂養(yǎng)的小鼠的肥胖和胰島素抵抗，降低肝臟脂肪生成，抑制白色脂肪組織的脂質(zhì)積累和炎癥反應(yīng)，通過(guò)改善線粒體脂質(zhì)代謝減少脂肪細(xì)胞大小和棕色脂肪組織向白色脂肪的轉(zhuǎn)化[26]。木酚素是一種天然的植物雌激素，在亞麻籽植物乳（奶）中含量較高，可通過(guò)控制三種雌二醇合成酶抑制卵巢雌激素的產(chǎn)生，降低乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也表現(xiàn)出顯著的抗結(jié)腸癌作用[27]。這些植物乳（奶）中特有的功能性成分往往不在產(chǎn)品標(biāo)簽上標(biāo)注，對(duì)于飲料有特殊需求的人群如患心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)高的人群（膽固醇水平較高、年齡相關(guān)慢性病患者等），攝入植物乳（奶）可能會(huì)有更明顯的效果。

1.2.6 安全風(fēng)險(xiǎn)因子 雖然植物乳（奶）不含乳糖，可以有效解決由乳糖不耐受引起的不良反應(yīng)，但仍然存在一些潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)因子如過(guò)敏性成分、有毒有害成分和抗?fàn)I養(yǎng)成分等，需要引起高度重視。大豆是最常見(jiàn)的8 種食物過(guò)敏原之一[28]，大豆中可發(fā)酵的寡糖、糖醇等可引起部分人的過(guò)敏反應(yīng)，攝入豆奶后引起腸胃脹氣，另外文獻(xiàn)報(bào)道近14%對(duì)牛奶過(guò)敏的人也對(duì)大豆蛋白有過(guò)敏反應(yīng)[29]。相反，大米植物乳（奶）具有低過(guò)敏原性，可有效克服過(guò)敏原引起的攝入不良反應(yīng)[30]。此外，杏仁、亞麻籽等植物乳（奶）原料中含有一類(lèi)重要天然糖苷，即生氰糖苷，包括苦杏仁苷、扁桃腈糖苷和亞麻苦苷等，攝入后在體內(nèi)β-葡萄糖苷酶、羥腈分解酶的降解作用下產(chǎn)生葡萄糖、氫氰酸等，氫氰酸是一種劇毒氰化物，可損傷呼吸、中樞、循環(huán)、消化系統(tǒng)等。在豆科植物（大豆、花生等）、蕨類(lèi)、高粱、亞麻籽等原料中還存在抗維生素因子，其作用機(jī)理一般包括兩種，一種是化學(xué)結(jié)構(gòu)與某種維生素相似，如雙香豆素與維生素K 結(jié)構(gòu)相似，在代謝過(guò)程中與維生素產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)，因此導(dǎo)致動(dòng)物對(duì)維生素的利用下降；另外一種是通過(guò)破壞維生素活性，如脂肪氧化酶可破壞維生素A、類(lèi)胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其喪失生物活性，降低效價(jià)。植酸是植物籽粒（包括谷物、豆類(lèi)、堅(jiān)果等）中磷酸鹽的主要儲(chǔ)存形式，不能被缺乏植酸酶的單胃動(dòng)物包括人類(lèi)所吸收利用；與此同時(shí)，由于植酸鹽對(duì)金屬離子有較強(qiáng)的螯合能力，使之對(duì)礦物質(zhì)如鈣的吸收產(chǎn)生不良影響，并會(huì)降低消化酶活性，降低對(duì)蛋白質(zhì)的消化率等，因此也被稱為抗?fàn)I養(yǎng)因子。

2 植物乳（奶）的加工難題

根據(jù)植物乳（奶）的分類(lèi)，植物乳（奶）加工中面臨的難題也各有側(cè)重，如豆乳加工過(guò)程中豆腥味、脲酶等降低其食用品質(zhì)的問(wèn)題，燕麥乳加工過(guò)程中淀粉顆粒影響其順滑口感的問(wèn)題，但總的來(lái)說(shuō)，植物乳（奶）加工過(guò)程中面臨的難題可主要分為安全、營(yíng)養(yǎng)、穩(wěn)定等方面。

2.1 植物源安全風(fēng)險(xiǎn)因子難以高效脫除

對(duì)于生氰糖苷、抗維生素因子等熱敏性安全風(fēng)險(xiǎn)因子，應(yīng)充分考慮在熟制工藝中對(duì)其進(jìn)行有效脫除[31]。對(duì)于植物乳（奶）中致敏原包括大豆7S、11S 蛋白、花生7S、11S、2S 蛋白，谷物種子中的谷蛋白等，目前應(yīng)用較多的解決方法主要為酶解法、發(fā)酵法、高靜壓及輻照等方法[32]。谷物種子中植酸主要集中在外殼及其胚芽部分，胚乳部分含量較低，而大豆種皮中幾乎不含植酸，僅1%分布于胚芽，而99%的植酸都遍布于子葉，并存在于亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白體中。因此針對(duì)不同原料，可選擇性通過(guò)不同方法消減植酸，如脫殼去除法、水焯去除法和浸泡去除法等，此外也可通過(guò)蒸煮、萌芽、微生物發(fā)酵以及添加外源植酸酶等方法對(duì)植酸進(jìn)行脫除[33-34]。

2.2 植物細(xì)胞壁組織限制內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)素溶出

越來(lái)越多的證據(jù)表明，食物對(duì)健康的益處不僅僅取決于其個(gè)別成分，更取決于食物的結(jié)構(gòu)（或基質(zhì)），食物結(jié)構(gòu)不僅在消化和隨后的生理代謝反應(yīng)中起調(diào)節(jié)作用，也影響其在加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)素的溶出效果。植物食物的結(jié)構(gòu)是由細(xì)胞壁決定的，細(xì)胞壁是一個(gè)在微觀水平上的植物食物結(jié)構(gòu)的典型例子；細(xì)胞壁本身是聚合結(jié)構(gòu)，主要由一個(gè)以纖維素骨架核心（無(wú)支化和線性β-1-4 D-葡萄糖單元）與由幾種多糖（例如，果膠和半纖維素）組成的水化凝膠基質(zhì)結(jié)合而成。胞間層富含果膠，作為植物細(xì)胞的最外層，由它將兩個(gè)植物細(xì)胞連接在一起[35]。植物細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和組成因植物種類(lèi)、組織分布和生長(zhǎng)階段而異[36]。總的來(lái)說(shuō)，豆類(lèi)和其他雙子葉植物種子細(xì)胞壁主要富含果膠和木聚糖，谷物和其他單子葉植物的谷物細(xì)胞壁果膠含量較低，但含有阿拉伯木聚糖和/或混合連接的β-d-葡聚糖。植物細(xì)胞內(nèi)的蛋白、油脂、膳食纖維以及小分子植物化學(xué)物的溶出極大受到細(xì)胞壁的限制。因此，為了提高植物乳（奶）的固形物含量即增大其營(yíng)養(yǎng)素的溶出，熱處理、擠壓、發(fā)酵、研磨和均質(zhì)等加工階段的技術(shù)優(yōu)化與創(chuàng)新十分重要。通過(guò)改變食品結(jié)構(gòu)，如經(jīng)過(guò)熱與壓力處理時(shí)，細(xì)胞壁破裂成多孔型結(jié)構(gòu)，內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)素從細(xì)胞內(nèi)部釋放出來(lái), 提高植物乳（奶）中蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、多酚、黃酮類(lèi)化合物的溶出率。

