植物基食品是指完全以植物的有机质作为基础，研发制作出的新型食品。植物基食品目前主要包括植物肉产品（包括海鲜）、植物基乳制品和植物基蛋产品。植物基乳制品目前还主要以植物基饮料和植物基酸奶产品为主，而且已然成为资本的新宠，“Oatly”、“小麦欧耶”等新锐品牌快速发展起来。传统食品企业“盼盼”、“农夫山泉”、“伊利”等都纷纷看准了植物基乳制品这一广阔市场而布局了相应的产品线。2020年我国植物蛋白饮料市场增速高达800%，市场成长贡献占比超15%，成为驱动饮料市场增长的三驾马车之一。

植物基乳制品同时还包括了另一大类产品——植物基奶酪。国外的植物基奶酪已经有少量产品面世。但目前中国的零售市场还没有此类产品，相关配方和技术还处在研发阶段。植物基奶酪作为一个全新的产品种类，目前的技术难点和研发关键点及未来前景究竟如何呢？

1 植物基奶酪的优势

1.1 健康

在国家“健康中国2030”和疫情常态化背景下，食品行业是为数不多逆势增长的行业，消费者对健康的追求也达到了一个前所未有的新高度。植物基食品的研发初衷是为乳糖不耐受人群和乳品过敏人群寻求奶酪替代品，加上植物原料本身具有低脂肪、低热量、低胆固醇和更多的膳食纤维而且还包含一些有益于健康的植物化学物，具备天然的健康属性。针对植物基食品和对应动物食品的营养评分研究表明：植物基奶酪的蛋白含量和盐含量低于传统奶酪，铁、维E和维K的补充优于传统奶酪，因而植物基奶酪整体营养评分高于传统奶酪。国外一些关于植物基食品的研究也可以量化体现其健康属性。一个纳入肥胖和糖尿病病例使用植物基食品Vs能量值相当的传统肉制品随机对照实验发现：植物基食品可以显著提升机体肠道内的GLP-1和PYY水平并显著增强饱腹感，提示植物基食品对包括肥胖在内的代谢性疾病的益处。对全植物基替代乳品的质疑主要集中在植物基替代乳品中缺乏维生素D和钙质，可能不利于骨骼健康。但一项在青春发育期女性中进行的双份饭实验结果显示：只要达到了每日营养推荐值，每日三次的植物基替代乳或传统乳制品对生长发育和骨骼健康不会产生显著差异。但一份最新的欧洲最新的植物基奶酪产品与传统奶酪的研究却表明尽管植物基奶酪不含过敏原，大部分的植物基奶酪产品却仅仅在含盐和含糖量两个指标上优于传统奶酪，在饱和脂肪酸含量、总脂质和碳水化合物等指标上反而高于传统奶酪，这也提示植物基奶酪研发必须重点注意科学配方，这样才能真正满足消费者的健康需求。

1.2 环保

在《巴黎协议》的框架下，到本世纪中叶实现碳中和是全球应对气候变化的最根本的举措。与动物的养殖相比，植物种植所占有的土地、消耗的水资源和产生的温室气体都大幅度减少，因而植物蛋白替代肉类和奶制品是有效降低畜牧业碳排放的举措之一。据估算，平均每生100 g蛋白质，相较于牛肉带来的近50 kg温室气体排放，豌豆的这一数值仅为0.4kg。因而，以植物基原料替代畜产制品，包括植物肉和植物基乳制品都能为环保助力，实现食物尤其是蛋白质的可持续生产，能帮助实现“碳中和”目标。

1.3 经济

天然奶酪是以乳中的酪蛋白发生凝乳作用后与液体乳清进行分离后再通过发酵而制得的，产品得率低而且生产周期较长，因而成本较高。再制奶酪也是以成熟期不同的天然奶酪为原料进行加工的，因而目前奶酪产品售价也都普遍较高。中国绝大多数地区不处于黄金奶源带上，草地资源匮乏，不具有大规模发展乳业，中国的奶酪原料也因此受限。目前，世界各国面对减碳的经济手段主要以碳交易机制和碳税制度为主，因而，未来的牛肉及乳制品涨价也是必然趋势，而以植物基原料制作口感和性能与传统再制奶酪相当的植物基奶酪是一条更为经济的路线。

1.4 潮流

素食、轻食主义已然成为一种年轻健康积极的饮食方式，植物基奶酪与这种趋势是一致的。另外，还有许多消费者有尝鲜和寻找替代饮食的需求，植物基奶酪的面世也能较好的契合这部分消费者的需求。

