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可食用昆虫成分:可持续蛋白质

了解纹理昆虫蛋白如何将传统食谱(包括昆虫肉酱)转变为可持续的食物来源。

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图1 - 蟋蟀体内主要大分子分解图。图片来源:Lee Cadesky (C-fu Foods)。经典的肉酱:番茄、牛肉末……还有昆虫?C-fu Foods和One Hop Kitchen的首席运营官和首席执行官Lee Cadesky和Eli Cadesky兄弟正在通过发明一种纹理昆虫蛋白(简称“TIP”)来彻底改变肉酱的含义。TIP,原名“C-fu”,最初是2014/2015年“思想为了食物”(TFF)挑战赛的产品开发参赛作品,该挑战赛是一项旨在解决粮食安全问题的国际大学级别竞赛。在康奈尔大学读研究生期间,Lee与同事Dan Caticha和Rachel Saputo合作,实现了一个想法,这个想法源于他在西雅图一家餐厅吃了一碗墨西哥风味的chapulines(烤蟋蟀加大蒜、辣椒和青柠)之后。“蛋白质转化对食品科学家来说非常重要,它会受到许多不同因素的影响,”Lee在TFF挑战赛的博客文章中写道。“蛋白质构成了我们喜爱的许多食物。汉堡包、煎蛋、鱼糜、奶酪、豆腐、面条和面包都是通过巧妙地操纵蛋白质来形成理想结构而制成的。蛋白质对食品配方设计师来说真是一个宏伟的沙盒。奶酪和豆腐是成功的,为什么不用昆虫做同样的事情呢?”[1]

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图2 - 骨骼肌结构。肌纤维被脂肪和结缔组织网络(肌内膜、肌束膜和肌外膜)包围。肌纤维由细长的细胞组成,这决定了其丝状质地[2]。图片来源:Pour La Science,No. 276,2000年10月。正如Lee所提到的,食物中存在许多不同的成分,这些成分决定了结构的稳定性。TIP旨在作为肉类、乳制品和鸡蛋的替代品,旨在模仿使食物成分保持其形状的结构。肉类、乳制品和鸡蛋都依赖蛋白质和脂肪来构建其结构和质地。例如,典型的骨骼肌由大约90%的肌纤维和10%的肌内结缔组织和脂肪组成(图2)。同样,乳制品也依赖蛋白质和脂肪来构建其结构;例如,许多奶酪和酸奶以酪蛋白和脂肪球的基质形式存在[3]。

图3 – 水包油乳状液。图片来源:GCSE Chemistry。最后,蛋黄含有两种主要成分,称为血浆和颗粒,其中血浆主要含有脂质,颗粒主要含有蛋白质。两者都有助于鸡蛋作为乳化剂和稳定乳化食品的能力[4]。蛋黄有助于蛋黄酱和冰淇淋等食品中稳定结构的形成。通过作为表面活性剂,蛋黄使通常不会混合的液体(如油和水)形成稳定的乳状液,并且不会分离[5]。这是由于蛋黄中磷脂的两亲性性质,意味着它们既有亲水部分也有疏水部分。疏水尾部将自身定向到油滴中,亲水头部朝外,减少油和水之间的表面张力,并允许油分散成小液滴(图3)[6]。

图4 - TIP 可用于替代肉类、乳制品和鸡蛋。图片来源:Cfufoods.com。因为蟋蟀等活体物质中存在类似类型的大分子(图1),所以TIP可以替代肉类、乳制品和鸡蛋。TIP的含水量和蛋白质含量与牛肉末(平均含水量约为60%,每磅蛋白质77克[7])大致相同,可以很容易地替换到许多食谱中。Lee和他的团队已经制作了无数种TIP产品,从汉堡到肉酱,从饼干到冰淇淋(图4)。Lee还通过可溶性蟋蟀粉进一步扩大了产品范围,用于蛋白质粉和烘焙食品等产品。Lee希望昆虫食(以昆虫作为食物来源)未来会继续流行。因为TIP是从昆虫中提取的蛋白质,而不是昆虫本身,所以它也已被证明更容易被那些可能不愿完整食用昆虫的消费者所接受。此外,TIP还有潜力彻底改变食品行业。养殖昆虫比动物使用更少的土地和资源,并产生更少的温室气体。具体来说,一磅TIP与一磅牛肉相比,所需饲料减少5倍,用水量减少200倍,温室气体排放减少23倍。形象地说,One Hop Kitchen的TIP肉酱半杯与同等量的传统牛肉肉酱相比,可节省约10公里的行驶里程排放和300升/80加仑的水。此外,一磅TIP的维生素B12含量也比牛肉多2-3倍[8]。TIP还可以帮助解决饥饿和粮食安全问题。根据Dan Caticha的计算,一个罗德岛大小的面包虫农场可以养活20亿人,这是预计到2050年人口增加的数量[9]。根据罗德岛面积约1200平方英里,每人每天需要3.3盎司肉,每英亩土地可生产约165磅牛肉[10]的事实,一个同等大小的养牛场可以养活约6.144亿人。这意味着相同土地面积上的牛肉生产只能养活可以通过昆虫养活的20亿人的30.7%。而且这还没有考虑到昆虫的成熟和周转率比牛快得多,这意味着在更短的时间内可以生产更多的世代。TIP不仅营养丰富,而且它也是一种可持续的食物来源,可以用最少的资源生产。现在,这根本不会困扰我们!参考文献

  1. Cadesky, Lee. “The Story Behind C-fu.” TFF Challenge, 2014年12月9日, http://www.tffchallenge.com/posts/post-list/c-fu/?page=3. 2016年8月12日访问。

  2. Listrat, Anne. “How Muscle Structure and Composition Influence Meat and Flesh Quality.” ScientificWorldJournal, 2016年2月28日, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4789028/. 2016年8月10日访问。

  3. Schultz, Forrest.“食品科学:乳制品。”科学奥林匹克。威斯康星大学斯托特分校,梅诺莫尼,威斯康星州。2016年。讲座。

  4. Anton, Marc. “Egg Yolk: Structures, Functionalities, and Processes.” Wiley Online Library, 2013年7月9日, http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/jsfa.6247/full. 2016年8月10日访问。

  5. McKee, Shelly. “Egg as a Functional Emulsifier.” American Egg Board. 奥本大学,奥本,AL。讲座。

  6. Wang, Guang. “Functionality of Egg Yolk Lecithin and Protein and Functionality Enhancement of Protein by Controlled Enzymatic Hydrolysis.” Iowa State Univesity, 2007, http://lib.dr.iastate.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=16092&context=rtd. 2016年8月28日访问。

  7. “Ground Beef Calculator.” United States Department of Agriculture, http://ndb.nal.usda.gov/ndb/beef/show. 2016年8月29日访问。

  8. Cadesky, Lee. “Re: Science and Food Article.” 发送给 Ashton Yoon 的消息。2016年8月15日。电子邮件。

  9. Caticha, Dan. “What Would it Take to Feed 2 Billion New People?” TFF Challenge, 2014年12月10日, http://www.tffchallenge.com/posts/text/detail/582/. 2016年8月12日访问。

  10. “Beef Industry “Factoid” Fighter.” Beef.org, www.beef.org/uDocs/Factoid%20Fighter%20Revisions%2011-03-03.doc. 2016年8月29日访问。


Ashton Yoon 在加州大学洛杉矶分校获得环境科学学士学位,目前正在攻读食品科学研究生学位。她最喜欢的消遣是在厨房里尝试新食谱和烹饪技术。阅读更多 Ashton Yoon 的文章

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