《食品科学》：哈尔滨商业大学朱秀清教授、黑龙江八一农垦大学王颖教授等：添加物对高水分挤压植物蛋白肉结构和品质影响的研究进展

肉类产品因其丰富的营养成分和独特的口感而受到广大消费者的青睐。然而过量食用肉类对人体健康有害，可能会导致肥胖、2型糖尿病、心脏病、胃癌和结肠癌等疾病。据不完全统计，预计到2050年，全球肉类需求将增长50%。为了应对不断升级的肉类消费及由此带来的健康危害，人们逐渐认识到向低脂肉类消费过渡的重要性。因此，寻找与动物肉类味道、质地相似且低脂的替代产品成为了人们不断追求探索的目标。植物蛋白肉因具有与动物肉类相似的口感和质地成为了肉类近乎完美的替代品。目前，能够生产出具有纤维结构且质地接近肉类的植物蛋白肉的技术主要有挤压技术、静电纺丝技术、剪切诱导技术和3D打印技术。但由于发展中面临诸多挑战，部分技术仍处于初级阶段，植物蛋白肉的生产技术整体尚未成熟。在这些技术里，挤压技术因高效、低耗、高效益的显著优势，成为植物蛋白肉核心生产工艺。根据水分含量的不同可以分为低水分挤压和高水分挤压，通过低水分挤压技术获得的植物蛋白肉虽然具有较高的蛋白质含量和较低的水分，但是一般需要复水后才能食用；而利用高水分挤压技术获得的植物蛋白肉具有类似动物肌肉纤维的结构，且无需复水，可直接食用。高水分挤压促使蛋白分子重组并充分交联，高效构建类似肉类的纤维结构，是工业生产植物蛋白肉的重要技术手段。利用高水分挤压技术制备的植物蛋白肉在具有致密纤维结构和弹性结构的同时，还具有低饱和脂肪酸、无胆固醇、高蛋白质、高有益脂肪酸以及易消化等优点。高水分挤压植物蛋白肉的工艺示意图见图1。

尽管高水分挤压技术能够赋予植物蛋白肉良好的纤维结构，但在质构模拟方面仍存在明显局限，主要表现为咀嚼性不足、口感与真实肉类存在差异，以及多汁性较弱等问题，尚未实现理想的类肉品质。这些质构缺陷本质上源于挤压过程中蛋白质在高温、高剪切作用下发生的过度变性、聚集行为失控以及分子间作用力失衡，导致最终形成的蛋白网络结构在弹性、保水性和润滑性方面存在不足。此外，工艺参数（如温度、螺杆转速、水分含量）虽可调控结构形成，但仍难以完全复现肉类的复杂质地特征。因此，通过引入外源添加物以调控蛋白质的聚集方式、增强水分保持、改善脂质分布和风味释放，已成为优化植物蛋白肉综合品质的关键策略。添加蛋白质、多糖、脂质及交联剂等组分，不仅能够弥补挤压过程中的结构缺陷，还可针对性地增强咀嚼性、乳化性和多汁性，从而显著提升产品的感官真实性与其在消费市场上的竞争力。

不同添加物对蛋白构象的改变幅度及其对高水分挤压植物蛋白肉最终品质的影响均存在显著差异。根据国内外众多学者的相关研究结果，哈尔滨商业大学食品工程学院的尚佳萃、朱秀清*，黑龙江八一农垦大学食品学院的王颖*等人综述不同添加物对于高水分挤压制备植物蛋白肉产品结构及品质的影响，总结各类添加物在高水分挤压中的互作机制，以期为植物蛋白肉规模化生产奠定理论与应用参考。