2.3 體系穩(wěn)定性的控制

作為一種多相分散體系，植物乳（奶）含有多種不同的膠體物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、油脂體、多糖、多酚、植酸及其不同的復(fù)合物、植物組織碎片等微粒，體系整體具有熱力學(xué)不穩(wěn)定性，易發(fā)生相分離[37]。導(dǎo)致植物乳（奶）發(fā)生物理性失穩(wěn)的主要因素包括：a. 力誘導(dǎo)分離：植物乳（奶）中分散的上述微粒密度與水相不同，這導(dǎo)致它們會(huì)因引力作用發(fā)生移動(dòng)；密度比水小的顆粒物質(zhì)，如油脂體或脂肪液滴，傾向于上浮，而密度更高的顆粒物質(zhì)，如植物細(xì)胞碎片、淀粉顆粒、蛋白聚集體、碳酸鈣顆粒等，傾向于下沉。b. 聚集：在植物乳（奶）中油脂體、蛋白質(zhì)包埋的脂肪液滴、蛋白質(zhì)顆粒和/或植物細(xì)胞碎片之間存在靜電、疏水等相互作用，當(dāng)膠體間相互作用力發(fā)生改變時(shí)易出現(xiàn)聚集現(xiàn)象，主要包括絮凝與聚結(jié)；因此植物乳（奶）在儲(chǔ)藏過(guò)程中易出現(xiàn)分層、沉淀現(xiàn)象，并會(huì)引起沙礫、白堊等不良口感。植物乳（奶）也會(huì)因?yàn)楦鞣N化學(xué)或生化過(guò)程而引起體系失穩(wěn)，包括氧化、水解和微生物作用等，也會(huì)使植物乳（奶）穩(wěn)定性與安全性下降，并產(chǎn)生令人不愉快的揮發(fā)性氣味。

2.4 體系風(fēng)味的調(diào)節(jié)

受到市場(chǎng)歡迎的植物乳（奶）一般具有烤堅(jiān)果味、焦香和甜香味，同時(shí)由于其原料自身特有的性質(zhì)，不同植物乳（奶）還會(huì)具備獨(dú)特的風(fēng)味如椰子味、豆香味、亞麻香味和谷物香味等；但不可否認(rèn)的是，植物乳（奶）本身也可能含有負(fù)面屬性的風(fēng)味，除了上述提到的由于多不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生的哈喇味等，還可能有植物原料本身特有的草味、生味、土腥味，主要的物質(zhì)基礎(chǔ)包括低分子的醇、醛、酮和呋喃等，例如較為典型的異味物質(zhì)包括具有蘑菇味的1-辛烯-3-醇、青草味的己醛、黃瓜味的（E）-2-辛烯醛、油脂味的（E, E）-2,4-癸二烯醛、青草味的2-戊基呋喃等[38]，然而有些物質(zhì)單獨(dú)嗅聞時(shí)并不會(huì)產(chǎn)生明顯異味，混合時(shí)才會(huì)增強(qiáng)其異味，因此關(guān)于異味的物質(zhì)基礎(chǔ)也是植物乳（奶）研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。關(guān)于異味成分的形成機(jī)制，以豆乳為例，一般認(rèn)為C6 醛是豆科植物乳（奶）風(fēng)味的重要組成成分，來(lái)源于脂肪氧合酶（LOX）的酶促氧化途徑，亞油酸和亞麻酸是其主要的前體底物，亞油酸被LOX 氧化產(chǎn)生9-或13-羥基-亞油酸氫過(guò)氧化物，又進(jìn)一步被氫過(guò)氧化物裂解酶作用形成己醛、（E）-辛烯醛、（E, E）-2,4-癸二烯醛等。亞麻酸作為底物時(shí)，則形成（E）-2-己烯醛，（E, Z）-3, 6-壬二烯醛等。己醛，（E）-2-己烯醛等是脂肪氧合酶途徑青草味的主要風(fēng)味貢獻(xiàn)成分[39]。大豆制漿過(guò)程中也會(huì)涉及到非酶反應(yīng)，脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、碳水化合物等作為不同的前體物質(zhì)，會(huì)形成不同的氫過(guò)氧化物、自由基等氧化中間產(chǎn)物并最終導(dǎo)致異味的產(chǎn)生。這都對(duì)植物乳（奶）生產(chǎn)過(guò)程中體系風(fēng)味的調(diào)節(jié)提出要求[40]。

2.5 腐敗變質(zhì)的控制

新鮮的植物乳（奶）中因富含碳源、氮源，微生物極易繁殖，導(dǎo)致脹罐、脹袋等腐敗變質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生。主要原因包括：a. 植物乳（奶）原料本身存在霉變、腐敗情況，導(dǎo)致最終產(chǎn)品微生物指標(biāo)難以達(dá)標(biāo)；b. 植物乳（奶）殺菌方式的選擇不當(dāng)。巴氏滅菌可殺滅植物乳（奶）中致病性細(xì)菌和絕大多數(shù)非致病性細(xì)菌，但仍保留了小部分較耐熱的細(xì)菌及芽孢，因此貨架期較短。超高溫瞬時(shí)滅菌（UHT）耦合無(wú)菌罐裝、先罐裝再高溫高壓滅菌是植物乳（奶）加工中常用的較安全的滅菌方法[41]；c. 殺菌過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，控制不當(dāng)，如高溫高壓滅菌時(shí)產(chǎn)品堆積過(guò)剩，出現(xiàn)殺菌不徹底現(xiàn)象，UHT-無(wú)菌罐裝過(guò)程中，殺菌機(jī)與管道清洗不當(dāng)?shù)龋赡茉斐勺罱K產(chǎn)品在儲(chǔ)藏過(guò)程中腐敗變質(zhì)現(xiàn)象。因此有必要發(fā)展綠色、高效控制植物乳（奶）有害微生物產(chǎn)生的方法和技術(shù)。

