大豆分离蛋白在婴儿配方奶粉中的应用及安全性.pdf

乳 品 加 工Dairy Industry 402 0 0 7 . 1 1 摘要 乳清粉涨价对中国婴儿 配方奶粉市场的冲击， 为大豆 分离蛋白 （S P I ） 的使用带来了 新的契机。 本文综述了国内外 大豆分离蛋白在婴儿配方奶粉 中的应用发展及现状， 并探讨 了大豆分离蛋白的安全性， 以 期为乳品企业的实际生产提供 指导。 关键词：大豆分离蛋 白；婴儿配方奶粉；安 全；应用 婴 幼 儿 配 方 奶 粉 需 要 调 整 乳 清 蛋 白 和 牛 奶 酪 蛋 白 的 比 例 ， 以 保 证 蛋 白 质 的 质量。一般采用脱盐乳清粉，另外可 采 用 大 豆 分 离 蛋 白 ， 最 终 使 奶 粉 中 各 种 蛋 白 质 的 比 例 接 近 母 乳 。 但 作 为 婴 儿 配 方 奶 粉 重 要 原 料 之 一 的 乳 清 粉 ， 却 面 临 着 国 际 市 场 价 格 上 涨 的巨大压力。2 0 0 7年美国农业部 （ U S D A ） 公 布 乳 品 原 料 全 线 涨 价 ， 来 自 国 内 乳 糖 、 乳 清 粉 贸 易 商 的 信 息 也 显 示 ， 国 内 乳 清 粉 市 场 近 日 整 体 维 持 货 缺 价 高 的 格 局 。 长 期 以 来 ， 我 国 乳 清 粉 就 一 直 依 赖 进 口 ， 这 势 必 会 影 响 我 国 婴 儿 配 方 奶 粉 产 业 的 发 展 。 从我国的实际情况来看，豆基婴 儿 配 方 食 品 是 那 些 对 牛 奶 蛋 白 质 过 敏 的 婴 儿 和 腹 泻 消 化 不 良 的 婴 儿 的 另 一 选 择 。 但 是 由 于 人 们 对 大 豆 分 离 蛋 白 在 婴 儿 配 方 奶 粉 中 应 用 的 现 状 及 安 全 性 还 缺 乏 足 够 了 解 ， 所 以 影 响 了 大 豆 分 离 蛋 白 在 婴 儿 配 方 奶 粉 中 的 应 用 。 因 此 ， 很 有 必 要 对 大 豆 分 离 蛋 白 的 安 全 性 和 在 婴 儿 配 方 奶 粉 中 的 应 用 作 一 综 述 。 1 大 豆 分 离 蛋 白 的 简 介 大 豆 蛋 白 质 的 氨 基 酸 组 成 与 牛 奶 蛋 白 质 相 近 。 大 豆 分 离 蛋 白 又 称 为 等 电 点 蛋 白 ， 是 以 低 温 大 豆 粕 为 原 料 ， 采 用 先 进 的 加 工 技 术 制 成 的 一 种 蛋 白 质 含 量 高 达9 0 % 以 上 的 功 能 性 食 品 添 加 剂 ， 它 具 有 良 好 的 溶 解 性 、 乳 化 性 、 起 泡 性 、 持 水 性 和 粘 弹 性 。 早 在2 0 世 纪 初 ， 美 国 就 已 研 究 开 发 出 大 豆 分 离 蛋 白 。 但 是 由 于 技 术 难 度 高 ， 直 到2 0 世 纪6 0 年 代 中 期 ， 大 豆 分 离 蛋 白 才 得 以 应 用 。 目 前 ， 世 界 大 豆 分 离 蛋 白 的 年 产 量 约4 0 万 5 0 万 吨 ， 增 长 势 头 十 分 强 劲 。 我 国 自2 0 世 纪8 0 年 代 初 开 始 生 产 大 豆 分 离 蛋 白 ， 主 要 是 随 着 肉 制 品 加 工 业 的 发 展 而 迅 速 发 展 起 来 的 。 