Foods | “下一代”蛋白质

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随着世界人口的爆炸性增长，部分地区食物与蛋白供应愈发不足。根据FAO统计，发展中国家60％的居民食物中含有的蛋白质不足。这一现状，迫使各国政府不断制定有效措施以解决蛋白质的供应不足问题。我国人民虽然温饱不成问题，但饮食中仍缺乏优质蛋白。鉴于我国人多地少及粮食转化动物蛋白的效率低，中国食品工业协会以及相关部门先后提出发展植物蛋白与动物蛋白并行的方针。

植物蛋白的应用势在必行

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植物蛋白在人类营养中的重要作用愈发得到关注。从粮食安全角度出发，人类需要比单一的动物蛋白更多样的可持续发展的选择，因为预计未来30年全球人口将增加20亿。而食物蛋白向动物蛋白的转化效率较低，主要用作饲料的植物蛋白作物(如豆类)可能更适合直接用于人类食用。此外，与植物蛋白相比，动物蛋白(包括奶制品，肉和蛋类)通常对环境的影响更大，因此，应优先进行基于植物的动物蛋白替代品的研究。

植物蛋白的优质来源(蚕豆)及其提取方法简介

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蚕豆(Vicia faba)是一种可持续蛋白的优质来源。目前已经有多重方法应用于豆类物质的高蛋白成分提取：

🔹  使用水性提取方法生产，制得蛋白质分离物。进行碱性，中性或酸性提取，然后通过等电点沉淀法(IEP)或超滤(UF)，以及盐提取，最后进行胶束化。

🔹  使用干分馏方法进行生产。将干豆类磨碎，然后根据大小和密度对颗粒进行分类，分为富含蛋白质和富含淀粉的两种。

干分馏法的优势：与水处理相比，干式分馏具有许多优势，其显著降低了能源和水的使用量，并可以保留天然蛋白质的功能性成分。

干分馏法的缺点：干分馏后产出的蛋白质纯度较低，不良成分(如抗营养剂和低聚糖)无法有效去除。

植物蛋白提取方法的研究

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如果使用植物蛋白作为动物产品的替代品，则相应的它们应具备某些功能特性方面的优势。

近期，来自爱尔兰科克大学的Elke K. Arendt教授及其研究团队，通过分析各种物理化学方法，比较使用两种不同加工方法生产的两种来自蚕豆的新型蛋白质成分，即蚕豆蛋白粉末(FPR)和蚕豆蛋白分离物(FPI)，与食品应用相关的技术功能特性和营养特性，并将其评价结果发表在期刊Foods上。此外，对其生产过程造成的环境影响也进行了分析研究。

研究过程

1. 将挑选好的蚕豆进行加工，制备富含蛋白质的蚕豆粉末和蚕豆蛋白分离物，对其成分进行分析。

2. 分别从结构和表面性质、技术功能特性、营养特性以及对环境的影响等方面进行了检测分析。

研究结果

干分馏法制得的蚕豆蛋白粉的优势：

1	由于干分馏的加工条件比较温和，干分馏蚕豆蛋白粉保留天然蛋白质结构的可能性更高。
2	在溶解性和起泡性能方面，干分馏蚕豆蛋白粉具有比等电点沉淀法制得的蚕豆蛋白分离物更好的技术功能特性。
3	蚕豆蛋白粉还能够在较低的蛋白质浓度下胶凝。当蛋白质含量分别为10％和15％时，蚕豆蛋白粉能够产生强度更高的凝胶。
4	与蚕豆蛋白分离物相比，蚕豆蛋白粉被证明对环境的影响较小，且两种成分在生命周期评估(LCA)中的表现都比牛奶蛋白好得多。

水性提取法制得的蚕豆蛋白分离物的优势：

1	蚕豆蛋白分离物在消除抗营养因子以及改善蚕豆蛋白的消化率方面，具有明显优势。其中，等电点沉淀法是在浓缩蛋白质的同时从豆类中消除抗营养因子的有效方法，在等电点沉淀后去除上清液(含有溶解的寡糖)是确保抗营养因子含量低的关键步骤。

蚕豆蛋白分离物氨基酸含量略高于蚕豆蛋白粉末：

图示为FPR和FPI的必须氨基酸水平比较，以世界卫生组织(2007年)对成人每种氨基酸的需求量的百分比表示。可看出FPR和FPI之间略有差异，表明在等电点沉淀过程中蛋白质成分没有明显改变，二者含量大致相同，但是FPI的多数氨基酸含量要略高于FPR。

结论

总体而言，等电点沉淀法和干分馏加工蚕豆蛋白成分的适用性，取决于目标食品的应用以及消费者选择。

就功能性和可持续性而言，干分馏有望作为蛋白质富集的优选方法。然而，如果需要高蛋白质含量和低营养成分，则可能需要使用等电点沉淀法或其他水提取法。

值得一提的是，对于患有肠易激综合征(Irritable Bowel Syndrome, IBS)或豆类过敏的患者，有必要选择水提取法以提取合适的成分。

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Vogelsang-O’Dwyer, M.; Petersen, I.L.; Joehnke, M.S.; Sørensen, J.C.; Bez, J.; Detzel, A.; Busch, M.; Krueger, M.; O’Mahony, J.A.; Arendt, E.K.; Zannini, E. Comparison of Faba Bean Protein Ingredients Produced Using Dry Fractionation and Isoelectric Precipitation: Techno-Functional, Nutritional and Environmental Performance. Foods 2020, 9, 322.

Foods (ISSN 2304-8158，IF 3.011) 作为开放获取型国际期刊，主要发表食品研究领域的相关论文。其所涵盖的学科领域有：食品科学与技术、食品理化性质、食品安全、食品微生物，功能食品与健康等。Foods采取单盲同行评审，一审平均周期约为14天，文章从接收到发表仅需4天。

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翻译作者：Kathrine Zhao

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