嬰兒配方乳粉中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)及氨基酸分析研究進(jìn)展

宋曉青，張?zhí)觳?，賈云虹，楊 凱，馬 蕊，申雪然，李朝旭*

嬰兒配方乳粉中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)及氨基酸分析研究進(jìn)展

宋曉青，張?zhí)觳?，賈云虹，楊 凱，馬 蕊，申雪然，李朝旭*

（河北三元食品有限公司，河北 石家莊 050071）

本文對(duì)嬰兒配方乳粉中的蛋白質(zhì)從質(zhì)和量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，尤其對(duì)其營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了深入研究。以蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)的生物學(xué)法為參考，分析了5 種氨基酸分析評(píng)價(jià)法與生物學(xué)法的相關(guān)性，進(jìn)而得出等權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度分析法是各方法中與生物學(xué)法相關(guān)性最高的一種；在進(jìn)行食物中各種氨基酸與參考模式對(duì)應(yīng)氨基酸比較時(shí)，氨基酸比值系數(shù)較氨基酸比值更加科學(xué)。本文用等權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度分析法對(duì)配方乳粉中氨基酸組成與母乳模式進(jìn)行了相似度評(píng)價(jià)，并對(duì)配方乳粉中提供蛋白質(zhì)的主要原料進(jìn)行了氨基酸比較及互補(bǔ)性分析，為設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)蛋白質(zhì)質(zhì)、量兼優(yōu)的嬰兒配方乳粉提供系統(tǒng)的分析方法。

嬰兒配方乳粉；氨基酸比值系數(shù)；消化率校正的氨基酸評(píng)分；等權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度分析

母乳喂養(yǎng)是保證新生兒達(dá)到良好營(yíng)養(yǎng)狀況的基礎(chǔ)，其氨基酸模式好，生物利用率高，可滿足新生兒出生后早期快速生長(zhǎng)發(fā)育的需要[1]。早期母乳蛋白質(zhì)水平為10～13 g/L[2]，蛋白質(zhì)/能量比約1.8 g/100 kcal，是嬰兒合成蛋白質(zhì)及其體內(nèi)生物物質(zhì)的重要來(lái)源[3]，其必需氨基酸模式適合人體生長(zhǎng)，可減少蛋白需求，減輕新生兒期腎臟發(fā)育不成熟的代謝壓力，是新生兒時(shí)期最佳食物[4]。嬰兒配方乳粉是以牛乳、脫鹽乳清粉、乳清蛋白粉等牛乳分離提取物為主要蛋白原料，其蛋白質(zhì)組成和含量與母乳成分尚有一定差異。

過(guò)多或過(guò)少攝入蛋白質(zhì)，其生命表征不同。有研究表明 嬰兒的早期營(yíng)養(yǎng)，尤其是1周歲前，乳蛋白的過(guò)多攝入會(huì)使兒童早期超重[5]，且對(duì)生命健康有長(zhǎng)期的影響，是未來(lái)肥胖的重要風(fēng)險(xiǎn)因素。Socha等[6]2011年從蛋白質(zhì)對(duì)內(nèi)分泌響應(yīng)與生長(zhǎng)發(fā)育方面進(jìn)一步證明了這一觀點(diǎn)，嬰兒時(shí)期蛋白質(zhì)的攝入可調(diào)節(jié)類胰島素軸和胰島素的釋放，這與2歲幼兒的身高和體質(zhì)量指數(shù)相關(guān)。動(dòng)物和小范圍的人群研究實(shí)驗(yàn)證明，飲食尤其是蛋白質(zhì)的攝入可調(diào)控血液中類胰島素生長(zhǎng)因子（insulin-like growth factors，IGF）-Ⅰ，IGF軸調(diào)節(jié)早期生長(zhǎng)同時(shí)也影響人類體內(nèi)脂肪組織的分化和脂肪的形成。胃腸道除有消化吸收功能外，還是人體最大的免疫器官和分泌器官，保持腸道功能的動(dòng)態(tài)平衡對(duì)新生兒至關(guān)重要，需要適時(shí)、科學(xué)、合理的營(yíng)養(yǎng)攝入[7]。

