不同動植物蛋白復配對高蛋白營養粉 滲透壓的研究

◎ 袁 誠，魏 星，黃樂堅，武林賀，許文東

（1.廣州白云山漢方現代藥業有限公司，廣東 廣州 510240；2.中藥提取分離現代化國家工程研究中心，廣東 廣州 510240；3.廣東省藥用脂質重點實驗室，廣東 廣州 510240；4.廣州腫瘤臨床營養產學研技術創新聯盟，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，但同時也面臨著人口老齡化等問題。隨著《“健康中國2030”規劃綱要》的部署制定，在全面普及營養與健康知識的同時，也需要解決部分營養素缺乏等問題。因此，食品健康產業迎來了新的規劃，要生產符合國人體質的營養健康食品，推進全民健康發展。蛋白質不僅是生物體的重要組成成分，也是腸內營養產品中的重要成分。蛋白質作為氮源，通常占總能量的15%～25%，其來源可選用優質的動植物蛋白，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水解后得到的產物，其大部分構成成分是小肽及氨基酸，一定程度上改善了乳清蛋白對熱酸的敏感性[2]，且會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，是一種全價蛋白質，能夠為生物體的生長、發育提供必需氨基酸，作為膠體的酪蛋白含有鈣和無機磷酸鹽，是一種天然存在的含磷蛋白質。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，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。作為優質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，防止動脈粥樣硬化，同時作為植物基產品的主要原料也備受關注[5]。

滲透壓是生物體內滲透作用的必要條件，是生物化學涉及的一項重要指標，與人體的代謝系統和健康密切相關。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、澳新等地區的食品安全標準中規定了特殊食品中需要標準滲透壓，我國2015版藥典將滲透壓的檢測作為注射劑的檢測項目，但在食品行業中，僅有特醫嬰配標準通則中對早產/低出生體重兒產品有滲透壓規定，其他食品則無相應規定。

高蛋白營養粉等營養類食品在使用過程中，一般情況下使用方式為沖調后口服。然而，目前對高蛋白營養粉類食品的滲透壓研究、不同蛋白質及復配效果對全營養類食品滲透壓影響的研究相對較少。因此，本研究使用冰點滲透壓儀，研究不同蛋白和復配蛋白質對產品滲透壓的影響。同時對比正常人體血漿滲透壓范圍，為全營養粉類食品提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

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品。

1.2 儀器與設備

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

1.3 試驗方法

1.3.1 不同蛋白質原料滲透壓的測定

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的質量濃度溶解，在50 ℃、4 800 r·min-1條件下使用高速剪切機進行剪切。待原料充分溶解并分散均勻，測定各溶液滲透壓值。并對此4種蛋白質原料，進行蛋白質、乳糖、鉀、鈉、鈣和磷含量的檢測，檢測方法參照最新國家標準。

1.3.2 復配蛋白質原料對產品滲透壓的測定

產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、復配營養強化劑、二氧化硅和食用香精。

以去離子水為溶劑，控制水溫至50 ℃，取一定量的產品沖調至固形物含量Brix值為20%時，對沖調液進行滲透壓的測定。

2 結果與分析

2.1 不同蛋白質溶液滲透壓的對比

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，溶液呈糊狀，無法進行滲透壓測定；水解乳清蛋白在5個質量濃度梯度下都有最高的滲透壓值，在20 g/100 mL 時最高為143.33 mmol·L-1。在4～12 g/100 mL質量濃度區間，4種蛋白質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個質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構相關[7]。

圖1 不同蛋白質質量濃度對溶液滲透壓的影響圖

4種蛋白質的成分分析如表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，當使用大豆分離蛋白和水解乳清蛋白作為產品單一蛋白來源時，需注意蛋白質帶入的礦物質含量是否足量或過量。水解乳清蛋白單位質量中分子與離子的總數目較多，對滲透壓影響較大。酪蛋白鈣含量較高，乳糖等其他小分子成分較少。

表1 不同蛋白質成分分析表

2.2 復配蛋白質對產品滲透壓的影響

保持碳水化合物（55%）、脂肪（30%）等其他配方含量不變，在保證產品蛋白質含量一致的前提下，更換調整不同蛋白質和對不同蛋白質進行復配，如表2 所示。形成多種配方的產品，并對產品的滲透壓進行檢測，檢測結果如圖2所示。不同蛋白質組成對高蛋白營養粉沖調液的pH影響極顯著（P＜0.01），滲透壓變化區間為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%大豆分離蛋白復配的配方滲透壓最高，為300.00 mmol·L-1。4種蛋白質單獨作為產品蛋白質來源時，100%水解乳清蛋白配方的滲透壓最高，為287.33 mmol·L-1，將水解乳清蛋白進行與其他3種蛋白進行復配后，產品的滲透壓均顯著降低

圖2 不同蛋白質配方對產品滲透壓的影響圖

表2 產品配方的蛋白質組成表

（P＜0.01）。

3 結論與討論

此研究為高蛋白營養粉的滲透壓研究提供了數據支持，且為同類營養相關產品的配方設計提供3大功能物質配比的參考。不同蛋白質來源對產品滲透壓的影響顯著。在濃縮乳清蛋白和大豆分離蛋白復配時，產品滲透壓最高為300.00 mmol·L-1；水解乳清蛋白由于其原料的特殊性，其單獨溶解和配置在產品中均有較高的滲透壓表現，可以通過復配的形式降低其滲透壓。但由于高蛋白配方粉成分復雜，產品蛋白質組成雖然對產品的滲透壓有一定的影響，但仍需結合其他成分綜合考慮，參考嬰配粉產品，還應對比碳水化合物和脂肪對產品滲透壓的影響[8]。

在保證每份營養液供能的基礎上，將產品滲透壓控制在人體血漿滲透壓正常范圍，也有利于產品的推廣使用。通過冰點法對產品的滲透壓進行測量，其結果也存在一定的局限性和偏差。由于產品沖調后的狀

態為混懸液，其均勻性和穩定性相對較低，影響滲透壓測定的因素較多，檢測結果的偏差可能較大，因此應重視原料成分分析與研究，此外還需要對碳水化合物、脂肪和復配營養強化劑等原料的滲透壓進行檢測。