一种添加特种小球藻改善植物肉品质的方法及其应用

本发明属于植物基食品加工，特别涉及一种添加特种小球藻改善植物肉品质的方法及其应用。

背景技术：

1、全球经济发展与人口的快速增长使食物蛋白需求量激增，动物性蛋白的生产容易引起环境破坏和气候变化加剧问题，过多食用动物蛋白也容易出现身体健康(如一系列慢性病)等问题，且基于动物福利考量，刺激了植物蛋白消费的增加。植物蛋白常通过挤压技术重塑蛋白的解离聚合过程，形成类似动物肌纤维蛋白的结构，随后经过调味等工序制得可以模仿动物肉的质地和口感的制品，即当下流行的植物蛋白肉类类似物(简称植物肉)。其中高水分挤压技术引起产业界的广泛关注，相比于低水分挤压物，高水分挤压物的纤维结构更接近动物肉肌纤维，已成为最常用的生产技术。

2、经研究发现，植物蛋白经高水分挤压后实现了蛋白结构的解聚，经过低温冷却段固化后重排形成了典型的各向异性纤维结构，可模拟动物肌肉组织。但高水分挤压物的质构、口感和消化性能受到原料性质、加工条件(如温度、压力、配料比、水分活度)等直接影响。目前高水分挤压研究和应用的植物蛋白原料，较多集中在大豆、花生蛋白等单组分，而单一植物蛋白存在限制性氨基酸以及营养成分不全等问题，并且植物蛋白挤压物存在结构组织紧密、难以入味、消化吸收困难等缺陷，极大的阻碍了植物肉产业的健康发展。因此如何解决植物蛋白挤压物的质构、口感与消化方面的瓶颈问题，是植物肉技术发展的关键。

3、目前大多数研究主要关注于多种蛋白与生物大分子例如多糖、脂质等共挤压以改善质构与纤维度，仅能在宏观层面实现纤维度更加贴近动物肉，尚未能改善其口感与消化特性。两种或多种生物大分子高水分挤压制备植物肉的研究已经有诸多报道，但由于口感与消化性能不佳且营养成分单一，消费者接受度差、市场推广难。往往在引入其他营养物质的同时却有可能破坏其质构，而同时引入多种营养物质以达到同时改善质构、口感与消化特性的研究鲜有报道。因此，亟需一种添加成本更低、能够全面改善植物肉品质与消化能力的高水分挤压原料并加以应用。

技术实现思路

1、本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种添加特种小球藻改善植物肉品质的方法。

2、本发明的另一目的在于提供所述添加特种小球藻改善植物肉品质的方法的应用。

3、本发明的目的通过下述技术方案实现：

4、一种添加特种小球藻改善植物肉品质的方法，包括如下步骤：

5、(1)将特种小球藻粉和大豆分离蛋白混合均匀，得到混合料；其中，特种小球藻粉的用量占混合料总质量的5％～10％；特种小球藻粉为蛋白核小球藻(auxenochlorellapyrenoidosa，简称ap)cx41藻粉或经破壁处理后的蛋白核小球藻(auxenochlorellapyrenoidosa，简称ap)cx41藻粉；

6、(2)将步骤(1)中得到的混合料采用双螺杆挤压机进行挤压，冷却后去除多余水分，获得水分含量为55％～60％的挤压物(即植物肉)；其中，挤压条件为：双螺杆固定转速为175rpm，喂料速度为6g/min，喂水速度为9ml/min，挤压温度(挤压蒸煮区最高温度)为160℃，挤压冷却温度为40℃。

7、步骤(1)中所述的特种小球藻粉的用量优选为占混合料总质量的5％。

8、步骤(1)中所述的大豆分离蛋白为常规市售大豆分离蛋白，其总蛋白含量≥90％；其余成分为水分和脂质；优选为总蛋白含量为90％，水分含量约为9％，脂质含量约为1％。

9、步骤(1)中所述的混合优选为采用卧式u型干粉混合机或v型干粉混合机进行混合。

10、步骤(1)中所述的混合的时间为20～40min；优选为30min。

11、步骤(1)中所述的蛋白核小球藻(auxenochlorella pyrenoidosa，简称ap)cx41藻粉采用常规方法制得，即通过活化培养、摇瓶培养、发酵罐培养，然后经离心洗涤、冻干后粉碎获得。

