在最近发表在npj Science of Food上的一项研究中，研究人员回顾了替代蛋白质来源对健康的好处以及与它们的生产相关的挑战。

对替代蛋白质来源的需求

到2050年，全球人口预计将接近97亿，因此确保充足和可持续的营养食品生产仍然至关重要。对蛋白质的需求尤其令人担忧，因为牲畜等传统来源的蛋白质不足，而且会严重导致温室气体(GHG)排放。

扩大农业以满足预期的蛋白质需求将不可避免地威胁生物多样性并加速环境退化。因此，在改善替代蛋白(AP)产品的外观和质地方面进行了大量投资，使其更接近动物性产品。

AP市场目前包括植物、昆虫和微生物衍生的蛋白质来源，以及养殖肉类和海鲜产品。2023年，AP市场规模估计为153亿美元，预计到2030年将达到265亿美元。

虽然AP为环境和健康问题提供了有希望的解决方案，但它们面临着一些挑战，包括消费者接受度、高生产成本和监管问题。尽管人们对AP的兴趣越来越大，市场潜力也越来越大，但该行业必须克服这些障碍，才能在未来成为可持续的、被广泛接受的蛋白质来源。

环境效益及影响

与传统畜产品相比，AP具有显著的环境效益。培育高蛋白植物和微生物，以及养殖昆虫，除了减少对土地和水的需求外，还能显著减少温室气体排放。

例如，以植物为基础的蛋白质生产比畜牧业排放的温室气体少40-100倍，使用的土地少20-50倍。养殖粉虫等昆虫的温室气体排放量也比畜牧业少75倍，占地面积少102倍，用水量少35倍。基于微生物的蛋白质来源特别有效，因为与传统蛋白质来源相比，它们使用的土地少了2000倍。

尽管有这些优势，但由于其早期发展阶段以及当前技术对能源和资源的高需求，培养肉的环境影响尚不清楚。因此，需要不断更新和评估，以尽量减少AP的潜在环境影响。

AP生产的挑战

APs的生产面临着一些挑战，特别是由于分子和物理化学的差异，在复制传统蛋白质的味道、质地和营养特征方面。因此，植物和昆虫蛋白质通常需要大量加工才能达到相似的质地。

高温挤压是制造肉类类似物的一种常用方法，它是能源密集型的，可能无法完全复制真正肉类的感官体验，因此导致这些产品经常被认为是干燥或纤维状的。此外，虽然真菌蛋白等微生物蛋白可能与动物性产品非常相似，但它们仍需要进一步开发以类似于这些感官特征。

目前的养殖肉生产技术在经济上不适合大规模生产。此外，在这些过程中使用的生物反应器需要精确的条件来防止污染并确保一致的质量。

风味和营养成分

AP本身具有不同于动物产品的独特风味，包括一些植物蛋白的豆类味或昆虫蛋白的泥土味，这些味道很难掩盖。虽然可以在这些产品中加入调味剂，但消费者往往更喜欢添加剂较少的产品。

与动物蛋白相比，AP通常具有不同的氨基酸谱，甚至可能缺乏赖氨酸等必需氨基酸。同样，一些AP，特别是那些来自昆虫或微生物的AP，根据物种和加工方法具有不同的营养成分。

许多消费者仍然对与AP相关的健康益处持怀疑态度，特别是因为一些产品被归类为超加工食品。确保这些产品营养丰富、安全，并且在味道和质地上与传统蛋白质相当，这对它们被更广泛地接受至关重要。

结论

未来的趋势和机遇包括蛋白质来源的多样化，如藻类、海藻和水生植物，因为它们生长迅速，蛋白质含量高。

超临界流体萃取和高压处理等技术可以改善蛋白质的提取。随着基因编辑和发酵技术的发展，养殖肉类和海鲜生产正在向前发展。

然而，挑战仍然存在，例如确保安全性，减少过敏原性，以及了解APs对肠道微生物群的健康影响。提高AP生产的成本效率，推进当前的分析方法，制定明确的指导方针以确保消费者安全，也需要支持AP行业的未来增长。