由 于 国 内 生 产 的 大 豆 分 离 蛋 白 的 质 量 和 功 能 特 性 与 国 外 相 比 有 较 大 差 距 ， 所 以 每 年 仍 要 进 口 大 豆 分 离 蛋 白 约2 万 吨 ， 给 国 内 大 豆 分 离 蛋 白 市 场 造 成 严 重 冲 击 ， 给 企 业 带 来 很 大 压 力 。 2 大 豆 分 离 蛋 白 基 婴 儿 配 方 奶 粉的国内外进展 2 . 1 国 外 进 展 大豆分离蛋白在 婴 儿 配 方 奶 粉 中 的 应 用 及 安 全 性 高连胜 李晓东 东北农业大学食品学院 李铁红 黑龙江摇篮乳业股份有限公司 412 0 0 7 . 1 1 在东方，给婴儿喂食大豆蛋白营 养 物 有 几 百 年 的 历 史 ， 但 是 第 一 次 使 用 大 豆 配 方 是 在1 9 0 9 年 。 早期的豆基配方奶粉使用的是豆 粉 ， 它 与 现 在 的 大 豆 分 离 蛋 白 相 比 ， 蛋 白 质 消 化 率 和 总 蛋 白 质 含 量 均 较 低 。 豆 粉 中 含 有 许 多 非 蛋 白 成 分 ， 比 如 大 豆 碳 水 化 合 物 、 纤 维 素 、 肌 醇 六 磷 酸 和 抑 制 剂 ， 现 在 人 们 在 生 产 大 豆 分 离 蛋 白 时 ， 已 能 够 将 它 们 除 去 。 2 0 世 纪6 0 年 代 初 ， 大 豆 分 离 蛋 白 取 代 了 豆 粉 被 添 加 到 婴 儿 配 方 奶 粉 中 。 大 豆 分 离 蛋 白 消 化 率 为9 7 % 以 上 ， 必 需 氨 基 酸 浓 度 较 高 且 搭 配 合 理 。 除 了 蛋 氨 酸 ， 现 在 的 豆 基 配 方 奶 粉 还 添 加 了 碘 、 肉 毒 碱 、 牛 磺 酸 、 胆 碱 和 纤 维 糖 。 豆 基 配 方 奶 粉 各 种 营 养 素 符 合 美 国 婴 儿 学 院 的 推 荐 量 ， 满 足 婴 儿 配 方 法 规 （ 1 9 8 0 年 制 定 ， 1 9 8 6 年 修 订 ） 中 针 对 足 月 产 婴 儿 的 质 量 标 准 ， 也 满 足 美 国 食 品 药 品 管 理 局 制 定 的 质 量 要 求 。 在 美 国 每 年 大 约 有3 6 % 的 婴 儿 在1 月 龄 期 间 食 用 豆 基 婴 儿 配 方 奶 粉 。 2 . 2 国 内 进 展 早 在1 9 1 6 年 伍 连 德 就 对 母 乳 代 用 品 作 了 介 绍 。 1 9 2 6 年 ， 祝 慎 之 开 始 对 以 大 豆 为 基 础 的 母 乳 代 用 品 作 了 系 统 研 究 ， 认 为 豆 浆 补 充 其 它 原 料 后 可 以 代 替 牛 乳 甚 至 母 乳 作 为 婴 儿 主 食 。 1 9 5 4 年 ， 周 启 源 教 授 成 功 研 制 “ 5 4 1 0 ” 婴 儿 糕 配 方 ， 在 全 国 推 广 以 后 受 到 消 费 者 好 评 。 但 是1 9 7 8 年 ， 北 京 、 天 津 、 上 海 、 广 州 、 武 汉 等 儿 童 食 品 厂 仅 生 产4 0 0 0 吨 “ 5 4 1 0 ” 婴 儿 糕 ， 供 需 差 距 很 大 ， 产 品 质 量 也 存 在 一 些 问 题 。 1 9 9 5 年 ， 乐 百 氏 公 司 采 用 中 国 医 学 科 学 院 食 品 与 卫 生 研 究 所 的 “ 5 4 1 0 ” 配 方 ， 在 内 蒙 古 通 辽 市 乳 品 厂 代 加 工 生 产 以 谷 物 为 基 础 的 婴 儿 配 方 食 品 。 