(一)常用蛋白質(zhì)

1.乳蛋白

乳蛋白是乳中最重要營(yíng)養(yǎng)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(nèi)的消化吸收率達(dá)97%-98%。牛乳中的蛋白質(zhì)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(lái)的蛋白質(zhì)就是酪蛋白，約占80%;剩余的溶解于乳清的蛋白質(zhì)均稱(chēng)為乳清蛋白，約占20%。

(1)酪蛋白的組成、來(lái)源及其功能特性牛乳中酪蛋白是幾種蛋白質(zhì)的復(fù)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(gòu)成，其中as-CN和β-CN可通過(guò)定量結(jié)合形成熱穩(wěn)定性強(qiáng)、大小一致的膠粒內(nèi)核，而r-CN排列在內(nèi)核的表面形成“殼保護(hù)顆?！?，倘若沒(méi)有K-CN，其他酪蛋白和鈣離子的復(fù)合物便會(huì)形成沉淀。

酪蛋白膠體中含有鈣和磷酸鹽，同時(shí)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(zhì)，因此，對(duì)于人體來(lái)說(shuō)酪蛋白既是必需氨基酸的來(lái)源，也是鈣和磷的重要來(lái)源。目前，酪蛋白在食品工業(yè)中已經(jīng)有廣泛應(yīng)用。

(2)乳清蛋白的組成、來(lái)源及其功能特性乳清經(jīng) 超濾后再經(jīng)噴霧干燥得到的粉末產(chǎn)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(lèi)，以上五類(lèi)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(yōu)質(zhì)蛋白，其賴(lài)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(jià)均高于酪蛋白。在功能性食品中，常用的乳清蛋白種類(lèi)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(jīng)過(guò)處理之后，首先得到的是WPC，其蛋白質(zhì)含量一般在35%-85%。WPC進(jìn)一步分離純化得到的是WPI,蛋白質(zhì)含量一-般在85%-90%。WPC或者WPI進(jìn)一步水解、純化得到的就是WPH,其蛋白質(zhì)含量一般在95%以上。

乳清蛋白的蛋白質(zhì)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(lái)區(qū)分等級(jí)。

研究發(fā)現(xiàn)，乳清蛋白除作為優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)來(lái)源外，它含有的多種活性成分對(duì)機(jī)體的糖代謝、脂質(zhì)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(diào)節(jié)等多種生物學(xué)活性功效。

2.大豆分離蛋白

大豆分離蛋白(SPI)是以生產(chǎn)大豆油脂產(chǎn)生的副產(chǎn)品，低變性脫脂大豆粕為原料，應(yīng)用現(xiàn)代食品工程技術(shù)分離得到的。大豆分離蛋白屬于完全蛋白質(zhì)，是植物蛋白中的優(yōu)質(zhì)蛋白之一。

同時(shí)，它還是優(yōu)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(xì)分為80多種類(lèi)型，廣泛應(yīng)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(chǎng)需求。大豆分離蛋白的蛋白質(zhì)含量一般在90%以上。

國(guó)內(nèi)外企業(yè)生產(chǎn)大豆分離蛋白普遍采用堿溶酸沉法，也有部分企業(yè)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(shí)際生產(chǎn)中，這些步驟根據(jù)設(shè)備的不同可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化流水作業(yè)。各個(gè)步驟在生產(chǎn)時(shí)都有明確的參數(shù)和操作要求。

(二)常用水解蛋白

蛋白質(zhì)在酸性、堿性、酶等條件下會(huì)發(fā)生水解，由于水解程度和斷鍵位置不同，生成不同分子質(zhì)量的肽及氨基酸，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為蛋白質(zhì)的水解，其生成的產(chǎn)物稱(chēng)為肽或者稱(chēng)為水解蛋白。水解蛋白一般為不同分子質(zhì)量肽鏈(和氨基酸)的混合物，通過(guò)控制工藝可以將大部分的分子控制在某一個(gè)特定的分子質(zhì)量范圍。蛋白質(zhì)在水解過(guò)程中，肽鍵被裂解的程度或百分比稱(chēng)為蛋白質(zhì)的水解度。如常見(jiàn)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(jīng)水解的產(chǎn)物，目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)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(duì)較低，而且安全性高，生產(chǎn)條件溫和易控制，適合大規(guī)模批量生產(chǎn)，通過(guò)條件控制可定位生產(chǎn)出不同水解度的蛋白產(chǎn)品。