01

添加物种类

1.1 蛋白质

植物蛋白作为植物蛋白肉中重要的成分之一，其分类多样、来源广泛，开发利用前景极其广阔。从营养价值的角度来说，植物蛋白含有部分人体所必需的氨基酸且支持人体高效利用，能满足人体健康的需求。从功能性的角度来说，部分植物蛋白可表现出一定的凝胶性、持水性、持油性、乳化性与乳化稳定性，以及起泡性与泡沫稳定性等加工特性，这为蛋白质作为添加物制备优良植物蛋白肉打下了坚实的基础。不同种类的蛋白质拥有不同特点，使它们在植物蛋白肉产品的结构、颜色、质地和风味方面发挥着独特作用。不同蛋白质的优缺点及适用场景具体见表1。

大豆蛋白、小麦蛋白与豌豆蛋白凭借自身独特属性，在植物蛋白肉挤压加工中被广泛选作主要原料，如大豆蛋白的适用范围广、价格低廉、凝胶性强及富含必需氨基酸；小麦蛋白含硫氨基酸丰富，能通过二硫键形成关键三维网络结构；豌豆蛋白的蛋白含量高，风味中性。然而，单一或主要依赖这些蛋白仍存在一定局限性：大豆蛋白带有豆腥味且其氨基酸谱仍有优化空间；小麦蛋白虽然利于纤维结构形成，但其整体氨基酸平衡性和潜在致敏性值得关注；豌豆蛋白单独使用时可能在质构模拟和风味稳定性上存在挑战。因此，在高水分挤压生产高品质植物蛋白肉的过程中，添加其他功能性植物蛋白作为补充或复配成分显得尤为重要。这不仅有助于弥补主要蛋白在氨基酸组成上的不足，实现更均衡的营养供给，更能显著改善产品的质地、外观和纤维结构。花生蛋白以其极佳的氨基酸组成、低水平的抗营养因子和稳定的供应成为优秀的补充蛋白来源，能有效提升产品的营养品质和加工稳定性。随着科学技术的不断进步和发展，也证明了许多其他植物蛋白在高水分挤压中的应用，如绿豆、藜麦、核桃、汉麻等。如Lei Shuwen等通过研究高水分挤压蒸煮过程中核桃蛋白和小麦面筋蛋白肉类类似物的品质特性及纤维结构形成机理，发现添加核桃蛋白制备的植物蛋白肉具有更明显的各向异性和定向纤维结构。

1.2 脂质

脂质作为高水分挤压过程中的重要添加组分，其种类与功能特性显著影响最终产品的结构、质地和风味。此外，脂质的添加能够更好地模拟肉类的营养成分。传统动物肉制品通常具有较高的脂肪含量，因此在植物蛋白肉中添加适量脂质，可使其在营养成分上更接近真实肉类，提升产品的综合仿生性与接受度。脂质可分为植物油脂和脂肪酸，实际生产中多采用植物油（如菜籽油、橄榄油、玉米油等），其因富含不饱和脂肪酸且不含胆固醇，具有健康优势；而在高水分挤压的研究中，常添加特定脂肪酸（如硬脂酸、油酸、亚油酸等）以明确其在挤压过程中的具体作用机制。不同饱和程度的脂肪酸会对产品的结构和质地产生影响，如Opaluwa等研究了不同不饱和程度的游离脂肪酸（硬脂酸、油酸和亚油酸）对高水分挤压豌豆蛋白的影响，发现游离脂肪酸的加入改善了产品的柔软度和多汁性。此外，脂质具有增塑剂的作用，可以渗透到聚合物基质中，增加生物聚合物的流动性，从而降低食品基质的熔体黏度、熔融温度和玻璃化温度。植物油脂和脂肪酸的区别及其适用场景具体见表2。

1.3 多糖

多糖是由20 个以上单糖经糖苷键聚合形成的长链化合物，广泛存在于动植物细胞膜及微生物细胞壁，对生命活动至关重要。挤压中添加的多糖尚无统一分类标准，依据其与蛋白质的相互作用机制，可分为淀粉类多糖、胶体类多糖及膳食纤维类多糖。由于多糖的种类、来源不同，其对植物蛋白肉口感、外观以及质地的改善能力也不尽相同，不同类型多糖的优缺点及适用范围具体见表3。