12、所述的发酵罐优选为50l发酵罐。

13、步骤(1)中所述的蛋白核小球藻(auxenochlorella pyrenoidosa，简称ap)cx41藻粉的平均粒径为3.2μm。

14、步骤(1)中所述的经破壁处理后的蛋白核小球藻(auxenochlorellapyrenoidosa，简称ap)cx41藻粉的平均粒径为1.17μm。

15、步骤(1)中所述的破壁处理为采用高压均质机进行破壁处理，具体步骤为：将蛋白核小球藻(auxenochlorella pyrenoidosa)cx41藻粉加入到水中，搅拌形成悬液，然后加入到高压均质机中，调节压力为850bar，均质循环次数为5次，再调节ph至6.5～7.0，收集藻液冻干、粉碎、过80目筛，得到蛋白核小球藻cx41破壁藻粉。

16、所述的水为去离子水。

17、所述的蛋白核小球藻cx41藻粉和水的料液比为1：4～5(g/ml)；优选为1：4(g/ml)。

18、所述的调节ph优选为采用naoh溶液进行调节。

19、所述的搅拌的条件优选为：室温下160～200rpm搅拌20～30min。

20、步骤(2)中所述的挤压机优选为平行双螺杆挤压机(haake process11 hygienic，thermofisher scientific inc)。

21、步骤(2)中所述的挤压温度，从进料段到模口段分为八个区段，加热温度分别设置为35℃、60℃、90℃、120℃、160℃、160℃、160℃、140℃。

22、步骤(2)中所述的冷却温度为40℃，采用长冷却磨具通过循环水循环控温保持在40℃。

23、步骤(2)中所述的植物肉的水分含量优选为55.72％～59.25％。

24、所述的添加特种小球藻改善植物肉品质的方法在制备植物肉中的应用。

25、本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

26、1、本发明提供了一种具有类似动物肉丰富的纤维结构与良好消化特性的植物肉的制备方法，制备的组织化蛋白具有柔软、q弹的质地，其组织结构与动物肌肉组织具有明显的相似性，具有良好口感，并且具有良好的消化性能，在体外消化30min时消化率达到最高的95％以上，对比同样类型的植物肉具有显著提升。消化实验表明，添加特种小球藻制备的植物肉具有良好的消化性，这与微观结构观察到主体为多孔网状结构有关。

27、2、本发明提供了一种添加小球藻的大豆分离蛋白高水分挤压植物肉的制备方法，其在含水量达到60％的情况下可以进一步提升物料的挤压性能。该方法包括黄色的特种小球藻种质来源、发酵制备、营养成分分析，最后与大豆分离蛋白复配，采用双螺杆高水分挤压技术，通过调节特种小球藻添加量、挤压温度、喂料速度等参数，最终得到了一种质构改良的挤出物，该挤出物具有良好弹性与咀嚼度，并且其硬度显著降低。本发明采用双螺杆高水分挤压技术，基于生物大分子相互作用机制与蛋白质分子解聚重排原理，通过调控挤压参数、特种小球藻添加量来调控植物肉品质。

28、3、本发明中以黄色特种小球藻突变株cx41为藻种，经发酵后获得cx41型黄色小球藻粉，然后添加到大豆分离蛋白中(包括将冻干藻粉直接添加到大豆分离蛋白中，或经高压均质破壁后制成冻干粉再添加到大豆分离蛋白中)。添加的特种小球藻cx41藻粉具有丰富的营养成分包括蛋白质(必需氨基酸含量丰富)、碳水化合物、膳食纤维、不饱和脂肪酸、叶黄素与多种维生素，而其中含有的淀粉、油脂、纤维，经添加到高水分挤压中均对挤出物的质构具有显著改善作用。同时特种小球藻具有良好的加工性与营养性，可实现质构与消化的双赢。

29、4、本发明通过调节挤压参数、特种小球藻添加量，采用双螺杆挤压技术得到特种小球藻-大豆分离蛋白的挤出物(植物肉)，可实现对植物肉的质构与消化方面的改善与调控，进一步在宏观水平接近动物肌肉组织。

30、5、本发明通过调节高水分过程参数、藻粉类型(破壁与非破壁)添加量，基于蛋白解聚与重排、挤压过程中大分子相互作用对挤压物的品质进行调控，利用特种小球藻良好的加工性能，得到一种具有良好颜色、更有弹性与咀嚼性以及良好的消化性的植物肉制品，其制作工艺简单、易推广，开辟了植物肉品质与消化强化的新思路，为小球藻类新资源食品在传统与未来植物肉中的应用提供了新技术。