同其他蛋白質(zhì)-樣，乳清蛋白主要在腸道進(jìn)行消化和吸收。水解乳清蛋白中的蛋白質(zhì)主要以短肽形式存在，在腸道中經(jīng)過(guò)初步酶解后，具有肽類(lèi)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(zhì)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(zhì)，不可作為特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品中主要來(lái)源。膠原蛋白是機(jī)體結(jié)締組織中重要的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，廣泛分布于人體各組織器官，起著支撐器官、保護(hù)機(jī)體的作用。

工業(yè)化制備的膠原蛋白通常是通過(guò)水解工藝生產(chǎn)而成的，原料通常來(lái)自于魚(yú)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(chǎn)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(dòng)性等應(yīng)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(qiáng)和維持肌膚的彈性和韌性，延緩肌膚的衰老，還可以促進(jìn)傷口愈合，維持關(guān)節(jié)健康等。常作為功能性蛋白加人特醫(yī)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(wú)需 經(jīng)過(guò)肝臟代謝的氨基酸，其主要代謝場(chǎng)所是骨骼肌，約占骨骼肌蛋白質(zhì)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(xiàn)在如下兩個(gè)方面。

(1)在手術(shù)、創(chuàng)傷、感染治療中的作用 

手術(shù)、創(chuàng)傷、感染，甚至饑餓情況下，支鏈氨基酸通過(guò)骨骼肌氧化給肌肉葡萄糖-丙氨酸循環(huán)和肌肉谷氨酰胺的合成提供能量和氮源。近年研究發(fā)現(xiàn)，支鏈氨基酸具有調(diào)節(jié)器的功能。在骨骼肌中，亮氨酸通過(guò)抑制蛋白質(zhì)降解和促進(jìn)蛋白質(zhì)合成而起到蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)率的調(diào)節(jié)器作用。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，亮氨酸在其中起著主要作用，其可使骨骼肌蛋白質(zhì)合成率提高50%，同時(shí)分解率降低25%。亮氨酸抑制蛋白質(zhì)分解的主要機(jī)制是其代謝產(chǎn)物a-酮戊己酸促進(jìn)胰島素分泌，同時(shí)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(rèn)為，創(chuàng)傷后支鏈氨基酸水平降低，并與創(chuàng)傷死亡率密切相關(guān)，故應(yīng)選擇富含支鏈氨基酸的配方。同時(shí)，因?yàn)榱涟彼釋?duì)蛋白質(zhì)合成的促進(jìn)作用，亮氨酸常用于增肌的運(yùn)動(dòng)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(yán)重肝臟疾病晚期的病人，肝臟功能?chē)?yán)重受損，胰島素和胰高血糖素的降解率降低，因而它們?cè)谘袧舛染猩?。同時(shí)因?yàn)橐雀哐撬厣叩母鼮槊黠@，導(dǎo)致胰島素/胰高血糖素比值下降，從而出現(xiàn)體內(nèi)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(zhì)中分解出來(lái)。此時(shí)又由于受損傷的肝臟將芳香族氨基酸轉(zhuǎn)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(yán)重時(shí)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(zhuǎn)運(yùn)通過(guò)血腦屏障，故存在拮抗作用。因芳香族氨基酸比例高而競(jìng)先進(jìn)人腦內(nèi)，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(xué)結(jié)構(gòu)與神經(jīng)遞質(zhì)去甲腎上腺素和多巴胺相似，但傳遞信息的生理功效卻遠(yuǎn)弱于去甲腎上腺素，所以這兩種物質(zhì)又稱(chēng)為假性神經(jīng)遞質(zhì)。

雖然如此，這兩種物質(zhì)的產(chǎn)生還是會(huì)造成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行激活系統(tǒng)功能失常，從而出現(xiàn)至大腦皮質(zhì)的興奮沖動(dòng)受阻，以至于大腦功能發(fā)生抑制，出現(xiàn)意識(shí)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(guò)參與蛋白質(zhì)、肌酐及多胺的合成，在維持正氮平衡、循環(huán)調(diào)節(jié)、機(jī)體激素分泌、免疫調(diào)控、腸黏膜屏障維護(hù)及腫瘤代謝方面發(fā)揮著重要作用。另外，精氨酸是嬰兒的必需氨基酸，長(zhǎng)期缺乏精氨酸必然影響其生長(zhǎng)發(fā)育。

