新蛋白食品风味研究现状与发展趋势

赵明霞^1,2,3，李诗渝^1,3，梁莉^1,3，

孙宝国^1,3，张玉玉^1,3*

¹老年营养与健康教育部重点实验室（北京工商大学）

²北京生命科技研究院有限公司

³北京工商大学  中国商业联合会味科学重点实验室

全球优质蛋白质供给不足已成为制约粮食安全与农业可持续发展的关键瓶颈，我国每年进口肉类超过600万吨、大豆超过1亿吨，蛋白质对外依存度高。开发替代性资源具有现实紧迫感。新蛋白食品涵盖植物基蛋白、微生物蛋白、细胞培养肉、昆虫蛋白及藻类蛋白五大类别，其产业化被视为缓解农业资源压力、保障粮食安全、践行“大食物观”的战略性路径。然而，新蛋白食品普遍具有与常规饮食差异显著的不良风味（如豆腥味、土霉味、酸败味等）严重降低消费者接受度，风味品质已成为制约其市场接受度的“最后一公里”。当前新蛋白食品风味研究面临风味物质组成数据库不完整、呈味机制解析不深入、风味设计系统性不足以及风味前体物质定向转化技术瓶颈等系列科学问题。本文旨在系统梳理五大类新蛋白食品的应用现状、典型不良风味特征、调控策略及技术进展，明确当前研究的关键挑战，展望未来风味研究的发展方向，为构建新蛋白食品风味“化学结构–感官属性–消费者偏好”协同理论体系、推动食品产业健康化与智能化转型提供思路。

本文采用文献调研与系统分析相结合的方法，以“新蛋白食品” “植物基蛋白” “微生物蛋白” “细胞培养肉” “昆虫蛋白” “藻类蛋白” “风味” “不良风味” “调控” “加工技术”等为中英文核心关键词，采用布尔逻辑组合进行主题字段检索，系统覆盖中国知网、Web of Science数据库，检索时间跨度为2010至2026年间近十五年的相关文献。同时，补充检索我国海关总署进出口数据、国家卫生健康委员会新食品原料审批公告、国内外监管机构的批准文件及行业团体标准。基于VOSviewer软件进行关键词共现分析，分别生成CNKI与Web of Science数据库的研究热点聚类图谱（图1和图2），可视化呈现中英文研究热点分布，以识别不同品类蛋白的研究集中度与演化趋势。在此基础上，从原料来源、加工方式、风味形成机制、分析检测手段、调控策略等维度，对五大类新蛋白食品的风味研究进行归纳比较，重点提炼各类食品的特征风味物质、呈味机制及典型不良风味的化学本质。在加工调控层面，分类综述物理法、化学法、生物法等预处理技术，以及高水分挤压、剪切纤维化、3D打印、非热加工、精准热加工等成型加工技术对风味生成、截留与释放的影响规律；同时归纳不良风味掩蔽和微胶囊、纳米乳液包埋等风味修饰手段。在分析技术层面，汇总气相色谱–质谱联用、全二维气相色谱–飞行时间质谱、气相色谱–嗅闻–质谱联用、感官评价、电子鼻、电子舌及分子模拟、机器学习等方法在新蛋白食品风味研究中的应用。最后，基于文献数据整合当前研究面临的关键挑战，并对未来从“不良风味去除”向“风味创新”的战略转型趋势进行分析。

在产业化进程方面，五类新蛋白食品的成熟度差异显著：植物基蛋白已形成规模化产品体系并实现商业量产；微生物蛋白和藻类蛋白已列入新食品原料目录并进入产业化应用；细胞培养肉已在新加坡、美国等国家获批上市，但我国仍处于实验室研发阶段；昆虫蛋白则因消费者接受度及风味双重制约，产业化进展相对滞后。

植物基蛋白以大豆、豌豆、鹰嘴豆等为原料，通过挤压蒸煮等蛋白重组技术模拟动物肉制品纤维结构，已形成汉堡肉饼、鸡块、植物奶等成熟产品线，是当前产业化程度最高的类别。微生物蛋白领域，酿酒酵母蛋白和镰刀菌蛋白已列入我国新食品原料目录，美国食品药品监督管理局（FDA）、新加坡食品局（SFA）等国家相关机构已批准多种真菌来源微生物蛋白。细胞培养肉在新加坡、美国、以色列等国家已批准上市，我国仍处在实验室规模培养与成本优化阶段。昆虫蛋白的饲料转化效率优于传统畜禽，但消费者接受度同时受文化观念及风味特征双重制约。藻类蛋白中，螺旋藻、小球藻蛋白质含量可达70%，且富含多种活性物质，但不良风味严重制约其食品化应用。

