除了需滿足監(jiān)管要求外,，生產(chǎn)高品質(zhì)植物基產(chǎn)品還需進(jìn)行必要的近似分析測(cè)試。對(duì)原材料,、生產(chǎn)過(guò)程中及最終產(chǎn)品的水分,、脂肪、蛋白質(zhì)和灰分含量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定,，對(duì)于在制造階段適時(shí)調(diào)整產(chǎn)品至關(guān)重要,。盡管外部實(shí)驗(yàn)室通過(guò)精細(xì)的方法分析可提供可靠結(jié)果，但由于耗時(shí)較長(zhǎng),，在產(chǎn)品急于上市的情況下,，時(shí)間成本顯得尤為昂貴。

水分

水分含量對(duì)于口感,、保質(zhì)期以及許多產(chǎn)品的一致生產(chǎn)至關(guān)重要,。由于許多替代蛋白選項(xiàng)旨在復(fù)制傳統(tǒng)基于肉類的產(chǎn)品，因此模仿動(dòng)物肉的一致質(zhì)地極為重要,。此外,，正確的水分含量確保了更長(zhǎng)的保質(zhì)期，有助于市場(chǎng)可行性,。水分分析是一個(gè)簡(jiǎn)單過(guò)程,，在傳統(tǒng)測(cè)試中沒(méi)有太多變化。現(xiàn)有方法非常適合新的和新奇的替代產(chǎn)品,；無(wú)論是使用烘箱法進(jìn)行批量干燥,，還是使用鹵素或 IR 水分天平在 10-20 分鐘內(nèi)獲得結(jié)果，或者像 CEM 的 SMART 6™ 這樣的微波/IR干燥,，在 2 分鐘內(nèi)獲得結(jié)果，基本方法保持不變,。從樣品中去除水分含量,，然后確定差異。方法理論之間主要的區(qū)別是所需的時(shí)間和結(jié)果的精確度,。來(lái)自 SMART 6 的結(jié)果,，一種 2 分鐘的水分測(cè)試，呈現(xiàn)在表1-4（見文末）中,，并與傳統(tǒng)的參考方法如 AOAC 950.46 和 934.01 進(jìn)行了準(zhǔn)確性比較,。精度可以通過(guò)重復(fù)樣本或范圍看出。

灰分

為了模擬動(dòng)物肉的感官體驗(yàn),，植物基肉類中添加了粘合劑,、礦物質(zhì)、鹽,、調(diào)味料和色素,，這些添加劑通常占產(chǎn)品總成分的 0-15%,。¹隨著對(duì)口感和質(zhì)地改進(jìn)的持續(xù)研究與開發(fā)，測(cè)定新成分添加后剩余的無(wú)機(jī)材料百分比灰分變得必要,。采用如 Phoenix BLACK™ 這樣的微波爐式馬弗爐,，能夠快速升溫，使企業(yè)能在一個(gè)系統(tǒng)中使用多種溫度,，避免了長(zhǎng)時(shí)間加熱,。Phoenix BLACK™ 的獨(dú)牛寺設(shè)計(jì)在于其腔體內(nèi)的氣流，配合 CEM 石英纖維坩堝使用,，可以顯著減少燒灰所需的時(shí)間,。如同水分測(cè)試一樣，傳統(tǒng)的燒灰程序可以很好地應(yīng)用于替代肉制品的測(cè)試,。然而,，在面對(duì)更為復(fù)雜的技術(shù)挑戰(zhàn)，如脂肪和蛋白質(zhì)測(cè)試時(shí),，我們可能會(huì)遇到各種難題,。

脂肪

植物基肉類替代產(chǎn)品通常天生脫脂，其脂肪含量較動(dòng)物衍生產(chǎn)品為低,。因此,，在加工過(guò)程中需添加脂肪或油分。這種添加對(duì)纖維結(jié)構(gòu)的形成影響深遠(yuǎn),，可能導(dǎo)致擠壓過(guò)程中的問(wèn)題并對(duì)大分子排列產(chǎn)生不利影響,。²此外，植物基脂質(zhì)的熔融特性,、化學(xué)組成,、飽和度、鏈長(zhǎng),、分子性質(zhì)及整體性質(zhì)與動(dòng)物來(lái)源的脂質(zhì)存在顯著差異,，¹這增加了另一層復(fù)雜性。盡管如此,，脂肪仍是健康,、均衡飲食的重要組成部分。脂肪是人體無(wú)法自行產(chǎn)生的必需脂肪酸的來(lái)源,，同時(shí)還是吸收維生素 A,、D 和 E 等必需維生素的必需品。油脂還能增強(qiáng)風(fēng)味,、質(zhì)地和口感,，這對(duì)消費(fèi)者偏好產(chǎn)生極大影響。由于油脂是一種成本較高的成分，對(duì)最終產(chǎn)品有很大影響,，因此嚴(yán)格控制其含量對(duì)于管理成品的總成本以及最終的利潤(rùn)至關(guān)重要,。