淀粉类多糖是葡萄糖分子借助α-1,4-糖苷键与α-1,6-糖苷键连接形成的多聚物，是植物储存能量的一种方式。淀粉包含直链淀粉和支链淀粉两类，直链淀粉由α-1,4-糖苷键连接而成，呈长螺旋形态；支链淀粉则是在直链结构上，每隔20～25 个葡萄糖残基就形成一个α-1,6-支链。支链淀粉具有高度的支链结构和较大的分子尺寸，在高温、高压和高剪切力的条件下容易降解。相比之下，直链淀粉的线性结构可充当蛋白质黏合剂，增强蛋白质网络的凝聚力。淀粉增加了体系的表观黏度，促进了分子间的相互作用，同时影响蛋白质分子的聚集，这有助于使制备的植物蛋白肉更接近真正肉类的质地。

胶体类多糖是由糖单元通过糖苷键连接而成的高分子聚合物，常用的胶体类多糖有海藻酸钠、卡拉胶、黄原胶、魔芋胶、瓜尔胶、阿拉伯胶等，被广泛用于植物蛋白肉的生产中。这些多糖具有良好的凝胶、增稠及稳定特性，可提升植物基产品中蛋白的溶解度、凝胶性以及乳化能力，从而捕获和保持水分，增强植物蛋白肉的多汁性，对食品的加工稳定性和质地保持具有重要作用。

膳食纤维是由多种复杂有机物质组成的混合物，不能被人体小肠消化吸收，同时对人体健康有益。根据溶解性的不同，可将膳食纤维分为可溶性膳食纤维（SDF）和不溶性膳食纤维（IDF）。SDF主要有果胶、树胶以及半乳甘露聚糖等，它们拥有强大的亲水性和保水能力，水化后形成凝胶状网络结构，这一结构的形成有助于提高产品的多汁性和改善产品的质地。而IDF可以作为连续蛋白的填料，在挤压加工过程中促进纤维的形成，这种纤维网络的形成有助于增强植物蛋白肉的质地和口感，使植物蛋白肉在原有程度上更接近真正肉类的感官特征。

1.4 交联剂

交联剂通过共价键将蛋白质分子连接在一起，形成稳定的三维网络结构，这种交联作用可以显著改善蛋白质的功能特性，如提高蛋白质的热稳定性、持水性、胶凝性以及营养价值等。在植物蛋白肉的生产过程中常用的交联剂是单宁酸（TA）和谷氨酰胺转氨酶（TGase），天然交联剂主要来源于动植物和微生物，如从植物中提取TA；从微生物中提取TGase等。如TGase是一种来源于链霉菌的酶，可催化蛋白质分子的交联反应。Zhang Jinchuang等研究发现在高水分挤压加工过程中，TGase可通过交联纤维结构中的蛋白质层，改善植物蛋白挤出物的质地与感官性能，已成为修饰植物蛋白、提升植物蛋白肉品质的重要潜在选择。因此交联剂的使用可以显著提高植物蛋白肉的纤维化程度，使植物蛋白肉产品更接近真实肉类的质地。

1.5 其他添加物

除了蛋白质、油脂、多糖和交联剂等常用添加物外，生产高品质的植物蛋白肉还需要使用其他的添加物，如着色剂、调味剂、防腐剂以及磷酸盐保水缓冲成分等。着色剂包括血红蛋白、红曲红和胡萝卜素等，添加后可使植物蛋白肉具有传统肉类的色泽，但不同的着色剂添加效果存在较大差异。其中血红蛋白可使植物蛋白肉拥有与真实肉类相似的色泽。调味剂包括基本调味料、提取物和天然调味料等，可以使植物蛋白肉具有传统肉类的风味。酵母抽提物无豆腥味，可通过菌株发酵技术合成牛肉香精，显著提升植物蛋白肉的“肉味”。生产植物蛋白肉可用添加物及其作用如表4所示。