2 植物基奶酪的市场需求

市场调研数据显示，中国奶酪市场处于快速上升期，产量在2013-2019年整体呈现逐年增长的趋势。2020年，妙可蓝多实现营业收入284,680.72万元，较上年同期增长超过63%，其中奶酪板块较上年同期增长超过125%。2019年我国奶酪产品产量为13.8万吨，较2018年增长接近30%。数据都显示中国消费者对奶酪的接受度和需求量都在不断增长。但是与国内持续增长的奶酪需求量相对，我国目前有奶酪生产许可证的企业仅45家，其中有实际产出的不到20家，多数奶酪需要依赖从新西兰、澳大利亚、欧盟和美国等地区进口。由此可见奶酪市场的供应缺口还很大，且受到乳源和碳排放的双重限制，因此寻找植物基的替代乳制品必然成为趋势。

从消费者的角度来看，在世界范围大健康环境之下，植物基替代品越来越受到消费者欢迎。数据分析机构Innova Market Insights将“植物基跃进（Plant Forward）”视为2021年的食品行业主要趋势之一，涌现了植物基汉堡肉、植物基饮料、植物奶酪等迎合市场的一系列新产品。植物基奶酪适合乳糖不耐人群，也是素食人群的不二选择。虽然素食主义者目前还只是一个小群体，市场规模受限制。但随着人群健康意识的提升，越来越多的非素食主义者开始接触、尝试素食类产品，实行弹性素食主义，将素食作为一种健康、潮流生活的选择，扩大了素食消费的体量，也将刺激植物基奶酪产业的增长。

植物基奶酪的研发将有助于弥补我国奶源不足引起的奶酪市场的缺口，协同传统奶酪使奶酪市场达到平衡状态。同时，植物基奶酪的产业发展可以带动一系列相关的农产品的生产销售。它形成完整产业链后将会带动椰子、燕麦、大豆等植物产品的种植以及销量，也与我国助农致富的发展大方向相吻合。

3 植物基奶酪生产技术要点和难点

传统奶酪热融行为和拉丝性能是不同奶酪产品的主要差异之一，也是使用场景选择的重要判断依据。奶酪中的脂肪会随着温度升高而液化，同时，酪蛋白之间的疏水作用也不断增强，并且在60℃至70℃达到最大值，酪蛋白分子之间相互接触的面积也减小，加上盐键斥力增强，氢键减弱，酪蛋白内部的结合力减弱，发生相对位移，因而融化。而被加热之后的酪蛋白分子之间的键还可以快速断裂快速重建，这个特性让它被拉开之后不容易断，也就形成了丝。这就是传统奶酪热融性和拉丝性的来源。而植物来源的蛋白中是没有酪蛋白的，因而就目前的技术而言，研发与传统拉丝性能良好的马苏里拉植物基奶酪还有一定难度。目前，英国的109种无乳奶酪产品中四分之三使用了椰子油作为主要原料且没有一种能完全模拟传统奶酪，仅有一种在感官上被评为可以接受，而且所有产品在热融性能测试中都有待提升。

目前植物基奶酪生产路径可以分成两种，即植物基原料组分路线和植物组织破碎路线。这两条生产路线和传统奶酪生产的生产路线差异如图1所示。

组分添加路径以植物原料分为植物组分模拟再制奶酪制成奶酪片或奶酪棒的可行性较高，具体流程如图2所示，即：将植物基蛋白、植物淀粉、植物油脂以及植物胶体和不同种类的食品添加剂，如乳化剂、香精等一起按照相应配比进行混合，在加热的条件下加速物料的混匀，必要的时候外加高速剪切力，或均质手段使物料的混匀且口感更加细腻，最后进行成型步骤。由此可见，将植物基奶酪的研发与再制奶酪的设备进行组合是一个非常经济的途径，能让再制奶酪生产企业无需更换设备就可以生产植物基奶酪。但要使植物基奶酪性能上更接近传统奶酪，特别是能拉丝的马苏里拉，则必须在植物蛋白原料上进行筛选，寻找高温下产生疏水性和流动性的原料。国内外目前的研究还不多，指出玉米醇溶蛋白在许多性能上与酪蛋白有相似的行为，包括延展性、热融性、流变性等，这也为未来研发具有拉丝性能的植物基奶酪提供了一定的思路。

