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本文摘要
在乳糖不耐性、營養需求和環保意識的驅動下，替代乳品的市場需求在全球范圍內不斷擴大，馬爾文帕納科的多種分析技術在替代乳品的研發和質量控制中發揮著重要作用，幫助企業確保替代乳品的營養成分和產品安全性。
隨著健康與環保意識的提高，替代奶在全球范圍內需求猛增。根據ResearchAndMarkets.com 的報告 “Dairy Alternatives – Global Strategic Business Report”：2023 年，全球乳制品替代品市場規模約 356 億美元，預計到 2030 年將達到 753 億美元，2023 年至 2030 年的復合年增長率為 11.3%。中國的替代乳品市場同樣表現強勁，2023年市場規模已超過700億元人民幣，并以兩位數的速度增長。消費者對健康、低碳和動物福利的需求，使植物奶、精準發酵奶等產品成為乳制品的有力替代品。
在替代奶市場中，幾家全球領先的公司不斷推動著行業的發展。瑞典的**Oatly**是燕麥奶領域的標桿。通過獨特的加工技術，使燕麥奶在口感、營養及環境可持續性方面均表現出色，成為低碳生活方式的代表。美國的Perfect Day在精準發酵（更多精密發酵內容請參見往期文章）技術方面居于領先地位，利用基因工程在微生物中生產乳蛋白，從而生產出在口感和營養上接近傳統牛奶的替代產品。在中國，乳糖不耐受現象的普遍性進一步推動了替代奶市場的發展。新老品牌紛紛入局，發展迅速，既包括椰樹、養元、露露等老牌植物蛋白品牌，也有蒙牛、伊利等巨頭跨界加入。
那替代奶與傳統牛奶相比，有什么差異呢？這里我們以幾種常見的植物奶為例，看一看他們的主要差異。
01丨粒徑
牛奶在生產過程中需要進行均一化處理以提高穩定性，在均一化的過程中，大顆粒的乳脂球從1-15 μm減小到1-2 μm，從而減少乳液分層沉淀，延長質保期。同時牛奶中的酪蛋白顆粒（0.05 μm - 0.25 μm）也有助于提高乳脂球的穩定性。在牛奶均一化的過程中，檢測乳脂球的大小和酪蛋白的占比對于生產穩定的產品至關重要。圖1中，使用馬爾文帕納科的Mastersizer激光粒度儀測量發現，牛奶中大部分的顆粒小于10 μm，隨著牛奶的脫脂程度越來越高，大顆粒的脂肪占比越小。
圖1. 全脂、半脫脂、脫脂牛奶的粒徑分布。小于0.25 μm以酪蛋白顆粒為主，1-2 μm是乳脂球，大于10 μm的是聚集的乳脂顆粒。
圖2. 豆奶和燕麥奶的粒徑分布。
從圖2中可以看到豆奶和燕麥奶的粒徑分布與牛奶相比，大顆粒更多，人類的舌頭能很好的分辨顆粒大小，小于30 μm的顆粒口感更絲滑，而大于30μm口感像奶油。所以植物奶與牛奶口感上會有顯著不同。
圖3. 杏仁奶、榛果奶、椰奶粒徑分布。
圖3中顯示杏仁奶、榛果奶、椰奶的粒徑分布與豆奶和燕麥奶的一樣，與牛奶相比，大顆粒更多。其中椰奶的粒徑分布與牛奶更類似一些：以小于10μm的顆粒為主。所以從口感上來講，椰奶更接近傳統牛奶。
02丨穩定性
通過馬爾文帕納科Zetasizer納米電位儀的測量，牛奶和植物奶的Zeta電位比較接近，都在-15 ~ -20 mV附近，往往都需要添加親水膠體如羅望子膠、黃原膠、結冷膠等，以增加產品穩定性。
馬爾文帕納科分析技術在替代乳品
營養價值與安全性保障中的應用
在替代奶的研發和質量控制過程中，營養成分的精確檢測和產品的安全保障至關重要。馬爾文帕納科的多款儀器在此方面提供了先進的分析技術支持：
Mastersizer 激光粒度儀
在替代奶產品的質地和營養性方面，顆粒大小對口感和吸收效率有重要影響。Mastersizer激光粒度儀可測量替代奶顆粒的大小分布，幫助研發團隊調整顆粒的大小，以確保產品的一致性、穩定性和適口性。通過控制植物奶和精準發酵奶顆粒的粒徑，可以實現更均勻的營養分布，并避免因顆粒過大引起的分層或沉淀。
Zetasizer 納米粒度電位儀
可檢測替代奶中的納米顆粒和Zeta電位，以分析其穩定性和分散性，避免分層或沉淀現象，確保替代奶中各營養成分的分布一致性，使產品在長期儲存中更加穩定。
MicroCal PEAQ-DSC 差式掃描微量熱儀
可用于分析替代奶中脂肪和蛋白質的熱穩定性，確保產品在不同溫度下保持穩定，尤其是耐熱性高的替代奶更適合物流和儲存。此外，DSC還可幫助分析植物蛋白的熱力學性質，為營養添加劑和配方優化提供支持。
Epsilon 4 X射線熒光光譜儀
XRF作為一款快速、非破壞性的元素分析儀器，能夠精準檢測替代奶中的礦物質和微量元素含量。對于鈣、鎂、鐵等關鍵營養元素，XRF可以確保每批產品的營養成分符合標準，滿足消費者的健康需求。同時，XRF還能夠檢測重金屬等有害元素，幫助生產商及時發現和解決潛在的安全隱患。
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結論
Conclusion
在乳糖不耐性、營養需求和環保意識的驅動下，替代奶市場正處于快速發展中。隨著精準發酵和植物基產品的技術不斷進步，預計到2030年，將有更多安全、健康的替代奶產品滿足消費者需求。馬爾文帕納科的設備，如Mastersizer、Zetasizer、MicroCal DSC和XRF，將繼續在替代奶的研發和質量控制中發揮關鍵作用。通過精確的檢測和分析，這些儀器幫助企業確保營養成分和產品安全性，為消費者帶來更健康、環保的飲食選擇。
>>> 關于馬爾文帕納科
馬爾文帕納科的使命是通過對材料進行化學、物性和結構分析，打造出更勝一籌的客戶導向型創新解決方案和服務，從而提高效率和產生可觀的經濟效益。通過利用包括人工智能和預測分析在內的最近技術發展，我們能夠逐步實現這一目標。這將讓各個行業和組織的科學家和工程師可解決一系列難題，如最大程度地提高生產率、開發更高質量的產品，并縮短產品上市時間。
