基于乳清蛋白与大豆蛋白的软质食品在模拟老年胃肠道中的消化行为及营养价值评估

《Food Hydrocolloids》：Digestion behaviour of protein-rich soft foods produced using milk protein, soy protein, and their blends under simulated elderly gastrointestinal tract

本研究针对老年人群吞咽困难和营养吸收能力下降的问题，开展了基于乳清蛋白(MPC)、大豆蛋白(SPI)及其混合物的布丁类软质食品的消化行为研究。通过动态体外胃肠模型模拟老年消化条件，发现MPC基布丁具有更小的粒径、更少的聚集物、更高的蛋白质水解度和更快的胃排空速率(t1/2=46.08min)，而SPI基布丁则呈现相反的消化特性。体外DIAAS评估显示苏氨酸为限制性氨基酸。该研究为开发适合老年人群的高蛋白软食提供了重要理论依据。

　　

随着全球人口老龄化进程加速，65岁以上老年人口预计到2050年将增长至15亿，其中约13%的社区老年人存在吞咽困难问题。衰老伴随的生理变化使老年人群体呈现出与健康成年人不同的消化特征，包括吞咽功能受损、胃肠动力减弱、消化酶分泌减少等。这些变化直接影响蛋白质等营养素的吸收效率，而蛋白质摄入不足又会加剧肌肉流失和营养不良风险。开发质地改良的软质食品成为解决老年人吞咽困难和营养需求的关键途径，其中布丁类食品因其质地柔软、易于成型的特点备受青睐。

在此背景下，RMIT大学的研究团队在《Food Hydrocolloids》发表了最新研究成果，系统探讨了不同蛋白质来源（乳清蛋白、大豆蛋白及其混合物）对软质食品在模拟老年胃肠道环境中消化行为的影响。研究创新性地采用动态体外胃-肠模型(DHSI-IV)，更加真实地模拟了老年人生理条件下的消化过程。

研究团队主要运用了动态体外胃肠消化模型(DHSI-IV)模拟老年消化环境，通过激光粒度分析仪测定消化物粒径分布，采用微纹理分析仪测定质地特性变化，使用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析蛋白质降解情况，并利用高效液相色谱(HPLC)结合体外可消化必需氨基酸评分(DIAAS)方法评估蛋白质营养价值。

3.1. 消化物外观和胃部pH值

通过观察不同消化阶段的样品发现，MPC基样品在胃相呈现清澈液体状态，而SPI基样品则显示浑浊液体相。胃部pH监测显示，所有样品在180分钟消化过程中pH从初始的5.4-6.2逐渐降至3.0左右，其中MPC基样品由于酪蛋白胶束的缓冲能力较强，表现出较高的初始pH值。

3.2. 胃排空速率

采用修正的幂指数模型拟合胃排空曲线显示，MPC基布丁的胃半排空时间(t_1/2)为72.78分钟，显著短于SPI基布丁(76.44分钟)和混合蛋白布丁(80.38分钟)。固体组分的排空速度明显慢于混合固液内容物，这与体内研究结果一致。

3.3. 粒径和Zeta电位

粒度分析表明，MPC基布丁在肠道消化末期粒径最小(100.06nm)，而SPI基布丁粒径最大(313.05nm)。Zeta电位测量显示，所有样品在口腔和肠道阶段呈负电性，在胃部阶段呈弱正电性，这与蛋白质等电点特性相关。

3.4. 质地特性

微纹理分析显示，所有样品在口腔阶段硬度和弹性模量显著降低，但在胃消化60分钟后出现暂时性上升，这归因于蛋白质在酸性环境下的聚集作用。MPC基布丁在整个消化过程中表现出更柔软的凝胶网络结构。

3.5. 蛋白质水解度

三氯乙酸(TCA)沉淀法测定显示，经过180分钟消化后，MPC基和混合蛋白基布丁的肽释放量(72mg/mL)显著高于SPI基布丁(39.49mg/mL)，表明乳清蛋白具有更高的消化性。

3.6. 蛋白质降解

SDS-PAGE电泳分析证实，MPC基布丁在胃相120分钟即完成蛋白质消化，而SPI基布丁的降解速度较慢。转谷氨酰胺酶交联的混合蛋白样品显示出适度的交联程度，延缓了消化进程。

3.7. 游离氨基酸和体外DIAAS

氨基酸分析显示，MPC基布丁总游离氨基酸含量最高(489.21mg/g)，亮氨酸含量最为丰富(89.14mg/g)。必需氨基酸与非必需氨基酸比值(IAA/DAA)表明，MPC基(2.20)和混合蛋白基(2.23)布丁具有更好的氨基酸平衡性。体外DIAAS评估确定苏氨酸为所有样品的限制性氨基酸，其中MPC基布丁的DIAAS值为21.03%，SPI基为9.11%。

该研究通过系统的体外消化模拟，揭示了不同蛋白质源软质食品在老年消化环境中的行为差异。乳清蛋白基布丁表现出更优的消化特性，包括更快的胃排空、更充分的蛋白质水解和更高的氨基酸生物利用度。大豆蛋白基布丁由于易形成聚集物而消化较差，但通过与乳清蛋白混合可改善其营养价值。研究结果强调了在开发老年蛋白质强化食品时，不仅要关注蛋白质来源的选择，还需考虑消化动力学和氨基酸生物利用度等关键因素。这些发现为设计适合老年人群，特别是吞咽困难者的高蛋白软食提供了重要科学依据，对改善老年人营养状况具有重要实践意义。