1 9 9 9 年 ， 黑 龙 江 省 乳 品 工 业 技 术 开 发 中 心 研 制 成 功 非 乳 基 婴 儿 配 方 奶 粉 ， 通 过 省 级 技 术 鉴 定 并 在 完 达 山 乳 业 集 团 试 产 。 张 玉 洁 等 对 大 豆 蛋 白 基 婴 儿 配 方 奶 粉 的 营 养 效 果 进 行 了 观 察 ， 并 与 国 产 婴 儿 配 方 奶 粉 及 国 外 同 类 产 品 （ 美 国 惠 氏 爱 儿 素 ） ， 在 促 进 婴 儿 生 长 发 育 、 脑 发 育 、 P E R 等 方 面 进 行 了 比 较 。 大 豆 蛋 白 基 婴 儿 配 方 奶 粉 动 物 实 验 显 示 ， 其 营 养 效 果 等 同 于 国 外 同 类 产 品 （ 美 国 惠 氏 爱 儿 素 ） 。 3 大 豆 分 离 蛋 白 在 婴 儿 配 方 奶 粉 中 应 用 的 安 全 性 有研究指出，豆基婴儿配方奶粉 对 于 促 进1 岁 婴 儿 的 生 长 并 改 善 其 营 养 状 况 都 可 得 到 良 好 的 效 果 ； 但 同 时 ， 早 期 摄 入 豆 类 及 异 黄 酮 对 成 年 期 产 生 的 长 期 效 应 已 受 到 关 注 。 最 近 由 于 食 用 大 豆 分离蛋白引起的腹泻、过敏、绞痛、 铝中毒等安全性问题也倍受关注。 3 . 1 大豆蛋白不会导致糖尿病的机率 增加 大豆蛋白配方奶粉是不含乳糖的， 对于半乳糖血症或缺乏乳糖酶的婴儿， 大 豆 蛋 白 配 方 是 安 全 的 ； 大 豆 蛋 白 基 配 方 奶 粉 以 蔗 糖 作 为 碳 水 化 合 物 ， 对 于 缺 乏 蔗 糖 异 麦 芽 糖 酶 和 遗 传 的 果 糖 不 耐 症的婴儿来说，它是禁止食用的。 糖尿病老鼠模型的研究显示，当 喂以大豆食品时，患糖尿病的机率增 加。然而，使用大豆分离蛋白或水解 大豆蛋白喂养，却没有明显增加。这 表 明 婴 儿 配 方 奶 粉 中 的 大 豆 蛋 白 并 不 会 导致糖尿病的机率增加。 3 . 2 大 豆 蛋 白 可 使 急 性 痢 疾 的 持 续 时 间 缩 短 大 量 研 究 显 示 ， 由 于 大 豆 蛋 白 配 方 奶 粉 中 不 含 乳 糖 ， 因 此 可 以 使 婴 儿 从 急 性 痢 疾 （ 短 暂 的 乳 糖 酶 缺 乏 ） 中 恢 复 。 大 多 数 婴 儿 在 立 即 补 水 之 后 ， 可 以 接 着 用 母 乳 或 标 准 的 牛 奶 或 大 豆 配 方 奶 粉 来 治 愈 。 B r o w n 指 出 ， 食 用 含 乳 糖 的 配 方 奶粉，急性痢疾治愈的失败率为 2 2 % ，而食用不含乳糖的配方奶粉时 仅 为1 2 % 。 同时， 通过添加额外的大 豆 多 糖 纤 维 或 其 它 混 合 成 分 的 膳 食 ， 液 态大便的持续时间可能缩短。 3 . 3 大 豆 蛋 白 基 配 方 奶 粉 产 生 的 抗 原 性 任 何 摄 取 的 高 分 子 量 的 蛋 白 质 都 是 肠 道 免 疫 系 统 的 抗 原 。 在 大 豆 分 离 蛋 白 中 ， 主 要 包 含 分 子 量 为1 8 0 k D a 的 伴 大 豆 球 蛋 白 和 分 子 量 为3 2 0 k D a 的 大 添 加 剂 Additives 乳 品 加 工Dairy Industry 422 0 0 7 . 1 1 豆球蛋白。 