《Future Foods》：A Clustering Approach To Unravel The Mysteries Of The Food Product “Burger”. Comparison And Classification Of Belgian Market Products Following Three Cooking Methods
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肉类似物（meat analogues）旨在复刻肉的感官和营养属性。在这些产品中，标有“汉堡”标签的产品构成一个战略性类别，因为它们广泛出现在西欧超市货架上。然而，目前尚不清楚以该名称销售的产品是否具有一致的特征或有效模仿类似肉的特性。在本研究中，研究人员对比
肉类似物（meat analogues）旨在复刻肉的感官和营养属性。在这些产品中，标有“汉堡”标签的产品构成一个战略性类别，因为它们广泛出现在西欧超市货架上。然而，目前尚不清楚以该名称销售的产品是否具有一致的特征或有效模仿类似肉的特性。在本研究中，研究人员对比利时超市的87种汉堡产品进行了编目，并根据其营养声明通过多元统计分析（multivariate analysis）将其分为五组。然后随机选择21种产品，采用三种烹饪方法（平底锅煎、烤箱烘焙和真空低温恒温批量烹饪（sous-vide thermostatic-batch cooking））进行烹饪，并进行全面的理化分析（physicochemical analyses）。研究结果发现，汉堡具有一致的物理特性，主要是圆形或椭圆形，直径约9 cm，厚度接近1.8 cm，这表明它们的共同身份是由外形和烹饪功能定义的，而不是由营养或质构一致性定义的。相比之下，瘦牛肉汉堡在外观和营养成分上仍然独特。在植物基产品中，出现了两类：(i) 高碳水化合物（carbohydrate）和低蛋白质（protein）含量的汉堡，其质构特性与肉类产品明显不同；(ii) 通常含有挤压蛋白（extruded protein）的配方，在质构和营养特性上更接近肉汉堡。只有第二组产品，占所采样植物基汉堡的50%，满足被视为真正肉类似物的标准。在各种烹饪方法中，质构或烹饪性能没有显著改变，表明烹饪技术不会显著改变这些产品的内在特性。
**研究背景与问题**
近年来，随着对肉类生产环境后果、加工红肉健康风险以及动物福利问题的关注增加，植物基食品的生产和消费显著增长。肉类似物（meat analogues）作为旨在复刻传统肉类感官和营养属性的产品，在市场中日益重要。其中，“汉堡”作为一种广泛出现在西欧超市货架上的战略品类，其名称存在争议。尽管消费者普遍将植物基汉堡视为肉类似物，但目前缺乏明确的官方或法律定义，导致产品分类混乱，消费者难以区分真正的肉类似物与其他植物基汉堡。此外，这些产品在营养成分、物理特性和烹饪行为上的异质性尚不清楚。为此，研究人员开展了一项针对比利时市场的技术分析，旨在通过聚类方法系统描述汉堡产品的营养、外观、质构和烹饪特性，判断市场是否存在一致的模式或不同产品组。这项研究为行业产品开发、监管政策制定及消费者透明沟通提供了科学依据，论文发表在《Future Foods》。
**主要技术方法**
研究人员首先对比利时瓦隆地区超市中购得的87种汉堡产品（2024–2025年）进行编目，基于营养声明（能量、蛋白质、脂肪、碳水化合物、纤维、盐、水分）采用主成分分析（PCA）结合层次聚类分析（AHC）进行初步分类。随后从五个聚类中随机抽取21种代表性产品（包括植物基、肉类和鱼类汉堡），采用三种常见家庭烹饪方法：平底锅煎、烤箱烘焙（180°C）和真空低温恒温批量烹饪（sous-vide cooking，植物基和鱼类汉堡60°C/1h，肉类汉堡70°C/1h）。对生熟汉堡进行全面的理化分析：水分含量（130°C干燥法）、烹饪损失、尺寸变化（游标卡尺测直径和厚度）、仪器颜色（CIELAB色空间L