02

多元组分与蛋白质在挤压过程中的互作机制

2.1 挤压过程中蛋白质-蛋白质相互作用

蛋白质是植物蛋白肉的主要成分，因此其在高水分挤压过程中的相互作用机制对最终植物蛋白肉产品的结构起着决定性作用。蛋白质分为纤维蛋白和球蛋白，在高水分挤压中常用的大豆蛋白和豌豆蛋白均属球蛋白。在挤压加工过程中，蛋白质会经历4 个关键的变化阶段，分别是分子链的展开、结合、聚集以及交联，同时还有可能发生降解或氧化反应。在混合区域，球形的蛋白质分子链沿流向展开膨胀，导致其内部包埋的疏水残基暴露。进入熔融区域后，在啮合元件的剪切作用和高温环境的共同影响下，蛋白质分子之间以及蛋白质与水分子之间的相互作用显著增强，这进一步促进了蛋白质的结合或聚集。在冷却区域中，温度、压力以及剪切力的变化有助于熔体的层流，使蛋白质分子进一步重排和交联，最后形成了具有纤维状结构的植物蛋白肉产品。Jiang Wanrong等研究发现在豌豆蛋白和小麦蛋白中加入鹰嘴豆蛋白高水分挤压后，二硫键含量增加，表面疏水性降低。在挤压过程中，二硫键含量在熔融区中有最大值，表明蛋白质聚集行为可能发生在熔融区，同时α-螺旋、β-转角及无规卷曲占比下降，β-折叠占比上升。特定蛋白质类型的含量变化促进了纤维结构的形成，并影响了挤压过程中蛋白质的聚集行为。

热力学不相容性的双蛋白组分（如蛋白质-蛋白质体系）可抑制蛋白质分子的水平聚集，促进其纵向有序排列形成纤维结构。Zahari等为探究添加大麻浓缩蛋白（HPC）对大豆分离蛋白（SPI）纤维化的影响，采用高水分挤压技术制备SPI/HPC复合体系，结果表明纯SPI或HPC单独挤压时均未形成显著纤维结构，而SPI/HPC复合体系因两相界面相互作用诱导分子有序排列，最终形成高度取向的纤维结构。类似地，在黄豌豆蛋白中引入菜籽蛋白形成的热力学不相容体系，通过调控相分离行为同样可优化植物蛋白肉的纤维化程度，从而改善质地特性。静电作用、疏水作用、二硫键及氢键是维持蛋白质相互作用的主要作用力。研究发现在SPI中添加蚕豆蛋白并通过高水分挤压技术制备植物蛋白肉，其纤维结构的增强与化学键数量的增加存在显著关联，其中二硫键占主导地位，其次是离子键、氢键和疏水相互作用，二硫键通过促进纤维结构的形成而显著影响植物肉类似物的结构。

2.2 挤压过程中脂质-蛋白质相互作用

脂质与蛋白质之间的相互作用涵盖多种化学作用力，主要包括疏水作用、氢键、静电作用、共价键及范德华力。在挤压过程中，脂质的添加对蛋白质的结构有显著影响。当脂质的含量维持在适当比例（2%～5%）时，能够显著改善蛋白质的纤维结构，这是由于脂质与蛋白质之间的微相分离会促进蛋白质相的层流运动，进而推动蛋白质沿剪切流动方向发生共价交联，从而强化纤维结构。然而，当脂质含量超过一定量时，会对蛋白质分子产生不利的影响，从而抑制植物蛋白肉中各向异性结构的形成。脂质能够与蛋白质的疏水氨基酸发生疏水相互作用，这种作用会减少蛋白质交联的密集程度，同时也会降低蛋白质上可用于结合水的位点数量。在这种情况下，原本被束缚的水分子得以释放，但这些自由水又会因为位阻效应而松散地被困在蛋白质网络内部，它们在受到剪切力或咀嚼作用时很容易被释放出来。

