不同動(dòng)植物蛋白復(fù)配對(duì)高蛋白營養(yǎng)粉 滲透壓的研究

◎ 袁 誠，魏 星，黃樂堅(jiān)，武林賀，許文東

（1.廣州白云山漢方現(xiàn)代藥業(yè)有限公司，廣東 廣州 510240；2.中藥提取分離現(xiàn)代化國家工程研究中心，廣東 廣州 510240；3.廣東省藥用脂質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510240；4.廣州腫瘤臨床營養(yǎng)產(chǎn)學(xué)研技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，廣東 廣州 510240）

改革開放以來，人民生活水平和健康水平不斷提高，但同時(shí)也面臨著人口老齡化等問題。隨著《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》的部署制定，在全面普及營養(yǎng)與健康知識(shí)的同時(shí)，也需要解決部分營養(yǎng)素缺乏等問題。因此，食品健康產(chǎn)業(yè)迎來了新的規(guī)劃，要生產(chǎn)符合國人體質(zhì)的營養(yǎng)健康食品，推進(jìn)全民健康發(fā)展。蛋白質(zhì)不僅是生物體的重要組成成分，也是腸內(nèi)營養(yǎng)產(chǎn)品中的重要成分。蛋白質(zhì)作為氮源，通常占總能量的15%～25%，其來源可選用優(yōu)質(zhì)的動(dòng)植物蛋白，如乳蛋白和大豆蛋白。

乳清蛋白消化吸收率高，且氨基酸組成接近母乳成分，富含半胱氨酸和蛋氨酸，其中蛋氨酸是人體必需氨基酸之一[1]。水解乳清蛋白是在乳清蛋白經(jīng)水解后得到的產(chǎn)物，其大部分構(gòu)成成分是小肽及氨基酸，一定程度上改善了乳清蛋白對(duì)熱酸的敏感性[2]，且會(huì)釋放出一些具有特定活性的肽類[3]。酪蛋白含有人體中必需的8種氨基酸，是一種全價(jià)蛋白質(zhì)，能夠?yàn)樯矬w的生長、發(fā)育提供必需氨基酸，作為膠體的酪蛋白含有鈣和無機(jī)磷酸鹽，是一種天然存在的含磷蛋白質(zhì)。因此，酪蛋白不僅是人體氨基酸的來源，也是鈣和磷的重要來源[4]。大豆分離蛋白是大豆及大豆制品中的蛋白質(zhì)，其所含的必需氨基酸在植物性食物中最接近人體所需比例。作為優(yōu)質(zhì)蛋白含有豐富的賴氨酸，不含膽固醇，可降低人體血液中膽固醇含量，防止動(dòng)脈粥樣硬化，同時(shí)作為植物基產(chǎn)品的主要原料也備受關(guān)注[5]。

滲透壓是生物體內(nèi)滲透作用的必要條件，是生物化學(xué)涉及的一項(xiàng)重要指標(biāo)，與人體的代謝系統(tǒng)和健康密切相關(guān)。正常人體血漿的滲透壓摩爾濃度為（300±20）mOsm·kg-1[6]。目前歐盟、澳新等地區(qū)的食品安全標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了特殊食品中需要標(biāo)準(zhǔn)滲透壓，我國2015版藥典將滲透壓的檢測作為注射劑的檢測項(xiàng)目，但在食品行業(yè)中，僅有特醫(yī)嬰配標(biāo)準(zhǔn)通則中對(duì)早產(chǎn)/低出生體重兒產(chǎn)品有滲透壓規(guī)定，其他食品則無相應(yīng)規(guī)定。

高蛋白營養(yǎng)粉等營養(yǎng)類食品在使用過程中，一般情況下使用方式為沖調(diào)后口服。然而，目前對(duì)高蛋白營養(yǎng)粉類食品的滲透壓研究、不同蛋白質(zhì)及復(fù)配效果對(duì)全營養(yǎng)類食品滲透壓影響的研究相對(duì)較少。因此，本研究使用冰點(diǎn)滲透壓儀，研究不同蛋白和復(fù)配蛋白質(zhì)對(duì)產(chǎn)品滲透壓的影響。同時(shí)對(duì)比正常人體血漿滲透壓范圍，為全營養(yǎng)粉類食品提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

市售食品原料濃縮乳清蛋白、水解乳清蛋白、酪蛋白、大豆分離蛋白以及自研產(chǎn)品。

1.2 儀器與設(shè)備

BS200S電子天平（賽多利斯公司）、滲透壓測定儀（天大天發(fā)科技公司）、T25剪切機(jī)（德國IKA）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 不同蛋白質(zhì)原料滲透壓的測定

以去離子水為溶劑，濃縮乳清蛋白、水解乳清蛋白、酪蛋白、大豆分離蛋白分別按照4 g/100 mL、 8 g/100 mL、12 g/100 mL、16 g/100 mL、20 g/100 mL的質(zhì)量濃度溶解，在50 ℃、4 800 r·min-1條件下使用高速剪切機(jī)進(jìn)行剪切。待原料充分溶解并分散均勻，測定各溶液滲透壓值。并對(duì)此4種蛋白質(zhì)原料，進(jìn)行蛋白質(zhì)、乳糖、鉀、鈉、鈣和磷含量的檢測，檢測方法參照最新國家標(biāo)準(zhǔn)。

1.3.2 復(fù)配蛋白質(zhì)原料對(duì)產(chǎn)品滲透壓的測定

產(chǎn)品配方組成為濃縮乳清蛋白、水解乳清蛋白、酪蛋白、大豆分離蛋白、植物脂肪粉、麥芽糊精、復(fù)配營養(yǎng)強(qiáng)化劑、二氧化硅和食用香精。