蛋白質(zhì)的質(zhì)和量是嬰兒喂養(yǎng)食物的關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)[8]，蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)取決于所含各種氨基酸之間的平衡情況[9]。嬰兒配方乳粉的氨基酸模式與母乳模式越接近越有利于嬰兒的各項(xiàng)指標(biāo)的生長(zhǎng)發(fā)育。因此，對(duì)氨基酸分析方法的研究，比較分析各方法的科學(xué)性、實(shí)用性，可建立有效、系統(tǒng)的蛋白質(zhì)評(píng)價(jià)體系。

1 嬰兒配方乳粉中蛋白質(zhì)的含量

蛋白與能量比是評(píng)價(jià)食物蛋白質(zhì)含量的標(biāo)準(zhǔn)[10]。嬰兒的蛋白質(zhì)推薦攝入量，是指適度的身體活動(dòng)下形成適宜身體組織的氮平衡，加上形成健康組織增長(zhǎng)所需求蛋白質(zhì)的最低攝入量。1996年，Dewey等[11]就關(guān)于嬰兒蛋白質(zhì)的需求問(wèn)題進(jìn)行了討論，審查了1985年嬰兒和兒童蛋白質(zhì)的需求報(bào)告。建議母乳喂養(yǎng)嬰兒的需要值應(yīng)比1985年低10%～25%，如對(duì)于3～6 個(gè)月嬰兒，1985年報(bào)道[12]中推薦蛋白質(zhì)的安全攝入水平為1.85 g/（kg·d），在2007年報(bào)道[10]中則為1.14～1.36 g/（kg·d），2013版中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量（dietary reference intakes，DRIs）[13]對(duì)于0～6 個(gè)月嬰兒的推薦攝入量基于1.5 g/（kg·d）所得，則是2000版DRIs[14]推薦量的下限。

近些年國(guó)外研究機(jī)構(gòu)對(duì)嬰兒配方乳粉中的含量進(jìn)行了臨床方面的科學(xué)研究。1998年，Raiten等[15]對(duì)嬰兒配方食品進(jìn)行了營(yíng)養(yǎng)評(píng)估，建議乳基配方食品的真蛋白的最小值為1.7 g/100 kcal，若產(chǎn)品提供的蛋白質(zhì)含量等于或接近此數(shù)值需進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)證明。Akeson等[16]的研究表明蛋白含量在1.9～2.2 g/100 kcal的配方乳粉喂養(yǎng)6 個(gè)月嬰兒與母乳、配方乳粉混合喂養(yǎng)的嬰兒蛋白代謝情況相似。在Raiha等[17]的研究中，報(bào)道食用蛋白為1.8 g/100 kcal的乳清強(qiáng)化配方乳粉，4 月齡嬰兒的體質(zhì)量和身長(zhǎng)與母乳喂養(yǎng)和2.2 g/100 kcal符合標(biāo)準(zhǔn)的配方乳粉接近。Fomon等[18]用1.7 g/100 kcal的配方乳粉進(jìn)行的喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中表明其蛋白攝入水平可滿足正常身長(zhǎng)需求，但疑惑的是此測(cè)試組的體質(zhì)量和身長(zhǎng)較2.2～2.5 g/100 kcal的參照組水平較高，這可能跟其蛋白質(zhì)含量與能量比偏低，而增加了飲奶量的攝入有關(guān)。通過(guò)上述研究可以看出，乳基嬰兒配方乳粉蛋白質(zhì)與能量比值在1.85 g/100 kcal的水平（真蛋白與能量比為1.7 g/100 kcal），可基本滿足嬰兒需求且為安全水平[10]。

目前市場(chǎng)嬰兒配方乳粉中各品牌代表產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量與能量比值情況，如圖1所示，比值范圍在1.88～2.43 g/100 kcal之間。樣品中蛋白質(zhì)含量與能量比值一般均為產(chǎn)品的標(biāo)簽標(biāo)識(shí)值，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定乳基嬰兒配方乳粉蛋白質(zhì)的含量最小值為1.88 g/100 kcal，最大值為2.93 g/100 kcal。由此可看出不同品牌、不同產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念不同，其蛋白質(zhì)含量及組成則有不同程度的設(shè)計(jì)空間。