此外，在高水分挤压过程中脂质的添加能够降低蛋白质基质的黏度，增加蛋白质分子的流动性，有助于改善物料在挤压过程中的输送性能，降低加工能耗。Kendler等研究发现随着含油量的增加，稀释和塑化作用会显著降低面筋基质的黏度，高水分挤出物的杨氏模量也会降低，纤维结构的各向异性特征变得不明显，由于润滑作用，降低了在挤压过程中能量的输入。在挤压过程中加入油脂，可以使其更好地融入到原料中，并且更均匀地分布在蛋白质基质中。此外，还发现在挤压加工环节，通过改变注油点的位置，能够减少油滴的累积尺寸分布，从而更有利于纤维结构的形成。

2.3 挤压过程中多糖-蛋白质相互作用

在挤压过程中，蛋白质分子发生变性，导致蛋白质分子链中埋藏的活性位点暴露出来，使蛋白质结构变得更加灵活，促进蛋白质构象调整，增强与多糖的相互作用。两者通过美拉德反应形成的共价结合可进一步改变蛋白质结构，提高蛋白质的功能特性。研究表明，在高水分挤压时引入多糖，可显著强化疏水、氢键和二硫键等相互作用，共价与非共价键协同稳定蛋白网络。不同类型多糖与蛋白质在挤压过程中的相互作用呈现动态差异，通过停机实验对挤出机不同区域取样分析，表征蛋白质/多糖反应位点，同步阐明内部纤维结构的形成机制。

蛋白质与淀粉间的相互作用涵盖氢键、静电作用、疏水作用、范德华力及分子缠结，在蛋白质纤维结构的形成中发挥关键调控作用。同时淀粉在蛋白质基质中起到填充剂、增稠剂和黏结剂的作用，由于热力学相容性和相分离作用，抑制蛋白质横向聚集，以促进各向异性纤维结构的形成。挤压加工中淀粉添加对蛋白质构象的影响如图2所示。Chen Qiongling等研究支链淀粉、硬脂酸与豌豆分离蛋白（PPI）构建三元复合物时，发现支链淀粉诱导蛋白质发生重排、聚集及交联；其与硬脂酸协同降低蛋白间作用力，使所得聚集体结构更为疏松柔韧，这种结构主要通过疏水相互作用和氢键维持。此类松散灵活的结构促使聚集体沿挤压方向定向排列，形成各向异性纤维结构。添加直链淀粉时，其线性分子通过氢键与水结合，进而与变性蛋白形成具有线性排列特征的复合体。该复合物显著抑制挤压过程中蛋白质分子的重排与交联。直链淀粉与蛋白分子链直至模口区才发生相分离，进入冷却区后，二者的过度分离加剧了蛋白质自聚集倾向，并诱导其发生重新折叠，从而使整体结构变得更加紧实和致密化。Chen Qiongling等研究发现在挤压过程中，蛋白质和直链淀粉/支链淀粉分子的“亚层转化”发生在模具界面和冷却区，支链淀粉在挤压模头中促进蛋白链的解折叠，这种作用有利于蛋白质在冷却区重排，从而进一步促进肉类纤维结构的形成。

多糖胶体与蛋白质的相互作用主要由氢键、疏水作用、静电作用、范德华力及共价键驱动。在高温和高水分的条件下，多糖胶体的还原性羰基与蛋白质氨基通过美拉德反应形成共价复合。Yu Xiaoshuai等研究发现羧甲基纤维素（CMC）的添加显著促进了蛋白质凝胶网络结构的形成。在熔融区，蛋白质分子中的氨基更容易与CMC上的还原性羰基端发生反应。CMC的存在可促进蛋白质分子链的拉伸，同时促进蛋白质分子链间相互作用，强化氢键、二硫键及疏水相互作用，进而提升蛋白质凝胶网络的稳定性和强度。挤压加工中多糖类胶体添加对蛋白质构象的影响如图3所示。