以去離子水為溶劑，控制水溫至50 ℃，取一定量的產(chǎn)品沖調(diào)至固形物含量Brix值為20%時(shí)，對(duì)沖調(diào)液進(jìn)行滲透壓的測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蛋白質(zhì)溶液滲透壓的對(duì)比

由圖1可知，濃縮乳清蛋白、水解乳清蛋白、酪蛋白、大豆分離蛋白的水溶液摩爾滲透壓隨著質(zhì)量濃度的升高而升高；水解乳清蛋白和大豆分離蛋白的滲透壓較高，其中大豆分離蛋白超過12 g/100 mL時(shí)，溶液呈糊狀，無法進(jìn)行滲透壓測定；水解乳清蛋白在5個(gè)質(zhì)量濃度梯度下都有最高的滲透壓值，在20 g/100 mL 時(shí)最高為143.33 mmol·L-1。在4～12 g/100 mL質(zhì)量濃度區(qū)間，4種蛋白質(zhì)溶液滲透壓差異極顯著（P＜0.01），但水解乳清蛋白與大豆分離蛋白溶液滲透壓差異不顯著（P=0.87＞0.05），濃縮乳清蛋白和酪蛋白溶液滲透壓差異極顯著（P＜0.01）。酪蛋白水溶液在5個(gè)質(zhì)量濃度下的滲透壓都較低，可能是由于酪蛋白分子量大，溶于水后形成一定黏度的膠體溶液，與其球狀膠體顆粒結(jié)構(gòu)相關(guān)[7]。

圖1 不同蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度對(duì)溶液滲透壓的影響圖

4種蛋白質(zhì)的成分分析如表1所示，大豆分離蛋白鈉含量較高，水解乳清蛋白的鉀含量較高，當(dāng)使用大豆分離蛋白和水解乳清蛋白作為產(chǎn)品單一蛋白來源時(shí)，需注意蛋白質(zhì)帶入的礦物質(zhì)含量是否足量或過量。水解乳清蛋白單位質(zhì)量中分子與離子的總數(shù)目較多，對(duì)滲透壓影響較大。酪蛋白鈣含量較高，乳糖等其他小分子成分較少。

表1 不同蛋白質(zhì)成分分析表

2.2 復(fù)配蛋白質(zhì)對(duì)產(chǎn)品滲透壓的影響

保持碳水化合物（55%）、脂肪（30%）等其他配方含量不變，在保證產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量一致的前提下，更換調(diào)整不同蛋白質(zhì)和對(duì)不同蛋白質(zhì)進(jìn)行復(fù)配，如表2 所示。形成多種配方的產(chǎn)品，并對(duì)產(chǎn)品的滲透壓進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如圖2所示。不同蛋白質(zhì)組成對(duì)高蛋白營養(yǎng)粉沖調(diào)液的pH影響極顯著（P＜0.01），滲透壓變化區(qū)間為254.33～300.00 mmol·L-1；100%濃縮乳清蛋白配方滲透壓最低，為254.33 mmol·L-1；50%濃縮乳清蛋白和50%大豆分離蛋白復(fù)配的配方滲透壓最高，為300.00 mmol·L-1。4種蛋白質(zhì)單獨(dú)作為產(chǎn)品蛋白質(zhì)來源時(shí)，100%水解乳清蛋白配方的滲透壓最高，為287.33 mmol·L-1，將水解乳清蛋白進(jìn)行與其他3種蛋白進(jìn)行復(fù)配后，產(chǎn)品的滲透壓均顯著降低

圖2 不同蛋白質(zhì)配方對(duì)產(chǎn)品滲透壓的影響圖

表2 產(chǎn)品配方的蛋白質(zhì)組成表

（P＜0.01）。

3 結(jié)論與討論

此研究為高蛋白營養(yǎng)粉的滲透壓研究提供了數(shù)據(jù)支持，且為同類營養(yǎng)相關(guān)產(chǎn)品的配方設(shè)計(jì)提供3大功能物質(zhì)配比的參考。不同蛋白質(zhì)來源對(duì)產(chǎn)品滲透壓的影響顯著。在濃縮乳清蛋白和大豆分離蛋白復(fù)配時(shí)，產(chǎn)品滲透壓最高為300.00 mmol·L-1；水解乳清蛋白由于其原料的特殊性，其單獨(dú)溶解和配置在產(chǎn)品中均有較高的滲透壓表現(xiàn)，可以通過復(fù)配的形式降低其滲透壓。但由于高蛋白配方粉成分復(fù)雜，產(chǎn)品蛋白質(zhì)組成雖然對(duì)產(chǎn)品的滲透壓有一定的影響，但仍需結(jié)合其他成分綜合考慮，參考嬰配粉產(chǎn)品，還應(yīng)對(duì)比碳水化合物和脂肪對(duì)產(chǎn)品滲透壓的影響[8]。

在保證每份營養(yǎng)液供能的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品滲透壓控制在人體血漿滲透壓正常范圍，也有利于產(chǎn)品的推廣使用。通過冰點(diǎn)法對(duì)產(chǎn)品的滲透壓進(jìn)行測量，其結(jié)果也存在一定的局限性和偏差。由于產(chǎn)品沖調(diào)后的狀

態(tài)為混懸液，其均勻性和穩(wěn)定性相對(duì)較低，影響滲透壓測定的因素較多，檢測結(jié)果的偏差可能較大，因此應(yīng)重視原料成分分析與研究，此外還需要對(duì)碳水化合物、脂肪和復(fù)配營養(yǎng)強(qiáng)化劑等原料的滲透壓進(jìn)行檢測。