报 道 大 豆 蛋 白 配 方 奶 粉 可 引 起 剧 烈 肠 胃 反 应 已 经 有3 0 多 年 了 。 有 研 究 证 实 了 它 对 小 肠 的 损 害 ， 腹 腔 茸 毛 的 损 害 伴 随 着 吸 收 不 良 ， 血 清 蛋 白 减 少 和 肠 下 垂 ； 停 喂 大 豆 蛋 白 基 配 方 奶 粉 后 ， 这 些 症 状 随 即 消 除 。 婴 儿 喂 以 大 豆 蛋 白 基 配 方 奶 粉 后 ， 可 引 起 剧 烈 的 小 肠 结 肠 炎 ， 症 状 为 血 腹 泻 、 溃 疡 、 急 性 和 慢 性 的 剧 烈 肠 部 疾 病 。 停 喂 大 豆 蛋 白 配 方 奶 粉 ， 而 喂 以 蛋 白 水 解 物 配 方 奶 粉 后 ， 这 些 症 状 很 快 消 除 。 有 研 究 表 明 ， 大 多 数 小 孩 ， 可 以 在5 岁 之 后 重 新 安 全 食 用 大 豆 蛋 白 ； 另 外 ， 约 有6 0 % 的 婴 儿 食 用 牛 奶 蛋 白 配 方 奶 粉 ， 也 可 导 致 小 肠 结 肠 炎 ， 他 们 也 同 样 对 大 豆 蛋 白 过 敏 。 这 些 食 用 蛋 白 质 导 致 的 肠 下 垂 和 小 肠 结 肠 炎 ， 并 不 是 由 I g E 调 节 的 ， 而 是 一 种 与 年 龄 有 关 的 大 豆 蛋 白 瞬 时 超 敏 性 。 3 . 4 大 豆 蛋 白 基 配 方 奶 粉 的 致 过 敏 性 食 品 过 敏 是 相 对 较 少 的 ， 一 般 是 免 疫系统对食物蛋白的强烈反应。1 9 2 9 年 ， H i l l 和 S t u a r t 指 出 与 喂 食 牛 奶 相 比 ， 大 豆 蛋 白 对 婴 儿 有 致 过 敏 性 。 临 床 数 据 、 动 物 模 型 和 生 化 研 究 结 果 显 示 ， 与 其 它 食 品 过 敏 原 相 比 ， 大 豆 蛋 白 有 较 低 的 致 过敏性，这与临床结果相一致。 H a l p e r n 等 人 对 喂 食 母 乳 、 牛 奶 配 方 或 大 豆 蛋 白 基 配 方 奶 粉 的 健 康 婴 儿 进 行 了 比 较 ， 结 果 发 现 喂 食 大 豆 基 配 方 奶 粉 的 婴 儿 产 生 过 敏 反 应 的 占0 . 5 % ， 而 喂 以 牛 奶 基 奶 粉 的 占1 . 8 % 。 该 比 例 与 F o m o n 对 大 豆 蛋 白 基 配 方 奶 粉 的 研 究 一 致 ， 小 于1 % 的 婴 儿 对 大 豆 蛋 白 配 方 奶 粉有反应。但是，对于高危婴儿的研 究 显 示 ， 大 豆 蛋 白 基 配 方 奶 粉 和 牛 奶 基 配 方 奶 粉 一 样 ， 在 过 敏 疾 病 的 预 防 或 防 治方面，没有差异。 3 . 5 大 豆 蛋 白 基 配 方 奶 粉 产 生 的 绞 痛 大 约1 0 % 2 0 % 的3 月 龄 婴 儿 会 发 生绞痛。理论认为，患绞痛是因为婴 儿 消 化 系 统 发 育 不 健 全 或 神 经 系 统 发 育 不全，也可能是因为个体差异，引发 机 体 刺 激 和 敏 感 。 新 生 儿 的 消 化 道 含 有 很少的酶或消化液，无法帮助分解食 物 ， 致 使 母 乳 或 配 方 奶 粉 中 的 蛋 白 质 变 成令婴儿腹痛的气体。 人们通常通过改变配方来寻求解 决 。 