圖1 嬰兒配方乳粉中蛋白質(zhì)含量與能量比Fig.1 Ratio of protein and energy in infant formula powder

2 嬰兒配方乳粉中蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)方法

蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)方法呈現(xiàn)了復(fù)雜性和多樣性，本文將其評(píng)價(jià)方法概括為生物學(xué)法[19]和氨基酸分析評(píng)價(jià)法（即氨基酸評(píng)分[13]、化學(xué)評(píng)價(jià)法[19]）。生物學(xué)法主要是通過(guò)動(dòng)物或人體實(shí)驗(yàn)測(cè)定食物蛋白質(zhì)在體內(nèi)的利用率；氨基酸評(píng)價(jià)法主要是對(duì)食物中的氨基酸進(jìn)行分析，并與參考氨基酸模式比較評(píng)價(jià)。生物學(xué)法是評(píng)定食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的可靠方法[20]，但是該系列方法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累時(shí)間長(zhǎng)，不能滿足生產(chǎn)中對(duì)原料或成品蛋白質(zhì)的快速分析評(píng)價(jià)，隨著對(duì)蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)特性研究的深入，氨基酸分析評(píng)價(jià)越來(lái)越受到科學(xué)研究的關(guān)注。

2.1 蛋白質(zhì)的生物學(xué)評(píng)價(jià)

生物學(xué)法主要包括蛋白質(zhì)功效比值（protein efficiency ratio，PER）[13,19]、蛋白質(zhì)生物價(jià)（biological value，BV）、凈蛋白利用率（net protein-utilization，NPU）[19-21]和氮平衡指數(shù)（nitrogen balance index，NBI）等。PER=實(shí)驗(yàn)期內(nèi)動(dòng)物體質(zhì)量增加量/g/實(shí)驗(yàn)期內(nèi)蛋白質(zhì)攝入量/g，是指實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，動(dòng)物平均每攝入1 g蛋白質(zhì)時(shí)所增加的體質(zhì)量；BV=氮儲(chǔ)留量/氮吸收量×100，是反映食物蛋白質(zhì)消化吸收后，被機(jī)體利用程度的一項(xiàng)指標(biāo)；NPU=生物價(jià)×消化率=（氮儲(chǔ)留量/食物氮含量）×100，是考慮了蛋白質(zhì)消化率的食物蛋白質(zhì)的利用率。

2.2 蛋白質(zhì)的氨基酸分析評(píng)價(jià)

依據(jù)營(yíng)養(yǎng)平衡法則，氨基酸的不足與過(guò)剩，均影響人體對(duì)蛋白質(zhì)的吸收利用情況。食物氨基酸組成及含量與參考模式各氨基酸的綜合評(píng)價(jià)則是對(duì)蛋白質(zhì)的一種質(zhì)的評(píng)價(jià)方法。

2.2.1 食物各氨基酸與參考氨基酸模式的比較分析

食物中各氨基酸與參考模式對(duì)應(yīng)各氨基酸的比較方法有氨基酸比值[13]與氨基酸比值系數(shù)[22]兩種。氨基酸比值是指一定量食物的各氨基酸含量，相當(dāng)于模式中各氨基酸的倍數(shù)。氨基酸比值系數(shù)則是食物各氨基酸比值與各氨基酸比值的均數(shù)之比。氨基酸比值系數(shù)的意義重在修正了食物氨基酸的相對(duì)比值，使不同食物中的各氨基酸比值處在同一比較水平，即以參考模式氨基酸水平為基礎(chǔ)。由此可見(jiàn)，氨基酸比值系數(shù)較氨基酸比值更有效、科學(xué)。參考模式可以是理想食物中的各氨基酸組成、也可以是不同年齡人群氨基酸需求模式的各氨基酸組成或是對(duì)比食物中的各氨基酸組成。嬰兒配方乳粉可以以母乳的氨基酸組成或0～6 月齡嬰兒對(duì)氨基酸的需求為參考，如聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織/世界衛(wèi)生組織/聯(lián)合國(guó)大學(xué)（Food and Agriculture Organization/World Health Organization/United Nations University，F(xiàn)AO/WHO/UNU）列出的0～6 月齡嬰兒必需氨基酸的需求模式[12]。