在高水分挤压过程中，热诱导使蛋白分子伸展、聚集并交联，最终形成类肉纤维结构，膳食纤维可通过调控蛋白质分子的展开与聚集过程，影响纤维结构的形成；此外，静电相互作用与疏水相互作用也在一定程度上促进了纤维结构的形成。Deng Qian等研究IDF对SPI的填充作用，发现IDF作为不溶性填充相可减少SPI分子间的交联，促进纤维结构的形成；适量的IDF能够促使SPI/IDF填料网格结构的形成，从而增强挤出物的纤维结构，使其力学各向异性显著提高。挤压加工中膳食纤维添加对蛋白质构象的影响如图4所示。

2.4 挤压过程中交联剂-蛋白质相互作用

在高温、高压、高剪切力的作用下，交联剂主要通过共价键或非共价键的方式促进蛋白质分子间的连接，进而增强三维网络结构的稳定性和机械强度，最终改善植物蛋白肉的结构强度和稳定性。如TGase主要催化谷氨酰胺γ-酰胺基与赖氨酸ε-氨基间的酰基转移，从而促使蛋白质共价交联。对于非共价交联，如Ca2+可以通过中和蛋白质表面负电荷，减少静电斥力，促进疏水基团聚集，高温、高剪切驱动蛋白质展开，使其内部疏水区域暴露；聚集的疏水基团增强分子间疏水相互作用，从而提升蛋白质结合能力。

以大豆蛋白为原料，TGase可引导蛋白质分子沿剪切方向有序排列，形成类似肌肉的植物蛋白肉纤维结构。以豌豆蛋白为原料，Ca2+可与豌豆蛋白形成交联网络锁住水分，在提高保水性的同时增强抗拉伸强度。基于Zhang Jinchuang等对花生蛋白的高水分挤压的实验结果表明，在此过程中TGase通过调节花生蛋白层状结构的形成速度改善其感官性能。在蛋白质分子重排过程中，适量TGase可促进蛋白质分子展开、聚集与交联，同时削弱氢键及二硫键，增强疏水相互作用，从而稳定蛋白质构象并改善纤维结构。从冷却区到挤出物，TGase有利于蛋白质分子链的拉伸，促进较大蛋白质亚基的合成。过量的TGase加速花生蛋白交联，阻碍蛋白重排与纤维结构优化。各种不同添加物对高水分加压植物蛋白肉的影响机理如图5所示。

03

不同添加物对高水分挤压制备植物蛋白肉品质的影响

3.1 蛋白质对高水分挤压植物蛋白肉品质的影响

在高水分挤压植物蛋白肉生产中，蛋白质不仅是主要的营养成分，更是决定产品质构、纤维化程度、持水性及感官特性的核心组分。传统单一的蛋白质并不能满足现代植物蛋白肉的市场需求，复配不同蛋白、添加量以及其复配比例直接影响或决定植物蛋白肉的品质和仿真度。在高水分挤压过程中，蛋白质分子会经历热诱导的变性、展开和重新交联，这使蛋白质从球形结构转变为纤维状结构，形成类似动物肌肉的纤维纹理。Yu Jialing等的研究证实了这一点，发现在高温和剪切力作用下，蛋白质分子内部氢键和二硫键断裂，导致多肽链展开重组，而疏水相互作用驱使变性蛋白分子聚集成纤维束，该束状结构经交联后形成稳定网络。这个连续的过程与动物肌肉组织中的纤维束非常相似，使植物性肉制品具有与真正肉类相似的咀嚼性和质地。添加蚕豆蛋白可以增强植物蛋白肉的纤维结构，提高其拉丝效果和咀嚼性；此外，添加花生蛋白能够改善产品的弹性，使其在口感上更加柔软且富有弹性；羽扇豆蛋白的添加则有助于提高产品的保水性，从而在烹饪过程中保持更好的质地和口感。Lei Shuwen等发现当核桃蛋白添加量为40%时，由核桃蛋白和小麦面筋蛋白共混得到的植物蛋白肉具有最佳的硬度、弹性和咀嚼力，且介于纯核桃蛋白和纯小麦面筋蛋白之间，植物蛋白肉的纤维结构最为明显，呈现出较强的各向异性和定向纤维结构。此外，它具有最高的仿真度，颜色和质地看起来与真正的红肉相似。