2.6 多場(chǎng)景的應(yīng)用

為了滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景如餐飲、工業(yè)和零售等，植物乳（奶）的加工需要突破不同的問(wèn)題。例如餐飲用植物乳（奶）在消費(fèi)之前可能需要與茶、咖啡等調(diào)配，對(duì)植物乳（奶）體系的環(huán)境應(yīng)激（包括酸堿度、溫度和離子等）穩(wěn)定性等有更高的要求。工業(yè)用植物乳（奶）一般采用大包裝，面臨著運(yùn)輸與儲(chǔ)藏成本較高的問(wèn)題。零售直飲型植物乳（奶）則需要針對(duì)不同消費(fèi)場(chǎng)景如早/晚餐用、零食用等，同時(shí)由于不同職業(yè)、年齡、收入和學(xué)歷等人群對(duì)植物乳（奶）消費(fèi)需求與偏好差異較大，更要突破特定人群細(xì)分不同的消費(fèi)體驗(yàn)需求，在營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味、多元化和個(gè)性化方面對(duì)植物乳（奶）加工提出更高要求。

3 國(guó)內(nèi)外植物乳（奶）的加工技術(shù)

為了解決上述加工難題，植物乳（奶）加工過(guò)程中不可缺少的工藝步驟包括原料清選、熟制、調(diào)配和滅菌等，同時(shí)，新的植物乳（奶）加工技術(shù)與裝備的出現(xiàn)也為更高效的解決上述問(wèn)題提供了支撐。

3.1 傳統(tǒng)技術(shù)

如圖1 所示，傳統(tǒng)植物乳（奶）加工工藝流程主要包括熟制、浸泡、磨漿、除渣、調(diào)配、罐裝、高溫高壓滅菌等，可分別解決植物乳（奶）加工過(guò)程中安全風(fēng)險(xiǎn)因子消減、營(yíng)養(yǎng)素溶出困難和有害微生物的控制等加工問(wèn)題，得到可市場(chǎng)化的植物乳（奶）。

圖1 植物乳（奶）傳統(tǒng)工藝主要加工步驟流程圖Fig.1 Flow chart of traditional processing steps of plant-based milk

3.1.1 熟制 傳統(tǒng)的植物乳（奶）熟制工藝主要包括烘烤、常壓蒸煮等。熟制過(guò)程原料中淀粉糊化，植物原料的生青味可得到有效控制，同時(shí)可去除部分原料中熱敏抗?fàn)I養(yǎng)因子及有毒有害物質(zhì)如生氰糖苷等，并起到部分滅酶效果，另外熟制過(guò)程中可發(fā)生美拉德等反應(yīng)，促使植物原料風(fēng)味發(fā)生改變，促進(jìn)生香。因此，熟制工藝是大多數(shù)植物乳（奶）加工的重要步驟之一。

3.1.2 浸泡 浸泡是植物乳（奶）生產(chǎn)的重要預(yù)處理過(guò)程，其主要目的是促進(jìn)谷物或堅(jiān)果等植物原料的軟化和膨脹[42]，有利于研磨過(guò)程原料的破裂。這不僅降低了機(jī)械磨碎強(qiáng)度而且使蛋白質(zhì)充分水合更容易浸出，增加提取率。此外，浸泡處理也有助于減少初始微生物含量、消除異味、改善感官特性并提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。水浸泡階段可用于大豆、榛子、大米、杏仁、老虎堅(jiān)果、谷物、芝麻和花生等原料[43]。

3.1.3 磨漿 磨漿是生產(chǎn)植物乳（奶）過(guò)程中的提取步驟。磨漿的目的是破壞植物細(xì)胞或者亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，促進(jìn)蛋白質(zhì)、脂類(lèi)和其他可溶性固形物的釋放。傳統(tǒng)的植物乳（奶）磨漿工藝包括使用石磨、陶瓷磨等，主要依靠植物原料在浸泡軟化后放置于兩個(gè)粉碎面之間，通過(guò)施加超過(guò)物料抗壓強(qiáng)度極限的壓力而實(shí)現(xiàn)粉碎。磨漿可分為干磨和濕磨，干磨通常效率較低并且不利于燙漂與浸泡，因此通常使用濕法研磨來(lái)生產(chǎn)植物乳（奶）[44]。水的添加量、研磨溫度、pH、研磨類(lèi)型和進(jìn)料速率等因素對(duì)植物乳（奶）固形物含量和得率有重要的影響[45]。濕磨可應(yīng)用于老虎堅(jiān)果、大豆、椰子、腰果、榛子、大麻種子、豇豆、杏仁、核桃和花生等原料[43]。

3.1.4 除渣 除渣是植物乳（奶）生產(chǎn)過(guò)程中的必要步驟，目的是為了分離飲料中的固體顆粒和懸浮雜質(zhì)。主要除去不溶性纖維使微粒達(dá)到一定的細(xì)度，從而有利于提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。根據(jù)最終產(chǎn)品要求，傳統(tǒng)除渣工藝根據(jù)對(duì)產(chǎn)品顆粒度需求程度不同，可采用不同的過(guò)濾材料，如雙層粗棉布、細(xì)棉布（25 μm）和不同尺寸的濾網(wǎng)（120、150、180 和200 目等）[44]。

3.1.5 調(diào)配 植物乳（奶）產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)的含量至關(guān)重要，因此部分植物乳（奶）的加工過(guò)程中會(huì)選擇外源強(qiáng)化添加營(yíng)養(yǎng)素，增加產(chǎn)品中特定營(yíng)養(yǎng)素的總含量。同時(shí)為了提高植物乳（奶）的口感風(fēng)味，糖、鹽、酸度調(diào)劑和香精香料等也會(huì)在調(diào)配工藝中外源添加。另外，為了保持植物乳（奶）在高溫滅菌后的穩(wěn)定體系，乳化穩(wěn)定劑如單，雙甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、吐溫、羧甲基纖維素鈉和黃原膠等也會(huì)在該階段加入。

3.1.6 滅菌 商業(yè)化的植物乳通常經(jīng)過(guò)巴氏殺菌或超高溫滅菌處理來(lái)延長(zhǎng)保質(zhì)期。通常巴氏殺菌、超高溫瞬時(shí)滅菌（UHT）和高溫高壓滅菌會(huì)被用于植物乳（奶）中的微生物滅活，但可能導(dǎo)致食品成分結(jié)構(gòu)和理化特性發(fā)生變化，特別是穩(wěn)定乳液的蛋白質(zhì)、多糖結(jié)構(gòu)破壞后會(huì)導(dǎo)致體系失穩(wěn)，并且乳體系中淀粉受熱會(huì)導(dǎo)致黏度顯著增加，這也可能對(duì)植物乳（奶）的食用品質(zhì)產(chǎn)生重大影響。

3.2 新技術(shù)