2.2.2 評(píng)價(jià)食物氨基酸與參考模式氨基酸的相似度

人體所需的必需氨基酸的數(shù)量及比例同人體的需要接近時(shí)，才能合成人體的組織蛋白，反之則會(huì)影響食物中蛋白質(zhì)的利用[23]。氨基酸分析評(píng)價(jià)法的科學(xué)性與有效性可通過(guò)氨基酸評(píng)價(jià)法與生物法的相關(guān)性證明。

目前可用于蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)的氨基酸分析評(píng)價(jià)法有蛋白質(zhì)消化率校正的氨基酸評(píng)分（protein digestibility corrected amino acid score，PDCAAS）、氨基酸比值系數(shù)法（score of ratio coefficient，SRC）[22]、氨基酸Person’s相關(guān)系數(shù)法[24-25]、氨基酸平衡度法（1-imbalance degree，1-IBD）[26]、氨基酸等權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度法[20]、失衡度[26]和貼近度[27]。PDCAAS是將食物中的各氨基酸與參考模式各氨基酸之比經(jīng)食物蛋白消化率校正，由第一限制氨基酸決定該食物蛋白的最終得分，校正值最低的氨基酸為第一限制氨基酸；SRC是一種經(jīng)食物各氨基酸變異系數(shù)修正的一種評(píng)價(jià)方法[22]；氨基酸平衡度法是通過(guò)氨基酸數(shù)學(xué)模型的失衡度（IBD）間接作為評(píng)價(jià)的方法；氨基酸Person’s相關(guān)系數(shù)法是食物各氨基酸與參考模式氨基酸的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)越高，相似度越高；氨基酸等權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度法是將參考模式各氨基酸值設(shè)立為標(biāo)準(zhǔn)參考序列曲線，將食物各氨基酸值的曲線進(jìn)行幾何性狀的數(shù)學(xué)模型分析，得到關(guān)聯(lián)度r值，r值越高相似度越高；幾種方法均是對(duì)蛋白質(zhì)氨基酸組成的綜合評(píng)價(jià)，但各方法與生物法的相關(guān)性不同。本文對(duì)常用的5 種氨基酸分析評(píng)價(jià)法（PDCAAS、SRC、1-IBD、氨基酸Person’s相關(guān)系數(shù)法、氨基酸等權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度法）分別與生物法進(jìn)行相關(guān)性分析。依據(jù)參考文獻(xiàn)中的計(jì)算原理及運(yùn)行過(guò)程，對(duì)食物中的氨基酸與參考氨基酸進(jìn)行系統(tǒng)分析，得出各氨基酸評(píng)價(jià)法與生物評(píng)價(jià)法之間相關(guān)性，進(jìn)而得知與生物法相關(guān)性最高的氨基酸分析評(píng)價(jià)法。

2.2.3 5 種氨基酸分析評(píng)價(jià)法與生物法的相關(guān)性

對(duì)蛋白質(zhì)的生物學(xué)評(píng)價(jià)與化學(xué)指數(shù)評(píng)價(jià)進(jìn)行橫向比較，需在緊密聯(lián)合的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行，即食物生物評(píng)價(jià)、蛋白質(zhì)消化率、氨基酸含量數(shù)據(jù)有嚴(yán)謹(jǐn)、系統(tǒng)、科學(xué)的研究、報(bào)道，通過(guò)對(duì)相關(guān)報(bào)道的篩選、比較分析，本文采用Mensa-Wilmot等[21]的原始數(shù)據(jù)結(jié)合雷興剛[20]、孫文志[9]等對(duì)評(píng)價(jià)方法的研究進(jìn)行了分析。通常氨基酸含量檢測(cè)的表示方法有：百分比、g/100 g產(chǎn)品、mg/g pro。本文以mg/g pro為單位，對(duì)氨基酸模式進(jìn)行分析比較，排除了產(chǎn)品中蛋白的含量對(duì)氨基酸模式的干擾（表1、2）。

