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【熱點應用】未來食品之替代乳品:健康與環保的新選擇
隨著健康與環保意識的提高,替代奶在全球范圍內需求猛增。根據ResearchAndMarkets的報告 “Dairy Alternatives – Global Strategic Business Report":2023 年,全球乳制品替代品市場規模約 356 億美元,預計到 2030 年將達到 753 億美元,2023 年至 2030 年的復合年增長率為 11.3%。中國的替代乳品市場同樣表現強勁,2023年市場規模已超過700億元人民幣,并以兩位數的速度增長。消費者對健康、低碳和動物福利的需求,使植物奶、精準發酵奶等產品成為乳制品的有力替代品。
在替代奶市場中,幾家全球品牌不斷推動著行業的發展。瑞典的**Oatly**是燕麥奶領域廠商。通過其加工技術,使燕麥奶在口感、營養及環境可持續性方面均表現出色,成為低碳生活方式的代表。美國的Perfect Day在精準發酵技術方面擁有優勢,利用基因工程在微生物中生產乳蛋白,從而生產出在口感和營養上接近傳統牛奶的替代產品。在中國,乳糖不耐受現象的普遍性進一步推動了替代奶市場的發展。新老品牌紛紛入局,發展迅速,既包括椰樹、養元、露露等老牌植物蛋白品牌,也有蒙牛、伊利等企業跨界加入。
那替代奶與傳統牛奶相比,有什么差異呢?這里我們以幾種常見的植物奶為例,看一看他們的主要差異。
01丨粒徑
牛奶在生產過程中需要進行均一化處理以提高穩定性,在均一化的過程中,大顆粒的乳脂球從1-15 µm減小到1-2 µm,從而減少乳液分層沉淀,延長質保期。同時牛奶中的酪蛋白顆粒(0.05 µm - 0.25 µm)也有助于提高乳脂球的穩定性。在牛奶均一化的過程中,檢測乳脂球的大小和酪蛋白的占比對于生產穩定的產品至關重要。圖1中,使用馬爾文帕納科的Mastersizer激光粒度儀測量發現,牛奶中大部分的顆粒小于10 µm,隨著牛奶的脫脂程度越來越高,大顆粒的脂肪占比越小。
圖1. 全脂、半脫脂、脫脂牛奶的粒徑分布。小于0.25 µm以酪蛋白顆粒為主,1-2 µm是乳脂球,大于10 µm的是聚集的乳脂顆粒。
圖2. 豆奶和燕麥奶的粒徑分布。
從圖2中可以看到豆奶和燕麥奶的粒徑分布與牛奶相比,大顆粒更多,人類的舌頭能很好的分辨顆粒大小,小于30 µm的顆粒口感更絲滑,而大于30µm口感像奶油。所以植物奶與牛奶口感上會有顯著不同。
圖3. 杏仁奶、榛果奶、椰奶粒徑分布。
圖3中顯示杏仁奶、榛果奶、椰奶的粒徑分布與豆奶和燕麥奶的一樣,與牛奶相比,大顆粒更多。其中椰奶的粒徑分布與牛奶更類似一些:以小于10µm的顆粒為主。所以從口感上來講,椰奶更接近傳統牛奶。
02丨穩定性
通過馬爾文帕納科Zetasizer納米電位儀的測量,牛奶和植物奶的Zeta電位比較接近,都在-15 ~ -20 mV附近,往往都需要添加親水膠體如羅望子膠、黃原膠、結冷膠等,以增加產品穩定性。
馬爾文帕納科分析技術在替代乳品
營養價值與安全性保障中的應用
在替代奶的研發和質量控制過程中,營養成分的精確檢測和產品的安全保障至關重要。馬爾文帕納科的多款儀器在此方面提供了先進的分析技術支持:
在替代奶產品的質地和營養性方面,顆粒大小對口感和吸收效率有重要影響。Mastersizer激光粒度儀可測量替代奶顆粒的大小分布,幫助研發團隊調整顆粒的大小,以確保產品的一致性、穩定性和適口性。通過控制植物奶和精準發酵奶顆粒的粒徑,可以實現更均勻的營養分布,并避免因顆粒過大引起的分層或沉淀。
可檢測替代奶中的納米顆粒和Zeta電位,以分析其穩定性和分散性,避免分層或沉淀現象,確保替代奶中各營養成分的分布一致性,使產品在長期儲存中更加穩定。
可用于分析替代奶中脂肪和蛋白質的熱穩定性,確保產品在不同溫度下保持穩定,尤其是耐熱性高的替代奶更適合物流和儲存。此外,DSC還可幫助分析植物蛋白的熱力學性質,為營養添加劑和配方優化提供支持。
XRF作為一款快速、非破壞性的元素分析儀器,能夠精準檢測替代奶中的礦物質和微量元素含量。對于鈣、鎂、鐵等關鍵營養元素,XRF可以確保每批產品的營養成分符合標準,滿足消費者的健康需求。同時,XRF還能夠檢測重金屬等有害元素,幫助生產商及時發現和解決潛在的安全隱患。
結
論
Conclusion
在乳糖不耐性、營養需求和環保意識的驅動下,替代奶市場正處于快速發展中。隨著精準發酵和植物基產品的技術不斷進步,預計到2030年,將有更多安全、健康的替代奶產品滿足消費者需求。馬爾文帕納科的設備,如Mastersizer、Zetasizer、MicroCal DSC和XRF,將繼續在替代奶的研發和質量控制中發揮關鍵作用。通過精確的檢測和分析,這些儀器幫助企業確保營養成分和產品安全性,為消費者帶來更健康、環保的飲食選擇。