傳統(tǒng)的植物乳（奶）生產(chǎn)技術(shù)如熱處理會(huì)破壞天然的營(yíng)養(yǎng)成分且穩(wěn)定性不高、貨架期短。因此出現(xiàn)一些新興技術(shù)以生產(chǎn)在外觀、風(fēng)味、穩(wěn)定性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值方面具有優(yōu)勢(shì)的植物乳（奶）。新興的技術(shù)如超高壓均質(zhì)、脈沖電場(chǎng)、歐姆加熱、酶解技術(shù)及微生物發(fā)酵技術(shù)在植物基牛奶替代品的生產(chǎn)中有著巨大的潛力（表4）。

表4 植物乳（奶）新型加工技術(shù)及其對(duì)食用品質(zhì)的影響Table 4 New processing technology of plant-based milk and their effects on food quality

3.2.1 物理（場(chǎng)）加工技術(shù)

3.2.1.1 微波調(diào)質(zhì)技術(shù) 傳統(tǒng)熟制工藝如炒制、蒸煮等，雖然廣泛應(yīng)用于花生、大豆等植物乳（奶）制備過(guò)程，但存在熱效率低、不均勻和對(duì)風(fēng)味/穩(wěn)定性破壞較大等問(wèn)題。炒制工藝通過(guò)熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射使熱量從外部傳至物料，存在溫度梯度且加熱不均、局部過(guò)熱，一方面造成蛋白質(zhì)熱變性，破壞天然乳化體系；另一方面易使熱敏性營(yíng)養(yǎng)素發(fā)生熱氧化，并產(chǎn)生苯并吡等風(fēng)險(xiǎn)因子，造成風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)的雙重負(fù)面影響。蒸煮等工藝熱效率低，同時(shí)對(duì)植物原料風(fēng)險(xiǎn)因子的脫除效果有限，對(duì)水資源造成浪費(fèi)。作為一種超高頻電磁波，微波能夠促使偶極分子高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生“內(nèi)摩擦熱”，會(huì)被食物和水等吸收從而使自身發(fā)熱，不需熱傳導(dǎo)過(guò)程即可實(shí)現(xiàn)同時(shí)加熱、同時(shí)升溫，速度快且均勻，能耗為傳統(tǒng)加熱的幾分之一甚至幾十分之一[46-47]，并可實(shí)現(xiàn)：a. 熟制脫去生氰糖苷等安全風(fēng)險(xiǎn)因子；b.美拉德反應(yīng)實(shí)現(xiàn)增香；c. 鈍化植物原料內(nèi)源氧化酶，提高氧化穩(wěn)定性；d. 破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，促使植物營(yíng)養(yǎng)素解聚、溶出。

3.2.1.2 高效提漿技術(shù) 工業(yè)常通過(guò)擠壓、研磨、剪切、撞擊和彎曲折斷等方式對(duì)物料進(jìn)行粉碎，其中制備花生、大豆植物乳（奶）時(shí)常使用陶瓷濕磨的擠壓與剪切力進(jìn)行提漿。但有些原料如亞麻籽呈現(xiàn)扁平橢圓形狀，在研磨時(shí)易出現(xiàn)皮仁分離、粉碎不均現(xiàn)象；燕麥等小顆粒原料在蒸煮后難以通過(guò)碾壓使其得到粉碎，這極大降低了提漿效應(yīng)，限制了內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)素的溶出。目前發(fā)展的超細(xì)高效碾磨技術(shù)主要包括膠體磨粉碎、微流化粉碎和滾筒粉碎等，其中膠體磨等作為多級(jí)在線乳化分散機(jī)，通過(guò)轉(zhuǎn)齒與定齒相對(duì)的高速旋轉(zhuǎn)，被加工物料通過(guò)本身的重量或外部壓力加壓產(chǎn)生的向下螺旋沖擊力，穿過(guò)膠體磨定、轉(zhuǎn)齒之間的間隙時(shí)受到強(qiáng)大的剪切力、摩擦力和高頻振動(dòng)等物理作用，使物料被有效地乳化、分散和粉碎，達(dá)到物料超細(xì)粉碎及乳化的效果[48]。

3.2.1.3 超高壓均質(zhì)（UHPH） 熱處理廣泛地應(yīng)用于豆?jié){和花生等植物原料，而對(duì)于淀粉含量高的植物基原料，如燕麥、大米等因容易發(fā)生淀粉糊化而導(dǎo)致產(chǎn)品黏度增大，同時(shí)過(guò)熱會(huì)引起植物乳蛋白質(zhì)變性，熱敏性活性成分損失等問(wèn)題，因此對(duì)于植物乳（奶）的生產(chǎn)技術(shù)中非熱處理技術(shù)具有較大優(yōu)勢(shì)[49]。與熱處理相比，應(yīng)用超高壓均質(zhì)等非熱處理后最終產(chǎn)品質(zhì)量效果更好且營(yíng)養(yǎng)、質(zhì)地、口感和顏色的變化最小。如表4 所示，UHPH 的主要作用是提高如杏仁乳、豆乳的物理穩(wěn)定性，延長(zhǎng)貨架期[50]，其具有有效滅活微生物、保留微量營(yíng)養(yǎng)素、綠色節(jié)能和加工均勻等顯著優(yōu)點(diǎn)[51-52]。UHPH 原理是液體樣品在均質(zhì)機(jī)的腔體內(nèi)受到剪切力、空穴爆炸力而產(chǎn)生高速流體撞擊作用和渦旋作用，液體樣品的結(jié)構(gòu)遭到破壞，最終乳液的顆粒變得更小達(dá)到更穩(wěn)定的狀態(tài)，可有效地提高植物乳（奶）的穩(wěn)定性[53]。此外由于高壓會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生影響，UHPH 處理同時(shí)可以抑制有害微生物的生長(zhǎng)，達(dá)到滅菌的目的[54]。與UHT 處理相比，經(jīng)UHPH（300 MPa，80 ℃）處理后，豆?jié){膠體穩(wěn)定性更高、初級(jí)氧化水平穩(wěn)定、己醛值顯著降低，在室溫下儲(chǔ)存時(shí)間可達(dá)6 個(gè)月[55]。200 和300 MPa 的UHPH 都減少了孢子和腸桿菌數(shù)量，并使植物乳（奶）粒徑減小；200 MPa 時(shí)豆?jié){蛋白部分變性，而在300 MPa 下與UHT 處理的變性程度相同[54]。UHPH 處理后產(chǎn)品具有更長(zhǎng)的保質(zhì)期和更好的質(zhì)量特性，因此代替熱處理生產(chǎn)植物乳（奶）有著巨大的應(yīng)用前景，但UHPH 設(shè)備需要與無(wú)菌灌裝相結(jié)合，對(duì)生產(chǎn)裝備與過(guò)程控制要求更嚴(yán)格。