*、a
*、b
*）以及质构剖面分析（TPA，双循环压缩至40%高度，记录硬度、咀嚼性、内聚性、弹性、回复性）。采用线性混合模型（LMM）和方差分析（ANOVA）进行统计分析。
**研究结果**
* **3.1 基于理论数据的初始分类**：通过对87种汉堡营养声明的PCA和AHC分析，研究人员发现产品间营养素组成存在显著异质性，水分含量是最具区分度的变量。五个聚类被确定：组1和组4以高碳水化合物、低蛋白质为特征；组2（主要为植物基产品）的营养组成最接近传统肉汉堡；组3以高脂肪和高蛋白质的肉类产品为主；组5由100%瘦牛肉汉堡组成，蛋白质和水分高，碳水化合物极低。这表明“汉堡”的营养轮廓远非统一。
* **3.2 生汉堡的特性与外观聚类**：生汉堡的物理尺寸高度一致（直径约9.31 cm，厚度约1.8 cm，重量约100 g），表面颜色为浅棕色（L
*=51.23, a
*=11.88, b
*=29.56）。基于外观（颜色和尺寸）的聚类显示，产品分组与营养分组不完全对应，但组5（100%瘦牛肉）始终独立。将外观与营养联合聚类后，初始五分组基本保持，表明“汉堡”模型更由外观和尺寸定义，而非营养组成。
* **3.3 烹饪特性**：烤箱烘焙导致最高的水分和烹饪损失，尤其在组5（瘦牛肉）中，其高水分含量和更长烹饪时间导致显著失水。组2（营养上最像肉的植物基汉堡）的水分损失与组5最为接近，可作为肉类似物的物理指标。平底锅煎引起最大的表面颜色变化（ΔE），归因于直接热传导促进美拉德反应（Maillard reaction）和焦化。营养分组对颜色变化影响不显著。烹饪导致的尺寸收缩（厚度和表面积变化）在所有分组中相似，表明这是汉堡模型自身的固有特征。
* **3.4 熟汉堡的表征与质构比较**：熟汉堡的聚类分析显示，烤箱烘焙后仅一个植物基汉堡与肉类产品聚类在一起；平底锅煎和真空低温烹饪均产生两个明显聚类：一个包含所有肉类和鱼类汉堡及大部分组2植物基产品，另一个包含组1和组4（高碳水、低蛋白）植物基汉堡。质构参数（从TPA六个参数经PCA提取的维度1）显示，组1和组4的质构与肉类产品显著不同，而组2的质构与肉类汉堡最接近，且该组占植物基样本的50%。烹饪方法对质构的影响小于营养组成的影响，平底锅煎与另外两种方法略有差异。
**讨论与结论**
讨论部分指出，汉堡品类的多样性使其适合纳入新型蛋白质来源（如微生物蛋白）。从产品开发角度，存在三种路径：非肉类似物的植物基汉堡（类似组1/4）、更像肉的植物基汉堡（类似组2，通常含挤压蛋白）、以及杂交汉堡（肉类与植物蛋白混合）。烹饪方法不是产品区分的主要因素，消费者接受度才是关键挑战。在欧洲，消费者可分为肉食者、植物纯素者和杂食者，其中杂食者可能是新型蛋白质最易接受的目标群体。关于“汉堡”名称的欧盟争议（2026年决定保留但暂时性），研究结果提供了科学依据：当前单一名称下存在营养差异显著的两类产品，易导致消费者混淆。因此，亟需基于客观营养和物理特征建立更清晰的监管框架。
研究结论翻译如下：比利时市场上的“汉堡”是一个具有战略意义的灵活食品品类，可容纳多种原料来源。产品具有一致的物理特征（圆形或椭圆形，直径约9 cm，厚度约1.8 cm），表明其共同点是预期用途或烹饪角色，而非标准化的营养或质构特征。瘦牛肉汉堡（100%肉）在物理和营养属性上仍独特。植物基产品中可分为两类：(1) 质构与肉类差异显著的产品；(2) 通常含挤压蛋白，在质构和营养上更接近肉类的产品，可视为真正的肉类似物。烹饪方法对质构和主要烹饪特性影响有限，营养组成是主要变异来源。该结果为监管框架的制定提供了科学基础，特别是需明确“汉堡”产品的营养组成（蛋白质和碳水化合物含量）。未来研究应结合消费者测试，明确感官属性优先项，并将类似方法推广至其他有争议的品类（如“鸡块”、“香肠”）。