表1 擠壓膨化谷類/豆類混合物的氨基酸組成和FAO/WHO推薦需要量[28]Table 1 Amino acid profiles of extruded cereal/legume mixture and the recommended intakes of amino acid by FAO/WHO[28]

表2 擠壓膨化谷類/豆類混合物的PER、NPR及混合物的各氨基酸分析評(píng)價(jià)法結(jié)果Table 2 PER, NPR of extruded cereal/legume mixture and evaluation of amino acids

表3 5 種氨基酸評(píng)價(jià)法與PER、NPR的相關(guān)性Table 3 Correlation between 5 evaluation methods based on amino acid analysis and PER or NPR

由表3可知，5 種氨基酸評(píng)價(jià)法與生物法相關(guān)性排序依次為等權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度＞Person’s相關(guān)度＞SRC＞1-IBD＞PDCAAS，其中PDCAAS與生物法成負(fù)相關(guān)性，SRC、1-IBD與生物法的相關(guān)性也較低，分別為0.480、0.676和0.471、0.668。Person’s相關(guān)度與PER、NPR的相關(guān)系數(shù)r分別為0.567、0.761（P=0.079）；等權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度與PER、NPR的相關(guān)系數(shù)r分別為0.962（P=0.002）、0.961（P=0.002），且其他4 種氨基酸評(píng)價(jià)法與灰色關(guān)聯(lián)度分析法的相關(guān)系數(shù)均＜0.8，因此，對(duì)食物氨基酸與參考模式進(jìn)行等權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度分析可反映出食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值或相似度。5 種方法的相關(guān)度排序在以另一種氨基酸組成為參考模式時(shí)其排序可能會(huì)發(fā)生改變，如國(guó)際食品法典委員會(huì)（Codex Alimentarius Commission，CAC）[29]母乳氨基酸，相關(guān)度排序則為等權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度＞Person’s相關(guān)度＞1-IBD＞SRC＞PDCAAS，灰色關(guān)聯(lián)度法與PER、NPU的相關(guān)系數(shù)r分別降為0.917（P=0.01）、0.943（P=0.005），SRC、1-IBD與生物法的相關(guān)性降低，且順序更改，分別為0.286、0.459和0.287、0.462。Person’s相關(guān)度與PER、NPU的相關(guān)性提高分別為0.602、0.787；因此改變參考模式或其中某幾種氨基酸的數(shù)值，則影響各方法與生物學(xué)特性的相關(guān)性，即參考模式對(duì)相關(guān)度起關(guān)鍵性影響。蛋白質(zhì)的氨基酸組成不同其營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量有所不同[30]，食物蛋白中每種氨基酸與參考模式對(duì)應(yīng)氨基酸的比值最低則為第一限制氨基酸，PDCAAS即是由第一限制氨基酸決定該食物蛋白質(zhì)的最終得分[31]，PDCAAS是目前對(duì)蛋白質(zhì)評(píng)價(jià)應(yīng)用較普遍、簡(jiǎn)單易行的方法[32]。綜合這5 種氨基酸評(píng)價(jià)法與生物評(píng)價(jià)法的相關(guān)性得出，等權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度分析法為綜合氨基酸分析評(píng)價(jià)法中有效的方法之一，其在運(yùn)行以母乳氨基酸模式代替嬰兒需求的氨基酸模式后，與生物法的相關(guān)性降低，這可能與母乳氨基酸轉(zhuǎn)化為體內(nèi)氨基酸存在一定的系數(shù)有關(guān)。

氨基酸模式是決定蛋白質(zhì)質(zhì)量的第一重要因素，同時(shí)蛋白質(zhì)的消化率則是第二重要因素[21]。在評(píng)價(jià)原料、配方乳粉和母乳氨基酸模式時(shí)，未考慮消化率對(duì)氨基酸模式接近度的影響。在谷物氨基酸分析評(píng)價(jià)與生物學(xué)法相關(guān)性比較中，若將各谷物氨基酸數(shù)值通過(guò)消化率校正，相關(guān)性下降或成負(fù)相關(guān)，進(jìn)而從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度說(shuō)明氨基酸模式可能是影響蛋白質(zhì)消化率的內(nèi)在因素之一。

