?特殊醫學用途配方食品中的蛋白質種類與來源

(一)常用蛋白質

1.乳蛋白

乳蛋白是乳中最重要營養成分，含量約為3.0%-3.7%，主要有酪蛋白和乳清蛋白，在人體內的消化吸收率達97%-98%。牛乳中的蛋白質主要由酪蛋白(CAS)和乳清蛋白(WP)兩大部分組成，在20℃，pH4.6條件下，牛乳中沉淀下來的蛋白質就是酪蛋白，約占80%;剩余的溶解于乳清的蛋白質均稱為乳清蛋白，約占20%。

(1)酪蛋白的組成、來源及其功能特性牛乳中酪蛋白是幾種蛋白質的復合體。乳中酪蛋白大部分以膠體球形顆粒形式存在，平均粒徑約為100nm，粒徑分布為30-300m，此外約有10%-20%的酪蛋白以溶解或非膠粒形式存在于乳中。

酪蛋白膠粒是由as-CN、β-CN和K-CN構成，其中as-CN和β-CN可通過定量結合形成熱穩定性強、大小一致的膠粒內核，而r-CN排列在內核的表面形成“殼保護顆?！?，倘若沒有K-CN，其他酪蛋白和鈣離子的復合物便會形成沉淀。

酪蛋白膠體中含有鈣和磷酸鹽，同時酪蛋白中含有人體必需的8種氨基酸，是一一種完全蛋白質，因此，對于人體來說酪蛋白既是必需氨基酸的來源，也是鈣和磷的重要來源。目前，酪蛋白在食品工業中已經有廣泛應用。

(2)乳清蛋白的組成、來源及其功能特性乳清經 超濾后再經噴霧干燥得到的粉末產品即為乳清蛋白粉。乳清蛋白中含有a-乳白蛋白、β-乳球蛋白、牛血清白蛋白(BSA)、免疫球蛋白(Ig)和脂肪球膜蛋白等蛋白種類，以上五類蛋白占總蛋白的比例分別為3.7%，9.8%，0.9%，2.1%，1.2%。

乳清蛋白是一種優質蛋白，其賴氨酸、色氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸含量均高于酪蛋白。此外，乳清蛋白在胃酸作用下形成較小的乳凝塊，溶解度高，因此在胃中排空速度較快，這種特性大大提高了乳清蛋白在腸道的吸收速率。

因此乳清蛋白的利用率和生物價均高于酪蛋白。在功能性食品中，常用的乳清蛋白種類一般為三種，即濃縮乳清蛋白(WPC)、分離乳清蛋白(WPI)和水解乳清蛋白(WPH)。乳清經過處理之后，首先得到的是WPC，其蛋白質含量一般在35%-85%。WPC進一步分離純化得到的是WPI,蛋白質含量一-般在85%-90%。WPC或者WPI進一步水解、純化得到的就是WPH,其蛋白質含量一般在95%以上。

乳清蛋白的蛋白質含量范圍在34%-92%，常用其蛋白含量占總固形物的百分比大小來區分等級。

研究發現，乳清蛋白除作為優質的蛋白質來源外，它含有的多種活性成分對機體的糖代謝、脂質代謝、非特異性防御屏障等方面都有積極作用。另外，乳清蛋白中含有豐富亮氨酸有利于增加肌肉組織，減少脂肪合成。研究表明，乳清蛋白中的乳鐵蛋白、a-乳清蛋白、免疫球蛋白還具有抗菌、抗病毒、免疫調節等多種生物學活性功效。

2.大豆分離蛋白

大豆分離蛋白(SPI)是以生產大豆油脂產生的副產品，低變性脫脂大豆粕為原料，應用現代食品工程技術分離得到的。大豆分離蛋白屬于完全蛋白質，是植物蛋白中的優質蛋白之一。

同時，它還是優良的食品加工助劑，具有溶解性、分散性、凝膠性、持水性、持油性、乳化性、起泡性、成膜性等食品加工特性。大豆分離蛋白作為食品加工助劑細分為80多種類型，廣泛應用在肉制品、乳制品、飲品、糖果、方便食品、冷凍食品等多種食品中，符合多樣的市場需求。大豆分離蛋白的蛋白質含量一般在90%以上。

國內外企業生產大豆分離蛋白普遍采用堿溶酸沉法，也有部分企業使用超濾膜法和離子交換法。堿溶酸沉提取大豆分離蛋白工藝的主要步驟包括粉碎、堿液浸提、酸沉、中和、殺菌和噴霧干燥。實際生產中，這些步驟根據設備的不同可以實現自動化或半自動化流水作業。各個步驟在生產時都有明確的參數和操作要求。

(二)常用水解蛋白

蛋白質在酸性、堿性、酶等條件下會發生水解，由于水解程度和斷鍵位置不同，生成不同分子質量的肽及氨基酸，這個過程稱為蛋白質的水解，其生成的產物稱為肽或者稱為水解蛋白。水解蛋白一般為不同分子質量肽鏈(和氨基酸)的混合物，通過控制工藝可以將大部分的分子控制在某一個特定的分子質量范圍。蛋白質在水解過程中，肽鍵被裂解的程度或百分比稱為蛋白質的水解度。如常見的水解乳清蛋白的水解度一般在5-30。