3.2.1.4 脈沖電場(chǎng)（PEF） PEF 是在溫度30～40 ℃范圍內(nèi)將樣品暴露于高壓脈沖下的非熱食品滅菌技術(shù)。外加高強(qiáng)度脈沖電場(chǎng)（10～80 kV/cm）會(huì)發(fā)生電穿孔效應(yīng)增加微生物細(xì)胞膜的通透性，最終導(dǎo)致細(xì)胞損傷或死亡[56]。如表4 所示，PEF 可滅活食品內(nèi)源性酶，殺死微生物，并對(duì)營(yíng)養(yǎng)、質(zhì)地、口感和顏色的負(fù)面影響較小[57-58]，該技術(shù)主要適用于低電導(dǎo)率和低黏度的液體食品，目前已逐漸應(yīng)用于液體產(chǎn)品（包括植物乳（奶））來(lái)延長(zhǎng)保質(zhì)期[22]。研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用PEF處理豆?jié){可有效滅活大腸桿菌和金黃色葡萄球菌，而對(duì)豆?jié){的質(zhì)量特性沒(méi)有影響，因此該技術(shù)可能是豆?jié){巴氏殺菌熱處理的有利替代技術(shù)[59]。另外PEF 處理及其參數(shù)優(yōu)化（處理時(shí)間、脈沖強(qiáng)度、脈沖頻率和脈沖寬度）會(huì)影響其滅酶效果，大豆脂氧合酶的活性隨著處理時(shí)間、脈沖強(qiáng)度、脈沖頻率和脈沖寬度的增加而降低，較強(qiáng)的處理參數(shù)導(dǎo)致大豆脂氧合酶的失活程度更高。在42 kV/cm 下，PEF 對(duì)大豆脂氧合酶的最大滅活達(dá)到88%（持續(xù)1036 μs，脈沖頻率為400 Hz，脈沖寬度為2 μs，溫度為25 ℃）[60]。PEF 不會(huì)使孢子失活，故可通過(guò)添加有機(jī)酸或乳酸鏈球菌肽、調(diào)節(jié)pH 等滅活孢子。目前該技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化仍有一定的局限性，如成本高、工業(yè)用PEF 設(shè)備開(kāi)發(fā)有限等[61]。

3.2.1.5 歐姆加熱（OH） 歐姆加熱是一種通過(guò)低頻電流來(lái)加熱食物的先進(jìn)的熱處理技術(shù)，可殺滅腐敗微生物，延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。當(dāng)施加50～60 Hz 的電流到食品基質(zhì)上，由于電能通過(guò)電阻介質(zhì)傳輸促進(jìn)離子重組并增加了分子的運(yùn)動(dòng)速度從而促進(jìn)了熱能的釋放[44]。歐姆加熱的優(yōu)點(diǎn)包括提高熱敏成分保留率、提高產(chǎn)量和能效，加熱快速且均勻等[62]，其中電場(chǎng)強(qiáng)度、溫度和時(shí)間都會(huì)影響處理后的效果。Saxena等[63]在三個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度（24、32 和48 V/cm）和四個(gè)溫度（60～90 ℃）下，處理時(shí)間為5～20 min 的處理?xiàng)l件下，研究了歐姆加熱對(duì)甘蔗飲料中多酚氧化酶活性的影響；研究發(fā)現(xiàn)在60 ℃時(shí)，多酚氧化酶活性隨電場(chǎng)強(qiáng)度的增加而降低，而在70～90 ℃時(shí)，在32 和48 V/cm 處觀察到酶活性增加。如表4 所示，該技術(shù)也可用于豆?jié){的生產(chǎn)，不僅減少了豆腥味，而且由于其電化學(xué)和熱效應(yīng)相結(jié)合降低了胰蛋白酶抑制劑和糜蛋白酶抑制劑的活性[64-65]，但工業(yè)化應(yīng)用過(guò)程中仍存在著諸如電阻率不均勻而產(chǎn)生的“冷點(diǎn)”等風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.2 生物加工技術(shù)

3.2.2.1 酶解技術(shù) 酶解技術(shù)反應(yīng)條件溫和、能耗少、效率高且溶劑消耗少，不僅能促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)化合物的釋放，增加可溶性糖和蛋白質(zhì)含量，提高產(chǎn)品生物活性；還可提高穩(wěn)定性，改善植物乳（奶）感官品質(zhì)。首先，酶解技術(shù)是植物乳（奶）生產(chǎn)中促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)素溶出的關(guān)鍵步驟，碳水化合物酶和蛋白酶是廣泛應(yīng)用于植物基食品的酶[66]。碳水化合物酶水解植物細(xì)胞壁層中的糖苷鍵，促進(jìn)不溶性纖維分解、生成低分子量糖并釋放蛋白質(zhì)和其他的胞內(nèi)化合物[67]；如纖維素酶可水解初生細(xì)胞壁，而果膠酶水解次生細(xì)胞壁。使用果膠酶破壞植物細(xì)胞壁組分網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以增加谷物飲料中蛋白質(zhì)和脂肪的釋放率[68]。其次，酶解技術(shù)可以起到改善植物乳（奶）穩(wěn)定性與風(fēng)味的效果。Rosenthal等[69]研究發(fā)現(xiàn)碳水化合物酶處理（1.2% Celluclast 1.5 L，3 h）不僅提高了豆?jié){在儲(chǔ)存時(shí)的物理穩(wěn)定性，還改善了豆腥異味。而一般認(rèn)為蛋白酶水解后會(huì)釋放含有苦味的低分子量肽，但Sahoo 等[70]將兩種來(lái)源于向日葵種子的非商業(yè)蛋白酶固定化后，加入豆?jié){中并在30 ℃下酶處理1 h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品豆腥味下降，宜人氣味增加。從組成來(lái)看，蛋白質(zhì)酶水解后所產(chǎn)生的低分子量肽主要由疏水性氨基酸組成，疏水性、初級(jí)序列、空間結(jié)構(gòu)、肽鏈長(zhǎng)度和分子的大小對(duì)于肽的苦味也很重要，需要進(jìn)行特定酶解來(lái)控制植物乳（奶）的風(fēng)味[66]。酶解還可提高植物基乳制品的生物活性，該技術(shù)不僅可將大分子物質(zhì)降解為生物活性更高的小分子化合物，而且會(huì)增加生物活性成分（多酚、黃酮等）的釋放量。如蛋白酶處理大豆乳、亞麻籽蛋白酶解后大豆肽、酶水解產(chǎn)物顯示出抗氧化、抗炎、抗肥胖和免疫調(diào)節(jié)等活性[71]。同時(shí)由于植物原料中酚類(lèi)化合物可能與球狀蛋白質(zhì)通過(guò)疏水相互作用和氫鍵結(jié)合形成蛋白-酚類(lèi)復(fù)合物，因此通過(guò)蛋白酶水解芝麻后總酚釋放量增加[72]。

