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年11月15日,联合国宣布全球人口总数达到了80亿,自年以来增加了10亿,自年以来增加了20亿,全球人口正在爆炸式增长,预计未来30年世界人口将增加近20亿,从目前的80亿增加到年的97亿,并可能在年代中期达到近亿的峰值。
全球对作为蛋白质来源的肉类需求正在稳步增长,在过去的50年里,肉类产量增加了三倍多。每年有亿只动物被屠宰以获取肉类。纵观全球,人均每年消耗近43公斤的肉类。人口以及对肉类营养需求的快速增长将会造成年及以后可用肉类蛋白的短缺。因此寻找合适的替代蛋白尤为重要。
“变废为宝”--酵母菌缓解蛋白短缺危机
酵母菌以农业、林业和工业的废物为食物,通过发酵、纯化、干燥等一系列的操作,可以制成酵母单细胞蛋白(SCP)。相比较于植物或动物蛋白的获得,SCP生成时间短,成本更低。酵母菌可利用的底物也非常丰富多样,比如果蔬废渣,污泥、废水,奶酪乳清、甘油等。
酵母菌广泛存在于自然环境中,迄今为止,仅有1%(大约种)的酵母被发现。不同酵母菌种在利用不同废物基质发酵时,所产生的蛋白质含量存在很大的差异。比如产朊假丝酵母利用色拉油废水发酵产生的蛋白质含量为26%,但是假丝酵母在以虾壳废料为发酵底物时,产生的蛋白质含量却高达70%。同时相同的酵母菌种在利用不同废物基质发酵时,所产生的蛋白质含量也存在明显的区别,以酿酒酵母为例,发酵经处理的酒厂污泥所产生的蛋白质含量与发酵糖蜜所产生的蛋白含量相差20%,分别为33%和53%。
不同酵母种类从特定废物基质中产生的酵母蛋白含量,食研汇整理
酵母菌生产效率很高,对公斤的酵母、大豆、牛进行培养24小时,分别可产生公斤、10公斤、1公斤的蛋白质产量。随着农田面积的减少、畜牧业污染物排放问题以及人口数量的增加,使用酵母蛋白作为替代蛋白或许可以解决重大的经济和环境问题,保护人们免于饥饿和保护地球免遭破坏。
高质量蛋白来源
1)蛋白质含量丰富
目前所发现的酵母菌中,蛋白质含量约为29%~65%(干基),相当于(甚至优于)肉类和大豆中的蛋白质含量,高于牛奶中的蛋白质含量。
不同来源平均蛋白质含量,以干基计/图源:参考文献1
2)消化率高
酵母蛋白的蛋白质消化率校正氨基酸得分(PDCAAS)为1,高于大豆蛋白(0.8),与乳清蛋白得分相当。
3)包含所有必需氨基酸
根据粮农组织的建议,酵母蛋白包含所有必需氨基酸,是一种完整的高质量蛋白质。在酵母蛋白氨基酸组成中,异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸和缬氨酸的含量高于FAO/WHO对人类饮食的要求。克酵母中平均含有47克蛋白质,几乎相当于成人每日推荐摄入量的%(50克)。此外,酵母蛋白支链氨基酸(亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸)含量丰富,可以应用到运动恢复营养产品中。
酵母蛋白的氨基酸组成/图源:参考文献1
4)维矿物质的良好来源
酵母蛋白粉是常量元素(钙、磷、锌)、微量元素(硒、铬)和复合维生素B的良好来源。有一些酵母还可以产生其他维生素,比如金黄色隐球酵母产生维生素C、解脂耶氏酵母产生维生素E、产朊假丝酵母产生麦角固醇(维生素D的前体)。此外酵母蛋白不含麸质,对过敏人群友好。
可持续,环境友好
虽然反刍动物肉为人类提供了宝贵的蛋白质,但是畜牧业生产对环境有许多负面影响,尤其是在森林砍伐、温室气体排放、用水和富营养化方面。
与动物蛋白相比,酵母蛋白相对更加环保。根据《自然》杂志的一项模型研究发现,到年用发酵产生的微生物蛋白替代20%的全球牛肉消费量可以使每年的森林砍伐和相关的二氧化碳排放量减半(56%),同时还可以降低甲烷排放量。
与植物蛋白相比,酵母蛋白所需耕地少,季节性和气候因素不会对其产生影响,而且还避免了杀虫剂或抗生素的使用。
酵母蛋白的出圈之路
Alliedmarketresearch数据显示,年全球真菌蛋白(酵母蛋白和镰刀菌蛋白)市场规模为1.亿美元,预计到年将达到3.亿美元,年到年的复合年增长率为9.5%。年,酵母蛋白占真菌蛋白总量的一半以上市场份额。消费者购买优质和环保产品的意愿增加,为未来几年真菌蛋白市场的增长提供机会。
天然来源的酵母蛋白,由于其清洁标签的优势,对食品制造商来说很有利用价值。对于素食者,酵母蛋白也是个非常不错的选择,酵母蛋白可以添加到素食产品中,比如肉类和奶酪替代品。一项研究显示,78%的法国和德国素食者表示酵母蛋白可以提供良好的营养平衡,此外,酵母蛋白还可以作为乳化稳定剂,风味增强剂和维生素载体应用于食品中。
1)原料企业不断推新
拉曼推出酵母蛋白Engevita?HiPRO,来自酿酒酵母属,具有温和的坚果味,高蛋白非活性酵母(55%),不含大豆和麸质。可以应用在为终端消费者提供的冰沙和免费调味料中,也可以被食品企业用于各种包装食品中,以提高蛋白质质量和含量。
乐斯福HumanCare部门推出酵母蛋白LynsideProteYn,包含所有必需氨基酸,包括支链氨基酸,高消化率,富含微量元素(维生素B、铁、锌、钙、镁、磷、钾等),非转基因,不含过敏原,不含蛋白质酶抑制剂、植酸盐等抗营养因子,不含杀虫剂或抗生素,对环境影响较小,是一种可持续的蛋白质。
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安琪酵母推出酵母蛋白AngeoProF80,含有超过75%的蛋白质,营养全面,环境友好,是一种可持续蛋白。
总部位于爱沙尼亚的ProProtein公司从酵母中生产牛酪蛋白,这家公司尝试生产四种所有的亚型,as1-酪蛋白、as2-酪蛋白、β-酪蛋白和k-酪蛋白。他们将奶牛的酪蛋白生产基因插入酵母基因组,然后发酵、离心、过滤、喷雾干燥,最终制造出不含动物成分的酪蛋白,该项技术与传统乳蛋白相比,所需的水和能量最多可减少98%和65%,并且产生的二氧化碳减少84%,污染物减少92%。
2)成品端企业也在不断加速
联合利华计划在未来几年探索“无乳”冰淇淋产品组合。采用精密发酵技术,用酵母和真菌等物质在容器中生产牛奶蛋白。如果成功,联合利华将成为第一家使用“实验室培养奶(lab-grownmilk)”制作冰淇淋的大型食品公司。
以色列初创公司FFW倡导将酵母作为主要的蛋白质来源,并开发了一款基于酵母的高蛋白产品鸡肉条,以帮助消费者减少肉类消费。
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SUSTYFOODS推出一款营养酵母蛋白奶昔,使用加拿大非转基因营养酵母发酵制成,添加赤藓糖醇和甜菊糖,不含容易引起粉刺、胀气的成分,比如乳糖、大豆等,对胃和皮肤敏感的人友好。
图源:SUSTYFOODS