我國(guó)1999年批準(zhǔn)精氨酸作為藥品使用，特別是在手術(shù)、創(chuàng)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(shí)可縮短住院時(shí)間。一般說(shuō)來(lái)，對(duì)于中等程度的創(chuàng)傷、手術(shù)或燒傷病人可以使用精氨酸，但對(duì)于嚴(yán)重感染、膿毒血癥等病人則不建議使用。另外，研究發(fā)現(xiàn)，精氨酸的功能作用與劑量相關(guān)，而且在機(jī)體炎性反應(yīng)和免疫功能的調(diào)節(jié)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(jìn)蛋白質(zhì)合成及創(chuàng)面修復(fù)、抑制炎性反應(yīng)。高劑量的精氨酸在刺激機(jī)體免疫細(xì)胞活動(dòng)的同時(shí)，也會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生大量炎性質(zhì)和自由基，從而放大炎性反應(yīng)，并加重組織損傷。另外也有Meta分析認(rèn)為，精氨酸強(qiáng)化的營(yíng)養(yǎng)治療可以部分改善患者的病情，但是有增加死亡率的風(fēng)險(xiǎn)。

我國(guó)GB2760-2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，L-精氨酸為允許使用的食品用香精，按生產(chǎn)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(guò)谷氨酰胺合成酶的酰胺化作用形成，同時(shí)也可由葡萄糖代謝產(chǎn)生的a-酮戊二酸通過(guò)轉(zhuǎn)氨化作用和酰胺化作用而產(chǎn)生。谷氨酰胺主要存儲(chǔ)于骨骼肌，同時(shí)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(lái)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(jī)體蛋白質(zhì)的合成;②防止或減少肌肉組織分解:③是小腸細(xì)胞的首要供能物質(zhì)，是結(jié)腸細(xì)胞的第二供能物質(zhì)，可協(xié)助水，鈉在小腸的運(yùn)轉(zhuǎn):④促進(jìn)胰腺細(xì)胞的生長(zhǎng);⑤維持和促進(jìn)谷胱甘肽的活性功能:⑥是免疫細(xì)胞增殖的必需成分:⑦具有抗優(yōu)郁的作用:⑧促進(jìn)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(jīng)脫皮基并將硫氧化為磺酸根而行生的種β-氨基酸，化學(xué)名為2-氨基乙磺酸。牛磺酸在體內(nèi)可由甲硫氨酸、胱氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸經(jīng)$院亞碗酸脫酸酶生成亞?；撬?，再經(jīng)氧化生成?；悄?維生素戰(zhàn)，與半就亞確酸脫酸展活性密切相關(guān)，新生兒體內(nèi)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(jīng)、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(xué)功效。包括結(jié)合膽汁酸、抗氧化作用、促進(jìn)腦細(xì)胞發(fā)育、提高神經(jīng)傳導(dǎo)和視覺(jué)功能、調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣的穩(wěn)態(tài)、增強(qiáng)免疫力等作用。?；撬徇€可改善再灌注心臟的低功能狀態(tài)，減少心律失常的發(fā)生，增強(qiáng)細(xì)胞膜的穩(wěn)定性。

?；撬崛狈?duì)機(jī)體的視覺(jué)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)均會(huì)產(chǎn)生不利影響，表現(xiàn)在幼兒生長(zhǎng)發(fā)育遲緩;光感受器退化，使光傳導(dǎo)功能受到抑制，導(dǎo)致視覺(jué)障礙:影響神經(jīng)細(xì)胞的正常生長(zhǎng)發(fā)育;?；撬崛狈π孕牧λソ叩取?

我國(guó)居民膳食指南尚無(wú)成人推薦用量及可耐受最高攝入量標(biāo)準(zhǔn)。研究發(fā)現(xiàn)，不挑食人群從飲食中攝入的?；撬嵩?-400mg/d。世界各國(guó)人均年消費(fèi)?；撬岬牧?日本60g。美國(guó)50g,英國(guó)34g,德國(guó)32g,我國(guó)不足0.2g。

我國(guó)于1993年批準(zhǔn)?；撬釣槭称诽砑觿胗變菏称窂?qiáng)化劑。GB14880-2012 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑使用標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品通則》規(guī)定，允許牛磺酸作為可選擇性成分在特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)配方食品中使用。?；撬峥勺鳛闋I(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑用于多種食品(調(diào)制乳粉、豆粉、豆?jié){粉、豆?jié){、含乳飲料、特殊用途飲料、風(fēng)味飲料、固體飲料類(lèi)、果凍)，也可作為選擇性成分在特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)配方食品中使用。

本文來(lái)自：特醫(yī)食品研發(fā)前沿動(dòng)態(tài)