蔗 糖 和 纤 维 的 改 变 会 有 所 帮 助 ， 但 对 牛 奶 和 大 豆 蛋 白 配 方 奶 粉 的 限 制 性 试 验 并 没 有 说 明 大 豆 对 症 状 的 改 善 有 很 大 的 益 处 。 绞 痛 不 会 对 婴 儿 的 身 体 造 成 危 险，持续时间也不会太长。因为大多 数 绞 痛 通 常 在4 6 月 龄 减 轻 ， 在 这 个 时间段治疗是比较有效的。 3 . 6 大 豆 异 黄 酮 对 婴 儿 的 影 响 目前，对于豆基配方奶粉的研究 主 要 集 中 在 具 有 雌 激 素 活 性 的 大 豆 异 黄 酮 。 大 豆 异 黄 酮 主 要 包 括 染 料 木 黄 素 和 大豆苷元，可能对人体，特别是婴儿 的 健 康 产 生 影 响 。 婴 儿 从 大 豆 分 离 蛋 白 配 方 奶 粉 中 吸 收 的 大 豆 异 黄 酮 可 能 高 于 婴儿的需要量。但实验证明，大豆雌 激 素 对 人 出 生 后 雌 激 素 感 受 器 的 亲 和 力 较 低 ， 同 时 生 物 效 价 也 较 低 。 对 大 豆 异 黄 酮 安 全 性 的 深 入 研 究 发 现 ， 在 动 物 、 成 人 和 婴 儿 中 没 有 确 凿 的 证 据 表 明 异 黄 酮 对 人 体 健 康 、 生 长 发 育 或 繁 衍 后 代 产 生 影 响 。 研 究 表 明 ， 喂 以 豆 基 配 方 奶 粉 的 婴 儿 ， 在 营 养 摄 入 量 、 性 发 育 、 神 经 发 育 、 免 疫 发 育 或 甲 状 腺 疾 病 方 面 还 没 有 临 床 的 病 症 报 道 。 3 . 7 对 婴 儿 产 生 的 铝 中 毒 1 9 9 6 年 ， 美 国 婴 儿 研 究 院 发 表 了 一 篇 关 于 婴 儿 和 儿 童 铝 中 毒 的 文 章 ， 文 章 认 为 在 大 豆 基 配 方 奶 粉 中 含 有 大 量 的 铝 。 在 牛 奶 中 铝 的 含 量 是4 6 5 n g / m L ， 而 在 大豆蛋白配方奶粉中，含量为 6 0 0 1 3 0 0 n g / m L 。 铝 来 源 于 在 配 方 奶 粉 生 产 中 应 用 的 矿 物 质 盐 ， 所 以 大 豆 分 离 蛋 白 基 配 方 中 增 加 了 铝 的 摄 入 量 ， 可 能 导 致 骨 中 矿 物 质 的 减 少 ， 但 这 种 情 况 多 存 在 于 早 产 婴 儿 和 子 宫 中 生 长 延 迟 的 婴 儿 ， 对 于 肾 脏 功 能 正 常 的 足 月 产 婴 儿 ， 大 豆 蛋 白 基 配 方 奶 粉 中 的 铝 似 乎 无 实 质 性 的 危 险 。 4 婴 儿 配 方 粉 中 大 豆 分 离 蛋 白 溶 解性的提高 大豆分离蛋白在分散性、溶解性 和 稳 定 性 等 方 面 比 较 差 ， 一 般 通 过 改 性 加以改善。 4 . 1 酶 解 大 豆 分 离 蛋 白 酶 解 最 常 见 的 是 碱 性 蛋 白 酶 水 解 。 最 佳 工 艺 参 数 为 温 度6 0 ， p H 值8 . 0 ； 底 物 浓 度8 . 3 8 % ， 酶 与 底 物 浓 度 比4 . 5 % ； 水 解 时 间1 5 0 m i n ， 水 解 度0 . 2 2 。 但 是 这 种 方 法 对 产 品 的 风 味 有 很 大 影 响 ， 不 太 适 合 添 加 到 婴 儿 配 方 奶 粉 中 。 若 用 乙 醇 事 先 处 理 脱 脂 豆 粕 ， 将 有 助 于 大 豆 分 离 蛋 白风味 的 改 善 。 4 .