3.2.2.2 微生物發(fā)酵技術(shù) 微生物發(fā)酵技術(shù)生成植物酸乳一般采用兩種或多種微生物菌種的混合培養(yǎng)發(fā)酵，以增強(qiáng)發(fā)酵效果并提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量[73]，其中乳酸菌（LAB）、桿菌和酵母菌是使用最廣的微生物[74]，能改善植物乳（奶）的感官特性、提高營(yíng)養(yǎng)和健康價(jià)值。首先，發(fā)酵通過(guò)降低不理想的氣味或者產(chǎn)生香氣來(lái)改善植物乳（奶）的風(fēng)味。花生奶發(fā)酵后，由于正己醛和正己醇減少，豆腥味得到改善，并在發(fā)酵過(guò)程中釋放具有奶油糖香氣的二乙酰和2,3-丁二酮[66]。其次，發(fā)酵可通過(guò)增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量、提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物利用度，減少抗?fàn)I養(yǎng)因子來(lái)改善植物性乳制品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[75]。發(fā)酵不僅可以增加蛋白質(zhì)和維生素的含量[73]，也可提高鈣和維生素的生物利用度。使用雙歧桿菌發(fā)酵發(fā)現(xiàn)豆?jié){中的粗蛋白含量、B 族維生素如核黃素和硫胺素含量都顯著增加[76]。同時(shí)在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)生成維生素（如Vk和B 族維生素），例如酵母發(fā)酵能促進(jìn)VB2的產(chǎn)生[73]。此外，LAB 能夠產(chǎn)生植酸酶催化植酸鹽的水解產(chǎn)物，肌醇和磷酸鹽等，因此發(fā)酵技術(shù)有可能降低植物原料抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量，增加礦物質(zhì)的利用率[77]。發(fā)酵還有助于改善植物基牛奶的生物活性。經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后，杏仁奶中酚類(lèi)化合物含量提高，因而具有更高的抗氧化能力[78]；經(jīng)LAB 發(fā)酵后，大豆可產(chǎn)生抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）的生物活性肽，具有降血壓作用[54]；發(fā)酵時(shí)乳酸菌產(chǎn)生的β-葡萄糖苷酶可將豆?jié){中共軛異黃酮轉(zhuǎn)化為生物活性更高的糖苷酮。

綜上，不同植物乳（奶）加工新工藝對(duì)于其理化特性、營(yíng)養(yǎng)素含量、風(fēng)味和安全等均會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的影響，在研發(fā)植物乳（奶）過(guò)程中遴選運(yùn)用一種或多種新型加工工藝耦合，可能會(huì)對(duì)植物乳（奶）品質(zhì)提升起到較好效果。

4 植物乳（奶）產(chǎn)業(yè)與科技發(fā)展趨勢(shì)

4.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，相關(guān)企業(yè)數(shù)量和規(guī)模都在快速增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模將破千億

植物乳（奶）市場(chǎng)是全球功能性飲料等新型食品開(kāi)發(fā)類(lèi)別中快速增長(zhǎng)的細(xì)分市場(chǎng)之一，從全球角度來(lái)看，預(yù)計(jì)復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）高于10%，因此到2023 年，世界市場(chǎng)預(yù)計(jì)將超過(guò)260 億美元。《2020-2025 年中國(guó)植物蛋白飲料行業(yè)市場(chǎng)需求與投資規(guī)劃分析報(bào)告》顯示，2020 年我國(guó)植物乳（奶）市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到500 億元，未來(lái)幾年植物乳（奶）行業(yè)的年均增速有望保持在20%以上，預(yù)計(jì)2025 年植物乳（奶）市場(chǎng)規(guī)模將超3000 億元。天貓新品創(chuàng)新中心發(fā)布的《2020 植物蛋白飲料創(chuàng)新趨勢(shì)》表明，2020 年我國(guó)線上植物蛋白飲料市場(chǎng)高速發(fā)展，銷(xiāo)量增長(zhǎng)18 倍，銷(xiāo)額增長(zhǎng)近10 倍，遠(yuǎn)超其他飲料品類(lèi)。隨著近兩年的發(fā)展，以燕麥奶、杏仁奶為代表的植物乳（奶）市場(chǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大[92]。英敏特報(bào)告顯示，每一類(lèi)植物乳（奶）年銷(xiāo)量都逐年增加，植物乳（奶）多樣化發(fā)展迅速；2017 年至2018 年燕麥奶、杏仁奶與椰奶分別增長(zhǎng)了71%、10%和16%[93]。根據(jù)英敏特?cái)?shù)據(jù)，截至2021 年5 月，以燕麥為原料的植物乳（奶）/酸奶的上市量比一年前同期增長(zhǎng)了110%。同時(shí)根據(jù)英敏特發(fā)布《中國(guó)乳飲料創(chuàng)新趨勢(shì)洞察》數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，中國(guó)牛奶和乳飲料市場(chǎng)（包括乳酸菌飲料）將于2026 年達(dá)到3624 億元人民幣，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為6.11%，未來(lái)5 年，該市場(chǎng)將保持穩(wěn)健增長(zhǎng)。

4.2 “植物蛋白+”特征凸顯，場(chǎng)景化、個(gè)性化消費(fèi)需求旺盛，新品不斷涌現(xiàn)，呈多元化發(fā)展

據(jù)統(tǒng)計(jì)，影響消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)植物乳（奶）的因素排名前三的分別為口味、健康、營(yíng)養(yǎng)，場(chǎng)景化、個(gè)性化消費(fèi)需求逐步提高。傳統(tǒng)第一代植物乳（奶）飲料如豆?jié){等，以補(bǔ)充蛋白為主要需求，第二代植物乳（奶）如燕麥乳等，以植物乳（奶）的獨(dú)特風(fēng)味、宣傳某一項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)功效如補(bǔ)充膳食纖維等為主，未來(lái)植物乳（奶）將勢(shì)必向著高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和滿足不同人群營(yíng)養(yǎng)、應(yīng)用場(chǎng)景的市場(chǎng)需求來(lái)細(xì)分發(fā)展。目前植物乳（奶）除了常見(jiàn)的豆奶、杏仁奶和椰奶，還出現(xiàn)了藜麥蛋白飲料、芝麻奶、山核桃蛋白飲料、米漿、榛子奶、羽扇豆奶、火麻奶和亞麻籽奶等。亞麻籽植物乳（奶）是一種適合不同人群且營(yíng)養(yǎng)素非常全面、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高的健康食品，特別需要指出的是，亞麻籽乳富含n-3 系列唯一必需多不飽和脂肪酸α-亞麻酸（α-linolenic acid，ALA，含量約為59%）。市場(chǎng)上還推出了“巴旦木+夏威夷果”和“燕麥+藜麥”等雙植物蛋白飲品[92]，凸顯出“植物蛋白+”特征需求[94]。復(fù)合型植物乳（奶）、早餐用植物乳（奶）和咖啡/茶飲調(diào)配用植物乳（奶）等產(chǎn)品的不斷推陳出新、迭代升級(jí)，植物乳（奶）產(chǎn)品在減肥、美容、調(diào)節(jié)腸道功能、改善心腦血管健康和調(diào)節(jié)血壓/血脂等方面的營(yíng)養(yǎng)健康作用潛力的持續(xù)發(fā)掘，也顯示出了消費(fèi)者對(duì)于個(gè)性化、營(yíng)養(yǎng)化、場(chǎng)景化消費(fèi)的需求正在不斷升級(jí)。