图1 植物基奶酪与传统奶酪生产路线差异   

Fig 1 The processing difference between cheese and plant-based cheese

图2 组分添加路线植物基奶酪生产工艺流程图   

Fig 2 The flowchart of plant-based cheese from component processing

4 植物基奶酪研发展望

4.1 原料及工艺的深度研究

植物基奶酪主要需要将不同的植物来源蛋白质、淀粉和油脂进行组合。植物来源除了传统的大豆、豌豆、蚕豆等豆类和玉米、土豆、薯类以及大米、燕麦为代表的谷物还有新兴的以杏仁、核桃为代表的坚果以及微藻、螺旋藻为代表的的水生植物。对传统奶酪口感和性能起决定作用的是其中的酪蛋白，因此对于植物基奶酪开发而言，筛选植物来源的蛋白质就是关键要素之一。表1概括了乳中蛋白及主要植物来源蛋白的分子量、等电点和Tm值，为后续蛋白的筛选提供依据。另外，许多植物原料如大豆分离蛋白本身带有颗粒感和豆腥味，如何模拟奶酪的柔滑口感和味道要求我们必须要在原料筛选、加工工艺如高速剪切、酶解、高温等方面进行研究。另外传统奶酪的热融性及马苏里拉奶酪的拉丝性能也因为植物蛋白中没有酪蛋白而较难以模拟。未来需要更多的在植物来源的蛋白及他们的提取分离技术上进行研究，同时还能在结构对乳蛋白进行模拟使得其疏水性和流变性能都能更接近传统奶酪中的蛋白。另外，研究表明采用水煮再焙干的黄豆及蚕豆粉以1∶4的比例与水混合再辅以1%κ-角叉菜胶做稳定剂能获得较接近Gouda奶酪的硬度，比其他原料制作的植物基奶酪硬度显著降低，且含有较高的蛋白质和膳食纤维含量，是理想的植物基奶酪研发原料。在植物来源蛋白种类受限的情况下使用豆类蛋白是较为经济的选择，但豆腥味的去除和良好质构的获得要求有工艺上的改进，例如：利用614 MPa超高静压、85.5℃及8.53 mmol/L的Ca加入处理或者在20–42 kV/cm、2μs脉冲电场中处理1036μs或者20 kHz、15–20 min、600 W的超声等处理都能获得较理想的改善。

4.2 植物基发酵菌种的挖掘

植物来源成分都具有各自特殊的气味，豆类还可能带来苦涩味的肽类。去除植物成分不良风味和产生奶酪般的质地必须依靠发酵来获得解决。在加工中仅仅依靠原料进行组合调配外加香精香料比较难以掩蔽原料原有的气味。因此真正从源头解决植物基奶酪的风味应该从发酵角度来进行深入研究，找到适合于植物基底发酵的菌种是关键。某研究系统的在不同的植物蛋白及椰子油中进行了151种不同的乳酸菌株的发酵实验，并且测定了发酵后的p H和产生的对奶酪风味影响较大的多种酶类的量，包括PepN、PepXP、EstA、BcAT、CBL和ArAT，并且还用GC-MS法测定了各种发酵组合的香味组成。结果表明筛选发酵底物和菌株的标准应取决于发酵产生的酶能产生更多量的二乙酰化合物、羟基丁酮、2-或3-甲基丁酮、乙酰基丙酮和减少不良风味物主要是多种醛类化合物。也等就研究了适用粮谷类植物基饮品发酵的菌种，包括植物乳杆菌CGMCC8198、鼠李糖乳杆菌等。另一项研究显示将黄豆经小苏打浸泡后打浆然后用乳杆菌(LAB)、0.3%的CaCl2以及白地霉（Geotrichum candidum）的混合物进行发酵，发现在10℃-15℃三周时间达到发酵峰值，再经过一个月10摄氏度的后熟过程能获得良好的产品硬度和咀嚼度且白地霉显著提升了蛋白和油脂的降解。利用转基因技术或基因编辑技术开发适用于植物原料发酵的菌种，使发酵后的植物原料发酵产生更好的风味、质地、结构和口感。

