Розробка високомікробних аналогів м’яса з конопляним та соєвим білком за допомогою екструзійного варіння

Ізалін Захарі

Фераваті Фераваті

2 Кафедра хімії та біомедичних наук, Університет Ліннея, 392 31 Кальмар, Швеція; [email protected]

Аманда Хельстад

Сесілія Альстрем

Кароліна Östbring

Мерилін Рейнер

Жанетт К. Пургаген

Анотація

1. Вступ

Західна дієта включає велику частку продуктів тваринного походження, а велике споживання м’яса є предметом різних дискусій щодо його впливу на здоров’я людей та навколишнє середовище [1]. Високе споживання м’яса пов’язане з підвищеним ризиком серцево-судинних захворювань, діабету 2 типу та різних видів раку [1]. Більше того, виробництво тваринництва відповідає за 14,5% глобальних викидів парникових газів [2]. Перехід до більш рослинного раціону пропонується одним із можливих рішень для зменшення впливу клімату та формування більш здорового способу життя [3,4]. Як наслідок, спостерігається колосальне зростання ринку в рослинницькому харчовому секторі, зумовлене зростанням кількості споживачів, які приймають веганський, вегетаріанський або гнучкий спосіб життя [5].

Альтернативні продукти рослинного походження варіюються від молочних аналогів до м’ясних замінників. Ринок замінників м’яса все ще відносно невеликий, але, за прогнозами, збільшиться в майбутньому. Європа займає лідируючі позиції на ринку м’ясних замінників у світовому масштабі, маючи 40% загального ринку [5], який, за прогнозами, досягне 2,4 млрд. Євро в 2025 р. Порівняно з 1,5 млрд. Євро в 2018 р. [5]. Також очікується збільшення ринку в інших регіонах, таких як Північна Америка та Азія [5]. Тофу, темпе, сейтан, мікопротеїн та текстурований рослинний білок є типовими замінниками м’яса на ринку. Інший тип замінника м’яса, високовологий м’ясний аналог (HMMA), поки що не є широко доступним на ринку; таким чином, HMMA буде фокусом цього дослідження. HMMA має бажану жувальну м’ясоподібну текстуру, яка разом з відповідними смаковими інгредієнтами може компенсувати споживання м’яса.

Переважна більшість м’ясних аналогів на європейському ринку виготовляється із сої, що імпортується, тоді як лише незначна частка виробляється з інших рослинних джерел білка, таких як горох або гриби. Цей імпорт сировини може потенційно зменшити стійкі переваги продуктів рослинного походження. Тому слід дослідити інші культури, які можна обробляти в широті, наприклад, насіння з конопель промислової (Cannabis sativa). Оптимізація процесу екструзії з метою поліпшення текстури HMMA є одним із найскладніших аспектів, коли мова йде про екструзійне приготування. Існує безліч усталених процесів екструзії та патентів на виробництво HMMA із використанням сої [6,7,8,9,10,11], але було проведено лише кілька досліджень рецептур на основі рослинних білків, відмінних від сої [12,13, 14].

Конопляний завод має багатогранні переваги у багатьох галузях виробництва [15]. У Європі коноплі в основному використовуються як джерело клітковини для виробництва біомаси, текстильної та канатної промисловості [15]. Однак зростає інтерес до використання насіння коноплі, що культивується, як сировини для виробництва продуктів харчування. Насіння конопель, побічний продукт використання клітковини для будівельної галузі, багатий жирами (25–35%, переважно ненасиченими жирними кислотами), білками (20–25%), харчовими волокнами (10–15%), вітамінами та мінерали [16].

Білок є найважливішим інгредієнтом у виробництві HMMA з використанням технології екструзії. Під час екструзії білок денатурується, розгортається, вирівнюється та зшивається завдяки зсуву, теплу, тиску та охолодженню (рис. 1), досягнутим у екструдері та охолоджувальній матриці, відповідно [17]. На остаточну текстуру HMMA впливають різні типи білкових зв’язків. Кілька факторів визначають взаємодію білка, такі як тип білка, параметри попередньої обробки та екструзії [17].