4.3 技術(shù)和裝備不斷升級(jí)，呈現(xiàn)綠色化、低碳化、智能化發(fā)展態(tài)勢(shì)

從目前的消費(fèi)趨勢(shì)來(lái)看，消費(fèi)者逐漸將注意力越來(lái)越多地放在清潔標(biāo)簽食品上，同時(shí)保持食品的天然風(fēng)味和品質(zhì)[95]。一方面，食品行業(yè)基于自身發(fā)展需求，以減少能源消耗并使原料價(jià)值最大化、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性為目標(biāo)，致力于加工技術(shù)與裝備的革新升級(jí)[96]。因此，消費(fèi)者的需求和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性共同促進(jìn)了工藝的不斷升級(jí)，追求綠色環(huán)保的生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率、降低“三廢”和碳排放、降低成本、提高產(chǎn)品的質(zhì)量。目前大力發(fā)展的超高壓等非熱滅菌、間接式（直噴/浸入）超高溫瞬時(shí)滅菌、超高壓無(wú)菌后均質(zhì)、超聲、微波、生物酶解、發(fā)酵技術(shù)等工藝技術(shù)[96-97]，以實(shí)現(xiàn)植物乳（奶）零/低添加、純天然、高活性、清潔標(biāo)簽、環(huán)境友好等特質(zhì)。另一方面，在植物乳（奶）加工的部分工藝環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)的采集與分析應(yīng)用方面，為了減少人工的使用，傳感器與機(jī)電一體化的新型自動(dòng)化、智能化控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，不僅能讓植物乳（奶）加工工藝如浸泡、蒸煮、均質(zhì)等過(guò)程中溫度、壓強(qiáng)等參數(shù)得到更加精確與穩(wěn)定的控制，從而提高植物乳（奶）的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、產(chǎn)業(yè)效益，亦是國(guó)內(nèi)外植物乳（奶）產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

4.4 植物乳（奶）評(píng)價(jià)方法和技術(shù)愈加規(guī)范、系統(tǒng)和科學(xué)

天然的成分和獨(dú)具特色的風(fēng)味等優(yōu)質(zhì)屬性決定了植物乳（奶）廣闊的發(fā)展前景，然而受到各種限制性因素的影響，人們對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和前景的認(rèn)識(shí)并不深刻。如在植物乳消化吸收評(píng)價(jià)方面，國(guó)際領(lǐng)先的IN FOGEST 模型基于現(xiàn)有的臨床等實(shí)驗(yàn)所得生理數(shù)據(jù)模擬上消化道的消化過(guò)程，兼具科學(xué)性、先進(jìn)性和易操作性。而國(guó)內(nèi)目前關(guān)于植物乳（奶）飲料的標(biāo)準(zhǔn)多集中于對(duì)其感官、理化指標(biāo)和食品安全方面的規(guī)范，對(duì)植物乳（奶）飲料的整體食用品質(zhì)包括感官、營(yíng)養(yǎng)素含量、安全性指標(biāo)、儲(chǔ)藏穩(wěn)定性、消化吸收特性和植物蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)極少，特別是系統(tǒng)的科學(xué)評(píng)價(jià)方法標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)尚屬空白。市售植物乳（奶）飲料的質(zhì)量參差不齊，消費(fèi)者對(duì)該類(lèi)飲料品質(zhì)的需求日益提高，因此迫切需要制訂相關(guān)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，按照統(tǒng)一的、科學(xué)的、先進(jìn)的和全面的評(píng)價(jià)方法，作為以質(zhì)論價(jià)、規(guī)范植物乳（奶）飲料品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)，同時(shí)也促進(jìn)國(guó)內(nèi)該行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，通過(guò)輸出“均衡營(yíng)養(yǎng)”、“突出強(qiáng)化營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型”促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

4.5 基礎(chǔ)研究愈加深入，學(xué)科體系不斷完善

植物乳（奶）相關(guān)論文發(fā)表數(shù)量呈明顯逐年遞增趨勢(shì)（圖2），其中大豆植物乳（奶）的研究發(fā)表論文數(shù)量最多，其次為花生、燕麥、杏仁和核桃等植物乳（奶）。對(duì)于植物乳（奶）的加工工藝、理化品質(zhì)等方面的研究使得植物乳（奶）這一學(xué)科體系不斷完善，植物乳（奶）屬于廣義水包油O/W 乳液體系，其理化穩(wěn)定性方向的研究較多；但與牛奶相比，在學(xué)科細(xì)分程度與研究深度上，仍存在差距，特別是植物乳（奶）新型加工工藝、特有感官特性評(píng)價(jià)、植物天然油脂體-植物多糖大分子互作、膠體界面化學(xué)和植物乳（奶）小分子抗氧化等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，值得研究者關(guān)注。另外，近二十年來(lái)，關(guān)于植物乳（奶）營(yíng)養(yǎng)健康活性的研究呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，特別是關(guān)于植物乳（奶）在防治心腦血管疾病、糖尿病和抗炎方面的研究呈上漲趨勢(shì)，并在逐漸豐富完善。

圖2 植物乳（奶）文獻(xiàn)檢索情況Fig.2 Retrieval situation of plant-based milk literature

5 我國(guó)植物乳（奶）產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)策

盡管我國(guó)植物乳（奶）產(chǎn)業(yè)在工藝、設(shè)備和產(chǎn)品多樣性等方面已有較大創(chuàng)新與突破，特別是近年來(lái)清潔標(biāo)簽、零添加自穩(wěn)定豆乳、堅(jiān)果乳等相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成功并實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化投放，但與國(guó)外相比，我國(guó)該產(chǎn)業(yè)在學(xué)科體系建設(shè)、關(guān)鍵加工裝備研制和個(gè)性化設(shè)計(jì)與產(chǎn)品創(chuàng)制等方面發(fā)展仍存在明顯差距，在目前全球掀起的新一波人體感知、精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)、綠色低碳、享受愉悅和智能制造等食品科技創(chuàng)新浪潮下，需要充分結(jié)合我國(guó)健康特征、膳食模式和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需求和相關(guān)產(chǎn)業(yè)背景來(lái)推動(dòng)我國(guó)植物乳（奶）產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量快速健康發(fā)展。