4.3 植物来源功能性成分的应用

许多植物中都含有有益于健康的植物化学物，如大豆中的大豆异黄酮，燕麦中的β-葡聚糖、魔芋中的葡甘露聚糖等。许多选择植物基产品的消费者非常注重健康，因此，将植物基奶酪的研发与功能性相结合，配方做到更科学更营养更有利于健康，走出同质化也将是植物基奶酪研发的一大趋势。一项研究利用10%蛋白含量的功能性豌豆粉配以不同比例的橄榄油进行乳化后再发酵产生的混合凝胶都展示出良好的稳定性，橄榄油添加改善了饱和脂肪酸量高的弊端，但高的橄榄油添加会降低凝胶的稳定性和弹性，持水量将随着含油量的升高而升高，综合结果显示10%豌豆蛋白结合10%的橄榄油是一种在植物基奶酪中理想的配比。目前，这类研究开展还不足，未来需要更多的聚焦研究，才能更大限度的发挥植物基奶酪的原料健康优势。

4.4 植物基奶酪配方营养和安全性

动物蛋白长期以来为人类提供了全面的氨基酸供应和维生素等其他营养素。大多数动物来源的蛋白质的蛋白消化率的氨基酸得分（PDCAAS）接近1.0，被认为是完全的蛋白质来源，而许多植物蛋白中往往缺乏一种或多种必需氨基酸，PDCAAS得分普遍较动物蛋白低，且多数植物基奶酪的蛋白含量含量低于传统奶酪。传统乳制品相比植物基替代食品而言含有更高的能量、饱和脂肪酸、碳水化合物、蛋白质、VB12和碘，但游离糖和膳食纤维含量却较低。因此，从营养角度出发，植物基食品还不是牛奶的完全替代物。另一项在美国进行的植物基奶酪营养成分断面分析表明245个产品中有106个产品是基于椰子油的，61个基于腰果，16个基于燕麦，7个基于杏仁，6个基于大豆，5个基于棕榈油还有9个基于其他的混合物，这些产品中与传统奶酪相比仅有3%含有更高的蛋白，19%更高的钙含量，14%含有更高的VB 12，仅有15%含有更低的钠。因此，仅有少量产品能称为好的蛋白和钙质来源。另一项在西班牙市场上进行的40种植物基奶酪产品营养分析也得出了类似结论仅有4种腰果为原料的和两种以豆类为原料的产品可以被认为是健康产品，其他以椰子油和淀粉为原料的产品都含有过高的饱和脂肪酸和盐分。因此，对植物基替代蛋白及其产品的营养学评价也不容忽视。但合理的进行不同种类的植物蛋白配比是一条可行的途径，如半胱氨酸、甲硫氨酸和赖氨酸的含量较低的豌豆就可以与赖氨酸含量较低、半胱氨酸和甲硫氨酸含量均较高的稻谷进行组合。另外，花生、坚果、麦麸等原料致敏性问题也是关系到植物基奶酪产品安全性的重要因素，需要在植物基奶酪的研发过程中引起注意。因此，植物基奶酪的研发需要考虑多种类原料的搭配，并且有意识的进行必需营养物质的添加，消除过敏原的影响，让植物基奶酪安全又营养。

4.5 需要适应于植物基奶酪的感官评价系统

由于植物替代物难以在感官和质构上去模拟动物蛋白，还会本身带有一些特殊风味与口感，如豆子味和颗粒感。目前仅有不到三分之一的消费者表示植物基奶酪与传统奶酪一致的美味。一份纳入12项植物基乳制品的系统评价综述表明未来的植物基奶酪研发需要纳入更多的品尝评价，然后建立一个产品仪器测试数据与人真实味觉及口感评价联系起来的方法。另有研究以豌豆蛋白、橄榄油、黄原胶和水为原料制成的具有延展性的清洁标签植物基奶酪添加了迷迭香和牛至两种香料掩盖原有的豆味，并测定了新产品的挥发性气味组分，发现能获得良好的口感、营养价值和气味，这也给植物基奶酪的研发提供了新的思路，即不以传统奶酪的气味为标准开发新味觉系统的植物基奶酪。

5 结语

未来食品加工工艺关系到全产业链的发展，其与下游的消费者和上游的农作物育种和种植、土地资源利用、农产品采后流通等都密切相关。植物基奶酪的研发也是对未来食品的探索和食品行业的革命，对于带动农业种质资源的开发、增加农产品附加值、提高土地资源利用效率、推动绿色农业发展具有重要的意义。在对营养健康和绿色可持续环保理念的共同考量下，植物基食品因为其节约资源、对人类健康的益处和轻食潮流的属性将会迎来蓬勃发展。植物基奶酪还有缓解中国乳源不足和由植物化学物带来的功能性优势，未来研发注重原料的筛选，工艺的优化，植物发酵菌种的筛选和营养方面的研究，让产品能更好的替代各式各样的奶酪产品。