1.水解乳清蛋白

水解乳清蛋白(WPH)是乳清蛋白經水解的產物，目前國內外生產水解乳清蛋白最普遍的是酶解法。酶解法制備水解乳清蛋白成本相對較低，而且安全性高，生產條件溫和易控制，適合大規模批量生產，通過條件控制可定位生產出不同水解度的蛋白產品。

同其他蛋白質-樣，乳清蛋白主要在腸道進行消化和吸收。水解乳清蛋白中的蛋白質主要以短肽形式存在，在腸道中經過初步酶解后，具有肽類的快速吸收的特性，更適合于胃腸道功能降低，需快速提供能量和蛋白質的病人。

2.水解膠原蛋白

膠原蛋白不含有色氨酸、半胱氨酸和酪氨酸，而甘氨酸、脯氨酸和羥脯氨酸的含量較為豐富，屬于不完全蛋白質，不可作為特殊醫學用途配方食品中主要來源。膠原蛋白是機體結締組織中重要的結構蛋白質，廣泛分布于人體各組織器官，起著支撐器官、保護機體的作用。

工業化制備的膠原蛋白通常是通過水解工藝生產而成的，原料通常來自于魚皮、豬皮、牛皮、牛骨、雞胸軟骨等，因此水解膠原蛋白就是一種改性的天然產品，不但去除了原料中不好的腥味，而且增加了其溶解性、流動性等應用方面的特性。膠原蛋白具有多種生理功能，能增加皮膚組織的持水能力，增強和維持肌膚的彈性和韌性，延緩肌膚的衰老，還可以促進傷口愈合，維持關節健康等。常作為功能性蛋白加人特醫食品中。

(三)常用氨基酸

1.支鏈氨基酸(BCAA)

支鏈氨基酸包括亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸三種，BCAA 是人體中唯一無需 經過肝臟代謝的氨基酸，其主要代謝場所是骨骼肌，約占骨骼肌蛋白質的必需氨基酸的三分之一，為外周組織供能。支鏈氨基酸的作用主要體現在如下兩個方面。

(1)在手術、創傷、感染治療中的作用 

手術、創傷、感染，甚至饑餓情況下，支鏈氨基酸通過骨骼肌氧化給肌肉葡萄糖-丙氨酸循環和肌肉谷氨酰胺的合成提供能量和氮源。近年研究發現，支鏈氨基酸具有調節器的功能。在骨骼肌中，亮氨酸通過抑制蛋白質降解和促進蛋白質合成而起到蛋白質周轉率的調節器作用。

進一步研究發現，亮氨酸在其中起著主要作用，其可使骨骼肌蛋白質合成率提高50%，同時分解率降低25%。亮氨酸抑制蛋白質分解的主要機制是其代謝產物a-酮戊己酸促進胰島素分泌，同時抑制胰高血糖素分泌，從而抑制糖異生作用，減緩了肌肉蛋白分解。

一般認為，創傷后支鏈氨基酸水平降低，并與創傷死亡率密切相關，故應選擇富含支鏈氨基酸的配方。同時，因為亮氨酸對蛋白質合成的促進作用，亮氨酸常用于增肌的運動食品和減緩肌肉衰減的老年食品中。

(2)在肝性腦病的治療中的作用  

正常人血中支鏈氨基酸與芳香族氨基酸(苯丙氨酸和酪氨酸)的比值為3.0-3.5。嚴重肝臟疾病晚期的病人，肝臟功能嚴重受損，胰島素和胰高血糖素的降解率降低，因而它們在血中濃度均有升高。同時因為胰高血糖素升高的更為明顯，導致胰島素/胰高血糖素比值下降，從而出現體內分解代謝大于合成代謝。

在這種情況下，大量芳香族氨基酸從肌肉和肝臟的蛋白質中分解出來。此時又由于受損傷的肝臟將芳香族氨基酸轉化為糖(糖異生作用)的能力降低，于是血液中芳香族氨基酸的比例升高，嚴重時可使支鏈氨基酸與芳香族氨基酸比例下降到1.0-1.2。

支鏈氨基酸與芳香族氨基酸都屬于中性氨基酸，由相同載體轉運通過血腦屏障，故存在拮抗作用。因芳香族氨基酸比例高而競先進人腦內，然后在芳香族氨基酸脫羧酶的作用下，生成羥苯乙醇胺和苯乙醇胺，其化學結構與神經遞質去甲腎上腺素和多巴胺相似，但傳遞信息的生理功效卻遠弱于去甲腎上腺素，所以這兩種物質又稱為假性神經遞質。

雖然如此，這兩種物質的產生還是會造成網狀結構上行激活系統功能失常，從而出現至大腦皮質的興奮沖動受阻，以至于大腦功能發生抑制，出現意識障礙甚至昏迷(即肝昏迷)。所以臨床上常用支鏈氨基酸的注射液治療肝昏迷。