5.1 充分結(jié)合健康中國(guó)、鄉(xiāng)村振興等國(guó)家政策

首先，為貫徹落實(shí)《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》、《國(guó)民營(yíng)養(yǎng)計(jì)劃（2017～2030）》等相關(guān)文件和行動(dòng)計(jì)劃，應(yīng)把滿足人們營(yíng)養(yǎng)健康需求放在設(shè)計(jì)和創(chuàng)制新型植物乳（奶）的重要位置。其次，應(yīng)該充分結(jié)合我國(guó)目前正在大力實(shí)施的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，在促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品加工高質(zhì)量發(fā)展政策保障上，國(guó)家和相關(guān)部委相繼出臺(tái)了《關(guān)于拓展農(nóng)業(yè)多種功能促進(jìn)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》（農(nóng)產(chǎn)發(fā)[2021]7 號(hào)文）等重要文件，基于植物乳（奶）在農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)、健康食品產(chǎn)業(yè)具有巨大發(fā)展?jié)摿Γ瑢⑦M(jìn)一步助推產(chǎn)業(yè)扶貧和鄉(xiāng)村振興，高度符合國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興的政策需求，產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)性強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)且拓展空間大。

5.2 充分結(jié)合我國(guó)膳食模式和營(yíng)養(yǎng)健康現(xiàn)狀

據(jù)全球疾病負(fù)擔(dān)研究結(jié)果顯示，膳食因素成為導(dǎo)致心血管等慢性疾病死亡的頭號(hào)風(fēng)險(xiǎn)因素，已成為影響人群健康的重要危險(xiǎn)因素。《中國(guó)居民膳食指南科學(xué)研究報(bào)告（2021）》中提到，對(duì)我國(guó)城鄉(xiāng)居民膳食主要來(lái)源的調(diào)查顯示，我國(guó)居民蛋白攝入結(jié)構(gòu)中動(dòng)物性蛋白呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，植物性蛋白呈下降趨勢(shì)，富含n-3 長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸油脂、膳食纖維等植物營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入也存在不足。植物乳（奶）飲料通過(guò)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)應(yīng)富含植物蛋白、功能脂質(zhì)、膳食纖維和植物多酚等多種特征營(yíng)養(yǎng)成分，以在平衡我國(guó)膳食結(jié)構(gòu)、干預(yù)慢病發(fā)生發(fā)展等方面發(fā)揮重要作用。

5.3 充分挖掘我國(guó)可利用原料

“從更好滿足人民美好生活需要出發(fā)”，要發(fā)展生物科技、生物產(chǎn)業(yè)，向植物、動(dòng)物和微生物要熱量、要蛋白，不斷滿足人民群眾對(duì)美好生活的需要，是“大食物觀”的內(nèi)在要求[98]。當(dāng)前，我國(guó)在蛋白質(zhì)資源緊缺的國(guó)情下，充分開(kāi)發(fā)并有效利用各類(lèi)蛋白原料是擺在食品從業(yè)者面前的一項(xiàng)重要任務(wù)。例如我國(guó)是油料生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，每年消費(fèi)食用油脂量高達(dá)3800 萬(wàn)t，2021 年消費(fèi)食用油已達(dá)4254.5 萬(wàn)t（國(guó)家統(tǒng)計(jì)局），其中大豆、花生、芝麻、亞麻等餅粕約8000 萬(wàn)t，富含植物蛋白、膳食纖維、油脂和多酚等營(yíng)養(yǎng)成分，但主要作為飼料使用，其生物轉(zhuǎn)化率和利用率不高，當(dāng)前由于油料低溫制油技術(shù)的突破和大力推廣，餅粕的食用價(jià)值顯著提升，具有制備高品質(zhì)植物乳（奶）的潛力，不僅可高效利用其中的營(yíng)養(yǎng)成分，充分發(fā)掘、高效利用我國(guó)植物蛋白資源，也符合國(guó)家“碳中和”的發(fā)展方針政策。

5.4 充分開(kāi)展植物乳（奶）基礎(chǔ)研究與技術(shù)創(chuàng)新

隨著消費(fèi)者對(duì)于感官享受、方便快捷、營(yíng)養(yǎng)健康和個(gè)性化等方面的需求不斷加碼，增強(qiáng)理論基礎(chǔ)研究與技術(shù)創(chuàng)新的科技投入是現(xiàn)階段面對(duì)植物乳（奶）產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的重要保障。因此，應(yīng)該進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研用一體化布局，積極開(kāi)展植物乳（奶）加工領(lǐng)域理論基礎(chǔ)與技術(shù)創(chuàng)新研究，深入開(kāi)展植物乳（奶）膠體化學(xué)、風(fēng)味化學(xué)、酶學(xué)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)等理論與物質(zhì)基礎(chǔ)研究，著眼于提高植物乳（奶）產(chǎn)品風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)和穩(wěn)定性等食用品質(zhì)形成分子機(jī)理、調(diào)控機(jī)制、功能評(píng)價(jià)和綠色加工等方面，加大科技創(chuàng)新投入，促使我國(guó)植物乳（奶）產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展。

5.5 充分與上下游產(chǎn)業(yè)交叉融合

發(fā)展植物乳（奶）產(chǎn)業(yè)，提高植物乳（奶）營(yíng)養(yǎng)健康屬性，踐行健康中國(guó)戰(zhàn)略要求，更要注重上下游產(chǎn)業(yè)交叉融合，通過(guò)與上游育種產(chǎn)業(yè)融合，利用作物遺傳育種技術(shù)，通過(guò)育種獲得低豆腥味的大豆、高芝麻素的芝麻、高白藜蘆醇花生、高木酚素和α-亞麻酸的亞麻等，通過(guò)好原料助力生產(chǎn)好產(chǎn)品，并積極與大健康、智能制造等產(chǎn)業(yè)交叉融合，通過(guò)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化升級(jí)+營(yíng)養(yǎng)功能評(píng)價(jià)提高植物乳（奶）產(chǎn)品附加值，通過(guò)加工工藝與裝備改造提高植物乳（奶）加工生產(chǎn)效率、節(jié)約成本，并普及優(yōu)質(zhì)植物乳（奶）營(yíng)養(yǎng)健康知識(shí)和理念，使消費(fèi)者擁有更多選擇，帶動(dòng)我國(guó)國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)植物乳（奶）原料品種優(yōu)選、擴(kuò)種、生產(chǎn)、加工，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)的升級(jí)。