3 嬰兒配方乳粉的氨基酸分析

氨基酸分析可用作嬰幼兒配方食品的蛋白質(zhì)評(píng)價(jià)[15]。本文將市場(chǎng)嬰兒配方乳粉中氨基酸組成與母乳模式，通過(guò)等權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.1 嬰兒配方乳粉氨基酸模式與母乳模式的比較分析

對(duì)嬰兒配方乳粉氨基酸模式分析的主要目的是評(píng)價(jià)其與目標(biāo)模式母乳或推薦模式的相關(guān)程度。推薦模式是指在一定范圍內(nèi)達(dá)到正常身高、體質(zhì)量所需的各氨基酸組合；各種氨基酸在參與腸道代謝與炎癥、免疫機(jī)制的調(diào)節(jié)發(fā)揮著不同作用，然而關(guān)于人體尤其是嬰兒對(duì)于單一的氨基酸需求量并無(wú)較多的深入研究報(bào)道，且參與蛋白質(zhì)合成與代謝的酶系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定。母乳氨基酸模式則可能包含了潛在的、具有一定功能的氨基酸模式，因此，本文選用母乳氨基酸為參考模式。

WHO和CAC中母乳氨基酸組成，相比除酪氨酸外各氨基酸數(shù)值接近，由表4可知，WHO數(shù)據(jù)中酪氨酸較CODEX明顯偏高，而CAC與歐盟標(biāo)準(zhǔn)[33]中各氨基酸數(shù)值較一致，因此采用CAC數(shù)值為參考氨基酸模式。

表4 WHO和CAC母乳中氨基酸模式Table 4 Amino acid patterns of human milk proposed by the WHO and the CAC

表5 CAC母乳氨基酸模式及嬰兒配方乳粉中氨基酸組成Table 5 Amino acid pattern of human milk and amino acid composition of infant milk powders proposed by the CAC

由表5可知，母乳氨基酸模式及嬰兒配方乳粉中氨基酸組成，再結(jié)合當(dāng)前配方乳粉與母乳模式的接近度（表6），可間接評(píng)價(jià)其蛋白質(zhì)的品質(zhì)。此外，對(duì)配方乳粉與母乳氨基酸的比較分析重在找出限制性氨基酸，通過(guò)計(jì)算配方乳粉與母乳氨基酸的比值系數(shù)，可明確提高配方乳粉中蛋白質(zhì)品質(zhì)的方向，判斷是否考慮補(bǔ)充添加相應(yīng)的原料。

表6 嬰兒配方乳粉氨基酸組成與母乳模式的相關(guān)度Table 6 Correlation between amino acid profile of infant formula milk powder and the human milk pattern

如果食物中氨基酸組成與氨基酸模式一致，則各比值系數(shù)都應(yīng)等于1，數(shù)值大于和小于1都表示偏離氨基酸模式，根據(jù)比值系數(shù)可以判斷限制性氨基酸，比值系數(shù)最小即為第一限制性氨基酸。由表7可知，在9 個(gè)樣品中第一限制性氨基酸均為色氨酸，第二、第三限制性氨基酸為酪氨酸或苯丙氨酸；蛋氨酸為相對(duì)過(guò)剩氨基酸，其次為蘇氨酸、賴氨酸。

表7 乳粉中各氨基酸的比值系數(shù)Table 7 Amino acid ratio coefficients of milk powder

在以人體需求氨基酸模式的氨基酸分析過(guò)程中，可通過(guò)蛋白質(zhì)的體外酶解法快速測(cè)定食物蛋白質(zhì)的消化率，用消化率對(duì)食物氨基酸模式校正計(jì)算。另有研究表明[21]，不同食物中不同氨基酸的有效性也不同[31]，在已知或有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可實(shí)時(shí)修正分析。在理想食物且蛋白質(zhì)組成相近的情況下，可忽略消化率對(duì)氨基酸模式的影響。