各类新蛋白食品的风味品质由原料化学组成与加工条件共同决定。植物基蛋白在热加工中通过美拉德反应等生成吡嗪类、含硫化合物及呋喃酮，赋予产品焙烤香与肉香，发酵处理则产生酮类及酯类，贡献奶香与果香。豆腥味源于脂氧合酶介导的不饱和脂肪酸酶促氧化，生成己醛、(E)-2-己烯醛、1-辛烯-3-醇及2-戊基呋喃等，非挥发性苦涩感则来自大豆皂苷、多酚及疏水性苦味肽三重协同作用。微生物蛋白因富含游离氨基酸和呈味核苷酸赋予鲜味与肉汤感，其热加工美拉德反应生成吡嗪、呋喃及含硫化合物贡献坚果香与烘烤香，但放线菌等污染菌的次级代谢产物土臭素和2-甲基异莰醇可导致土霉味，同时不饱和脂肪酸自动氧化产生己醛、壬醛等酸败味物质。细胞培养肉因干细胞富集谷氨酸、天冬氨酸及肌苷酸而具备鲜味基础，但因其缺乏脂肪组织、肌红蛋白及宰后成熟过程积累的美拉德反应前体物，呈现典型“风味缺失”，主要表现为熟肉香气强度显著低于传统肉制品。昆虫蛋白富含游离氨基酸和还原糖，热加工经Strecker降解生成吡嗪、吡咯等杂环化合物，贡献坚果香与烤香；其外“骨骼”所含甲壳素虽无挥发性，但在高温热加工或酶解中可降解为挥发性含氮化合物，构成特征性不良风味。藻类蛋白是长链多不饱和脂肪酸及二甲基硫醚等挥发物的初级合成来源，在海鲜风味基料开发中具独特价值，但不同品种间呈味差异显著：小球藻呈青草味与蔬菜味，螺旋藻呈特征霉味。

在风味分析与设计方面：全二维气相色谱–飞行时间质谱与气相色谱–嗅闻–质谱联用技术的结合，实现了复杂基质中香气活性化合物的精准识别；分子对接与动力学模拟技术揭示了风味物质与食品蛋白基质的互作机制：豆腥味物质可通过氢键和疏水作用与血红蛋白结合，结合位点主要位于蛋白的疏水空腔。该相互作用在加热过程中能显著降低豆腥味成分含量，从而有效改善植物肉的风味品质；同时，已解析的呈味肽与味觉受体TAS1R1/TAS1R3的结合模式，阐明了N-琥珀酰-L-酪氨酸可同时结合多种味觉受体，为减盐增味剂设计提供结构依据；在设计层面，机器学习方法已初步实现风味分子的主动生成，包括甜味、咸味、鲜味肽的从头设计以及奶味替代物的智能创制，并经感官评价或脑电图神经响应验证其有效性。

加工过程的风味调控贯穿原料预处理、成型加工与风味修饰三阶段。预处理层面，超临界CO₂萃取可有效脱除脂质及氧化产物，降低豆腥味强度；过热蒸汽处理可钝化脂氧合酶活性，阻断豆腥味生成；酸碱调控pH值可改变蛋白构象及风味物质结合状态；酶解与发酵实现了苦味肽进一步降解或豆腥味物质转化为香气前体。成型加工中，高水分挤压形成的致密交联网络可物理截留风味物质，但需在美拉德反应产生香气与热劣变之间取得平衡；剪切纤维化以较低热负荷构建均匀纤维网络，减少香气损失；3D打印实现风味空间分布与释放曲线的编程化设计；非热加工保留热敏性香气化合物；新型能量场凭借体积产热实现精准温度场控制，促进定向美拉德反应。风味修饰方面，香辛料活性成分通过嗅觉掩蔽与氧化抑制双重途径降低不良风味感知强度，微胶囊与纳米乳液实现风味物质的控释与氧化保护，延长货架期风味稳定性。

本文系统梳理了五大类新蛋白食品的风味物质基础、调控策略与技术进展。五大类新蛋白食品的风味品质由其化学组成与加工条件共同决定，特征风味的形成依赖美拉德反应、Strecker降解及微生物代谢等路径，不良风味则主要源于酶促脂质氧化、微生物次级代谢、不饱和脂肪酸自动氧化及甲壳素热解等不同化学机制。现有分析检测技术已实现对关键风味物质的有效鉴定，分子模拟与机器学习方法为风味物质与受体的互作机制解析及数据驱动设计提供了新工具。加工调控手段覆盖原料预处理、成型加工与风味修饰全链条，可在一定程度上实现风味的定向调节。

该领域仍面临若干关键科学挑战：其一，新蛋白食品中关键风味物质研究相对缺乏，形成机理尚不明确，现有数据库存在局限性，且缺乏动态变化的数据库；其二，风味物质在人体消化道内的代谢转化规律及其通过“肠-脑轴”等多途径系统性调控机体代谢与免疫的机制研究较少，导致“美味与健康”新蛋白食品的精准设计与系统构建缺乏坚实的理论支撑；其三，新蛋白食品的风味设计仍高度依赖经验积累与随机调配，缺乏系统性的理论指导，亟需建立融合“化学结构-感官属性-消费者偏好”的协同理论框架；其四，风味前体物质转化机理不明，相应的定向转化技术较为缺乏，风味物质从原料到产品的迁移与转化规律不明确，其与营养、安全等多维品质的协同调控机制亦未建立，亟需建立加工参数与风味演变的量化构效关系。

针对上述瓶颈，新蛋白食品风味研究需实现从“不良风味去除”向“风味创新”转换，借助人工智能、合成生物学与感知神经科学的深度交叉融合，构建“化学结构-感官属性-消费者偏好”协同理论体系，推动新蛋白食品研发从“经验驱动”向“需求引领”的根本性转变，实现风味的精准定向设计。