2.精氨酸

精氨酸為條件必需氨基酸，通過參與蛋白質、肌酐及多胺的合成，在維持正氮平衡、循環調節、機體激素分泌、免疫調控、腸黏膜屏障維護及腫瘤代謝方面發揮著重要作用。另外，精氨酸是嬰兒的必需氨基酸，長期缺乏精氨酸必然影響其生長發育。

我國1999年批準精氨酸作為藥品使用，特別是在手術、創傷、燒傷等病人中取得了較好的療效。多中心臨床研究顯示，一定劑量的精氨酸可顯著降低住院患者的感染率和病死率，同時可縮短住院時間。一般說來，對于中等程度的創傷、手術或燒傷病人可以使用精氨酸，但對于嚴重感染、膿毒血癥等病人則不建議使用。另外，研究發現，精氨酸的功能作用與劑量相關，而且在機體炎性反應和免疫功能的調節上具有雙向作用。

較低劑量的精氨酸可以降低血小板黏附、改善組織供血、促進蛋白質合成及創面修復、抑制炎性反應。高劑量的精氨酸在刺激機體免疫細胞活動的同時，也會誘導產生大量炎性質和自由基，從而放大炎性反應，并加重組織損傷。另外也有Meta分析認為，精氨酸強化的營養治療可以部分改善患者的病情，但是有增加死亡率的風險。

我國GB2760-2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》規定，L-精氨酸為允許使用的食品用香精，按生產需要適量使用。

3.谷氨酰胺

谷氨酸為非必需氨基酸，血漿中含量最高的氨基酸，可占到血漿中自由氨基酸的20%。其可由谷氨酸和銨離子通過谷氨酰胺合成酶的酰胺化作用形成，同時也可由葡萄糖代謝產生的a-酮戊二酸通過轉氨化作用和酰胺化作用而產生。谷氨酰胺主要存儲于骨骼肌，同時也存在于肺部和腦部。而腸道和肝臟，尤其是小腸是谷氨酰胺的主要消耗器官，腎臟主要利用谷氨酰胺來維持酸堿平衡。

谷氨酰胺的主要生理功能主要有如下幾方面:①增加機體蛋白質的合成;②防止或減少肌肉組織分解:③是小腸細胞的首要供能物質，是結腸細胞的第二供能物質，可協助水，鈉在小腸的運轉:④促進胰腺細胞的生長;⑤維持和促進谷胱甘肽的活性功能:⑥是免疫細胞增殖的必需成分:⑦具有抗優郁的作用:⑧促進傷口愈合。

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?；撬崾且环N人體必需的含硫非蛋白敘基膠，是半胱氨酸經脫皮基并將硫氧化為磺酸根而行生的種β-氨基酸，化學名為2-氨基乙磺酸。?；撬嵩隗w內可由甲硫氨酸、胱氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸經$院亞碗酸脫酸酶生成亞?；撬?，再經氧化生成?；悄?維生素戰，與半就亞確酸脫酸展活性密切相關，新生兒體內半曉亞磺酸脫酸酶的活性低于成年人。

?；撬嶂饕杂坞x氨基酸的形式存在，約占人體游離氨基酸總量的50%，廣泛分布于人體的各組織器官中，其中以神經、肌肉和腺體中含量最高。

大量研究表明，?；撬峋哂卸喾N生理和生物學功效。包括結合膽汁酸、抗氧化作用、促進腦細胞發育、提高神經傳導和視覺功能、調節細胞內鈣的穩態、增強免疫力等作用。?；撬徇€可改善再灌注心臟的低功能狀態，減少心律失常的發生，增強細胞膜的穩定性。

?；撬崛狈C體的視覺、中樞神經系統和心血管系統均會產生不利影響，表現在幼兒生長發育遲緩;光感受器退化，使光傳導功能受到抑制，導致視覺障礙:影響神經細胞的正常生長發育;?；撬崛狈π孕牧λソ叩?。

我國居民膳食指南尚無成人推薦用量及可耐受最高攝入量標準。研究發現，不挑食人群從飲食中攝入的?；撬嵩?-400mg/d。世界各國人均年消費?；撬岬牧?日本60g。美國50g,英國34g,德國32g,我國不足0.2g。

我國于1993年批準?；撬釣槭称诽砑觿胗變菏称窂娀瘎?。GB14880-2012 《食品安全國家標準食品營養強化劑使用標準》規定，允許在乳制品及豆粉制品和飲料等食品中使用。GB29922-2013《食品安全國家標準特殊醫學用途配方食品通則》規定，允許?；撬嶙鳛榭蛇x擇性成分在特殊醫學用途全營養配方食品中使用。?；撬峥勺鳛闋I養強化劑用于多種食品(調制乳粉、豆粉、豆漿粉、豆漿、含乳飲料、特殊用途飲料、風味飲料、固體飲料類、果凍)，也可作為選擇性成分在特殊醫學用途全營養配方食品中使用。

本文來自：特醫食品研發前沿動態