3.2 嬰兒配方乳粉主要蛋白原料的氨基酸分析

通過(guò)原料氨基酸分析，可看出各原料氨基酸組成的特點(diǎn)，可明確提高母乳化的方向。在嬰兒配方乳粉生產(chǎn)中提供蛋白質(zhì)的主要原料有生牛乳、脫鹽乳清粉、乳清濃縮蛋白、α-乳清蛋白粉、水解乳清蛋白粉等（表8），依據(jù)配方乳粉與母乳模式的比較、分析，找出限制性或過(guò)剩氨基酸及其程度。

表8 母乳、配方乳粉和幾種主要原料的氨基酸組成Table 8 Amino acid composition of human milk, formula milk powder and milk protein materials

目前配方乳粉中第一限制性氨基酸為色氨酸，該配方乳粉為母乳模式的67%，第二、第三限制性氨基酸則為苯丙氨酸、酪氨酸或組氨酸，但均大于母乳氨基酸的80%，過(guò)剩氨基酸則為蛋氨酸，為模式氨基酸的152%。在原料中脫脂粉、脫鹽乳清粉、生牛乳的第一限制性氨基酸均為色氨酸，且其均低于配方乳粉中色氨酸與母乳色氨酸的比值系數(shù)（表9）。與母乳相比，現(xiàn)有配方乳粉中的第一限制性氨基酸色氨酸。相關(guān)研究證明，色氨酸是人體血漿和組織中濃度較低的一種必需氨基酸，是唯一與血清白蛋白結(jié)合的氨基酸，而血清白蛋白在抗體免疫中起著重要作用；同時(shí)色氨酸分解時(shí)產(chǎn)生的中間代謝體，還可通過(guò)褪黑素生物合成途徑生產(chǎn)自由基清除劑和抗氧化劑，從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫機(jī)能[34-35]，高色氨酸配方乳喂養(yǎng)兒的睡眠潛伏期變短，睡眠時(shí)間延長(zhǎng)。本項(xiàng)目組所選的α-乳清蛋白粉與水解乳清蛋白粉中色氨酸與母乳模式的接近度明顯高于配方乳粉，因此，適當(dāng)增加此兩種原料的配比可提高配方乳粉氨基酸的模式水平，但其自身的苯丙氨酸、酪氨酸或組氨酸，即該配方乳粉的幾種限制性氨基酸水平，并未高于配方乳粉的水平。

表9 配方乳粉和幾種主要原料與母乳氨基酸模式的比值系數(shù)Table 9 Amino acid ratio coefficients of human milk, formula milk powder and milk protein materials

4 結(jié) 語(yǔ)

母乳中的蛋白質(zhì)含量低于配方乳粉的含量[36]，考慮降低嬰兒配方乳粉中蛋白質(zhì)含量以減輕對(duì)嬰兒腎臟負(fù)擔(dān)的同時(shí)，需考慮提高其蛋白質(zhì)的品質(zhì)。人體可利用氮的來(lái)源除蛋白質(zhì)形式外，還包括游離氨基酸、肽以及一定比例的尿素氮[12]。母乳中的游離氨基酸濃度比牛乳中高，尤其是初乳中豐富的游離氨基酸有利于新生兒的吸收，新生兒腸道中的消化酶發(fā)育不成熟，對(duì)蛋白質(zhì)的消化能力有限，游離氨基酸可較快為腦組織攝取，合成相應(yīng)的神經(jīng)介質(zhì)，并對(duì)新生兒腦部發(fā)育有重要影響[37-38]。谷氨酸是游離氨基酸中含量最豐富的氨基酸，其對(duì)嬰兒的生長(zhǎng)發(fā)育有更大益處，為三羧酸循環(huán)提供酮戊二酸，還可作為腦細(xì)胞的神經(jīng)遞質(zhì)，同時(shí)是腸道細(xì)胞能量的底物[39]，嬰兒體內(nèi)蛋白質(zhì)合成率主要與細(xì)胞內(nèi)氨基酸濃度有關(guān)[40]。目前嬰兒配方乳粉中所測(cè)氨基酸均為乳粉中總的氨基酸含量，其包括游離氨基酸、蛋白質(zhì)氨基酸以及肽段氨基酸。因母乳中游離氨基酸的含量較高[41]，嬰兒配方食品中氨基酸的存在形式對(duì)嬰兒的消化吸收也有較大影響[42]，單純的對(duì)嬰兒配方乳粉中總氨基酸模式的分析或調(diào)整，尚存在不足之處，需緊跟母乳成分及其對(duì)嬰兒健康成長(zhǎng)功能特性的研究進(jìn)展，綜合考慮嬰兒配方乳粉氨基酸的組成及其存在形式。