傳統(tǒng)動(dòng)物肉類擁有悠久的驗(yàn)證歷史，有大量數(shù)據(jù)支持已定義的方法,。這些脂肪分析方法包括經(jīng)典的索氏提取參考方法和通過(guò)先進(jìn)技術(shù)如  NIR,、X  射線和 NMR 進(jìn)行的快速校準(zhǔn)方法。

蛋白質(zhì)

在比較傳統(tǒng)肉類與其植物基替代品時(shí),，營(yíng)養(yǎng)密度是兩者之間最大的差異所在,。為了提高植物基肉類替代品的總蛋白含量，生產(chǎn)商必須利用水解,、發(fā)酵,、分離和提取的植物蛋白產(chǎn)品。這些經(jīng)過(guò)深度加工的蛋白產(chǎn)品的添加可能會(huì)影響味道,、氣味,、外觀和質(zhì)地。³這也正是準(zhǔn)確和可重復(fù)測(cè)試的重要性所在,。在經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的 Udy 染料結(jié)合法的基礎(chǔ)上,，CEM 創(chuàng)造了全自動(dòng)化快速蛋白分析儀 Sprint^®。通過(guò)使用一種只與蛋白質(zhì)相互作用的染料結(jié)合分子,，而非游離氨基酸或非蛋白氮,，Sprint 不僅能夠?yàn)橹参锘称返脑咸峁└鼫?zhǔn)確的蛋白結(jié)果，也能夠?qū)^(guò)程中和最終產(chǎn)品本身進(jìn)行測(cè)定,。

植物基替代產(chǎn)品的另一個(gè)發(fā)展階段是對(duì)質(zhì)量控制測(cè)試的需求增加,，如金屬探測(cè),。像 Prop 65 這樣的立法旨在更好地調(diào)整食品和其他消費(fèi)品中的重金屬測(cè)試。這為消費(fèi)者提供了安心,，確保他們食用的食品是安全的,。然而，對(duì)于植物基替代產(chǎn)品的制造商來(lái)說(shuō)，這可能是一把又又刃劍,。例如,，魚中的汞含量一直是一個(gè)長(zhǎng)期關(guān)注的問(wèn)題。植物基產(chǎn)品旨在減少汞的問(wèn)題,，同時(shí)減輕商業(yè)捕魚對(duì)環(huán)境的影響,，但眾所周矢口，植物會(huì)從地面吸收金屬,。因此,，與動(dòng)物基產(chǎn)品相比，植物基產(chǎn)品可能具有更高的金屬本底水平,。更進(jìn)一步,，制造商可能會(huì)引入某些成分和添加劑，這些成分可能會(huì)貢獻(xiàn)這些升高的水平,，所有這些都是為了改變最終產(chǎn)品的外觀或味道,，使消費(fèi)者從傳統(tǒng)肉類過(guò)渡到植物基替代品更加容易。

處理 FDA 及其他立法要求可能較為復(fù)雜,。CEM 一直是 AOAC 和 FDA 傳統(tǒng)食品樣品制備和分析方法的關(guān)鍵合作者和參與者,。MARS 6™ 微波消解系統(tǒng)和協(xié)議被 AOAC 方法 2015.01 和 FDA EAM 方法 4.7 引用。作為行業(yè)令頁(yè)導(dǎo)者和創(chuàng)新者,，CEM 與許多主要的植物基公司合作,，就金屬測(cè)試的適當(dāng)方法和要求提供咨詢，并就如何避免可能導(dǎo)致審計(jì),、召回和失去消費(fèi)者信任的重大錯(cuò)誤提供指導(dǎo),。