3.2 脂质对高水分挤压植物蛋白肉品质的影响

在挤压过程中，脂质通过乳化和塑化作用影响产品的质地、营养品质和感官属性，赋予挤压产品合适的质地和黏度。同时脂质也是模拟植物性肉类产品多汁性、嫩度、顺滑性、风味、营养价值和储存稳定性的关键决定因素。在高温、高压与高剪切的协同作用下，脂质会进行挥发或分解可能形成微孔，提升产品的咀嚼感。此外，脂质可以增加光反射程度，显著提高植物蛋白肉的亮度值。俎新宇等研究发现，以微胶囊粉形式添加油脂可消除高湿挤压环节直接添加油脂给植物蛋白肉带来的不良影响，进而提升植物蛋白肉的鲜嫩口感。在风味形成过程中，脂质中的羰基化合物能够与蛋白质上的半胱氨酸残基的氨基发生反应，此外脂质氧化产生的羟基和羰基化合物也可以与游离的巯基发生反应。这些反应会生成杂环化合物和脂肪族化合物，它们对形成理想的肉味具有促进作用。Chen Yu等研究发现在小面面筋蛋白中添加花生油有助于分子间发生聚集和交联，构建出更致密的网络结构，进而使产品的硬度、弹性和咀嚼性都有所提高。脂肪的饱和程度在很大程度上也影响了产品的品质，如脂肪酸和单甘油酯，在产品生产中充当活性填料，可以改善蛋白质结构的稳定性，增加产品的硬度、断裂力和变形能力。Chen Qiongling等研究发现与饱和硬脂酸相比，不饱和程度较高的脂肪酸显著降低了豌豆蛋白肉的硬度、咀嚼性和纤维度。

3.3 多糖对高水分挤压植物蛋白肉品质的影响

在植物蛋白肉制备过程中多糖起着至关重要的作用，多糖的添加可以提高植物蛋白的溶解度、乳化能力以及胶凝能力等功能特性，从而改善产品的持水量以及内部水分分布情况，最终达到增强植物蛋白肉的多汁性的目的。同时多糖也能够通过增加体系的黏度和水合能力，促进蛋白质的定向排列，从而增强纤维结构的形成，丰富产品的质地以及提高产品的结构稳定性。不同多糖的功能特性各异，适配高水分挤压植物蛋白产品的多样化需求。

高水分挤压工艺中，蛋白质和淀粉结构在高温、高压及高剪切协同作用下发生改变，高温尤其促进了蛋白质的变性。同时在高温下水分的存在会使淀粉糊化，糊化导致淀粉分子链降解，使其结构变得松散，进一步提高了淀粉的水合能力。Chen Qiongling等将直链/支链淀粉按9∶1复配后，PPI分散体的表观黏度及动态模量（G′/G″）显著降低。添加的淀粉通过诱导蛋白质纤维化，同步提升挤出物纤维化程度与力学各向异性。Xie Fengwei等发现在高温下，直链淀粉分子之间更容易形成纠缠，这种纠缠增加了熔体的黏度和弹性，直链淀粉含量越高，熔体的黏度越大。

蛋白质是制造植物蛋白肉的主要成分，多糖类胶体可以作为补充成分或是胶凝剂、增稠剂等发挥重要作用。现有的研究表明，多糖类胶体可以改善植物蛋白肉产品的质量，包括但不限于促进各向异性结构的形成、使颜色发生转变、增强产品的保水性以及影响风味等。Jiang Wanrong等研究挤压及相互作用过程中植物蛋白肉基质网络结构与风味扩散的关系，发现卡拉胶的加入促进了高水分肉类类似物致密结构的形成，增加其硬度和弹性，减弱酵母浸膏本身具有的鲜味、丰富度和咸味。