母乳中氨基酸的組成受地區(qū)及長(zhǎng)期飲食習(xí)慣的影響，不同群體、不同個(gè)體間均有一定的差異性[43]，如非洲國(guó)家母乳中的酪氨酸含量明顯高于其他國(guó)家[8]，因此母乳氨基酸模式數(shù)據(jù)的積累，需要根據(jù)研究目的，對(duì)統(tǒng)計(jì)對(duì)象進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。關(guān)于嬰兒配方乳粉氨基酸模式水平的提高有待于進(jìn)一步的科學(xué)研究和法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的支持。從嬰兒配方乳粉及其主要原料與母乳模式的比值系數(shù)分析，若想更加接近母乳中氨基酸的模式，除選擇添加氨基酸模式互補(bǔ)的原料外，還可補(bǔ)充添加一定量的游離氨基酸，但需考慮該氨基酸的功能特性。

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Progress in Nutritional Evaluation and Amino Acid Composition Analysis of Proteins in Infant Formula Milk Power

SONG Xiaoqing, ZHANG Tianbo, JIA Yunhong, YANG Kai, MA Rui, SHEN Xueran, LI Zhaoxu*
(Hebei Sanyuan Foods Co. Ltd., Shijiazhuang 050071, China)

This paper makes a comprehensive evaluation on the quality and quantity of proteins in infant formula powder, with especial focus on an in-depth analysis of the methods used for nutritional evaluation of proteins in infant formula powder. Five evaluation methods based on amino acid analysis were examined for correlation with the biological evaluation method. It was shown that the highest correlation of each of the five chemical methods with the biological evaluation method was achieved by equally weighted gray correlation analysis. The amino acid ratio coefficient method provided more scientific evaluation of amino acids in foods in comparison with the amino acid reference pattern than the amino acid ratio method. Similarity evaluation between the amino acid composition of infant formulas and breast milk was performed using equally weighted gray correlation analysis. Comparative and complementary analysis of amino acids was also carried out on the main protein sources for infant formulas, aiming to providing a systematic analytical approach for the design and development of infant formula powder with excellent protein in quality and quanty.

infant formula powder; amino acid ratio coefficient; protein digestibility-corrected amino acid score; equally weighted grey correlation analysis

10.7506/spkx1002-6630-201601049

R151.3

A

1002-6630（2016）01-0292-07

宋曉青, 張?zhí)觳? 賈云虹, 等. 嬰兒配方乳粉中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)及氨基酸分析研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(1): 292-298.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601049. http://www.spkx.net.cn

SONG Xiaoqing, ZHANG Tianbo, JIA Yunhong, et al. Progress in nutritional evaluation and amino acid composition analysis of proteins in infant formula milk power[J]. Food Science, 2016, 37(1): 292-298. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201601049. http://www.spkx.net.cn

2015-03-25

北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)科技計(jì)劃項(xiàng)目（D141100004814002；D141100004814001）；石家莊市科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（141171201A）

宋曉青（1981—），女，工程師，碩士，研究方向?yàn)槿榉坶_(kāi)發(fā)與科學(xué)。E-mail：songxiaoqingabc@163.com

*通信作者：李朝旭（1968—），男，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)槿橹破烽_(kāi)發(fā)與科學(xué)。E-mail：healthareall@126.com