以下是 CEM 收集的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)要概述，包括植物基牛肉末,、雞肉條替代品,、大豆基熱狗和植物基金槍魚。選擇這些產(chǎn)品是因?yàn)樗鼈円子讷@得,，可以以最少加工（研磨）的形式購(gòu)買,，或作為一件后來(lái)被搗碎以獲得更均勻樣品的件。作為比較,，還測(cè)試了三種不同類型的金槍魚,，提供了一種常見的消費(fèi)魚類樣本的基線比較?；跔I(yíng)養(yǎng),、添加和毒性分析了十四種元素，以提供廣泛的分析物范圍,。還制備并分析了三種標(biāo)準(zhǔn)參考材料（SRMs）,，以驗(yàn)證分析性能,。這些包括 NIST 參考材料，SRM 1568c 米糠,、SRM 1547 桃葉和 SRM 1947 密歇根湖魚,。

SRM 元素的恢復(fù)率均在 85-100% 之間，驗(yàn)證了方法學(xué)（微波消解和分析）,。一般來(lái)說(shuō),，四大毒性元素（Pb、Cd,、Hg和As）的含量較低,，如表 5 和表 6 （見文末）所示，這在消費(fèi)品中是可以預(yù)期的,。目前 FDA 沒(méi)有為食品中的重金屬設(shè)定限制,。然而，如果我們查看世界衛(wèi)生組織（WHO）對(duì)植物材料的允許限制,，我們發(fā)現(xiàn)鉛的限制在 ppm 范圍內(nèi),，而鎘是 1.30 ppm。WHO 沒(méi)有列出砷或汞,。與動(dòng)物基產(chǎn)品相比,，植物基產(chǎn)品被發(fā)現(xiàn)含有略高的鉛水平（但在監(jiān)管限制內(nèi)⁴），但其他四大重金屬的含量較低,。這與預(yù)期一致,，由于土壤樣本中通常發(fā)現(xiàn)高水平的鉛。植物基蛋白質(zhì)將從其生長(zhǎng)的土壤中吸收重金屬,。另外,，與傳統(tǒng)的金槍魚樣本相比，傳統(tǒng)的金槍魚樣本的砷和汞水平顯著高于其他測(cè)試的植物基替代品,，這對(duì)金槍魚來(lái)說(shuō)并不意外,。

在植物基樣本中的鹽分含量（鈉、鉀和鈣）普遍高于傳統(tǒng)金槍魚產(chǎn)品,。這些通常是作為替代蛋白產(chǎn)品的調(diào)味劑添加的,，以幫助它更接近模仿其肉類產(chǎn)品，但也可能因從土壤中吸收而存在,。測(cè)試的錳,、銅、鉬和鋁在植物基樣本中也較高,，這同樣可能是由于土壤吸收,，因?yàn)檫@些元素在土壤樣本中非常常見。Mn 和 Mo 也用于各種植物喂養(yǎng)周期（如光合作用和氮固定⁵）,，因此在植物中比動(dòng)物中更為常見。

1.Chen, Q., Chen, Z., Zhang, J., Wang, Q., & Wang, Y. Application of Lipids and Their Potential Replacers in Plant-based Meat Analogs. Trends in Food Science & Technology [Online] 2023.138, 645-654.

2.Ahmad, M., Qureshi, S., Akbar, M. H., Siddiqui, S. A., Gani,A., Mushtaq, M., Hassan, I., Dhull, S. B. Plant-based Meat Alternatives: Compositional Analysis, Current Development and Challenges. Applied Food Research [Online] 2022, 2(2),100154.

3.Kiczorowski, P., Kiczorowska, B., Samolinska, W., Szmigielski,M., & Winiarska-Mieczan, A. Effect of Fermentation of Chosen Vegetables on the Nutrient, Mineral, and Biocomponent Profile in Human and Animal Nutrition. Scientific Reports [Online] 2022, 12(1), 13422.

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5.Alejandro, S., Holler, S., Meier, B., Peiter, E., Manganese in Plants: from Acquisition to Subcellular Allocation. Front. Plant.Sci. [Online] 2020, 11 (300), 1.

表1. 植物基雞肉替代品的水分,、脂肪,、蛋白質(zhì)和灰分含量

表2. 植物基熱狗替代品的水分、脂肪,、蛋白質(zhì)和灰分含量

表3. 植物基牛肉替代品的水分,、脂肪、蛋白質(zhì)和灰分含量

表4. 植物基金槍魚替代品的水分,、脂肪,、蛋白質(zhì)和灰分含量

表5. 標(biāo)準(zhǔn)參考材料的金屬分析

表6. 植物基和傳統(tǒng)肉類樣品的金屬分析