SDF凭借其强亲水性与保水性，在水化后可形成凝胶状网络结构，进而增强植物性肉制品的质地与多汁性。Zhang Jie等研究发现果胶的添加可以显著改善产品质地、颜色和风味，在促进类似肉类的各向异性纤维结构的形成中起着至关重要的作用。而IDF可以通过增加内部纤维网络提高产品的结构稳定性，从而模拟动物肉制品的肌纤维结构。这种纤维网络的形成有助于增强植物肉的质地，使其更接近真正肉类的感官特征。研究表明，IDF可诱导纤维结构的形成，从而使产物的力学性能表现出更强的各向异性。在高水分挤压过程中，膳食纤维在高温和高速剪切的作用下，也会发生显著的结构变化，具体表现为IDF部分分解为SDF。这一现象的主要原因是高温和高压条件破坏了膳食纤维中的糖苷键，促使纤维素与半纤维素大分子解聚，推动IDF向SDF转化。

3.4 交联剂对高水分挤压植物蛋白肉品质的影响

在高水分挤压过程中，交联剂可以促进蛋白间交联，形成更致密网络结构，从而增强产品纤维化程度、质地与持水能力，减少加工及储存过程中的水分流失。此外，交联剂能够提升植物蛋白肉的机械性能，使其在加工和储存中更好地保持形状与结构；添加适量的交联剂可显著提高其拉伸强度和弹性，使其质地更接近传统肉类。例如，TGase作为常用交联剂，催化蛋白质中赖氨酸与谷氨酸残基交联，从而显著提升植物蛋白肉的硬度、弹性、保水性及多汁性。同时，交联剂还可以通过影响蛋白质的化学结构与反应特性，间接改善植物蛋白肉的色泽和风味。在大豆蛋白中添加TA能够促进蛋白质交联，形成更致密且更具黏性与纤维性的网络状结构，这不仅提高产品的硬度、咀嚼性等质地属性，还能使其更接近肉类的色泽与风味，但过量添加TA会导致质地过于致密坚韧。

尽管交联剂对植物蛋白肉品质的改善作用显著，但其可能对部分敏感人群存在致敏风险。同时，交联剂的使用虽能明显提高植物蛋白肉的质地与稳定性，但其对风味及营养价值的影响仍需进一步研究。因此在植物蛋白肉产品开发中，需综合考量交联剂的安全性、功能性及成本。

04

结 语

高水分挤压技术结合功能性添加物有效改善了传统植物蛋白肉质构松散、口感单一的问题，并通过营养优化和生产效率提升成为产业核心技术。然而纤维口感的仿真度和消费者接受度仍需提高。在热诱导形成蛋白质初级网络的基础上，添加物通过共价/非共价相互作用进一步增强了网络的结构稳定性。这一过程受分子结构、添加物特性及工艺参数共同影响，机制复杂，未来研究应聚焦：1）筛选和统一高水分挤压植物蛋白肉产品特性的评价指标和评价方法，建立科学的质量评价标准；2）结合3D打印、静电纺丝等技术，实现肌肉纹理的多尺度仿生；3）拓展蛋白资源：利用高水分挤压技术开发藻类、菌类及昆虫蛋白等替代蛋白，实现产品多元化与营养强化；4）深入研究纤维结构形成机制：聚焦蛋白质聚集/相分离的动力学行为，明确其在挤压过程纤维形成中的影响，为精准调控植物蛋白肉的纤维结构提供理论支持；5）新型交联剂开发：如漆酶、鞣酸等生物交联剂的应用潜力，为拓展高水分挤压植物蛋白肉的市场打下坚实的基础。新型添加物和工艺的突破有望使植物蛋白肉在健康、风味和市场接受度上媲美传统肉类。

引文格式：

尚佳萃, 刘雪, 高扬, 等. 添加物对高水分挤压植物蛋白肉结构和品质影响的研究进展[J]. 食品科学, 2026, 47(1): 336-345. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250803-013.

SHANG Jiacui, LIU Xue, GAO Yang, et al. Research progress on the effects of additives on the structure and quality of high-moisture extruded plant-based meat[J]. Food Science, 2026, 47(1): 336-345. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250803-013.

实习编辑：李雄；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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