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努梅罗
OCL
体积23日,期42016年7 - 8月
号d 'article D404
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部分 档案:油籽如何帮助应对蛋白质挑战?/评论les oléoprotéagineux peuventi -ils répondre au défi protéines ?
DOI https://doi.org/10.1051/ocl/2016019
公立en界线 18梅2016

©人类。Chardigny和S. Walrand, EDP Sciences出版,2016

执照Creative Commons
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1导言

在法国,ANSES(之前的AFSSA)建议成年人每天的蛋白质摄入量为0.83克/公斤体重/天(AFSSA,2007).此外,蛋白质来源必须是“优质的”。虽然这一概念尚不清楚,但目标是涵盖必需氨基酸(异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸)的需求。表格1显示动物和某些植物来源的必需氨基酸水平。虽然动物蛋白质的氨基酸组成接近人类需要,但不同来源的关联可以满足植物蛋白质的氨基酸需求。例如,谷物通常缺乏赖氨酸,富含含硫氨基酸(蛋氨酸)。另一方面,豆类缺乏蛋氨酸,但富含赖氨酸,因此具有良好的互补性。从代谢角度讲,人体蛋白质合成需要所有氨基酸之间的良好平衡(图。1).

表1

不同蛋白质来源的氨基酸含量(g/100g蛋白质)。与FAO参考蛋白质的比较。改编。

缩略图 图1

膳食中氨基酸的需求。改编自D Rémond。

联合国还建议,动物和植物的蛋白质摄入量必须达到1:1的平衡。然而,在我们国家,目前自发消费的动物蛋白相当丰富(贡献的2/3),并通过新的和创新的供应为植物蛋白留下了重要的位置。这种情况在世界各地因许多参数而不同,包括收入、GDP等。

这些针对普通人群的建议甚至对老年受试者更重要。随着年龄的增长,由于合成代谢的阻力,蛋白质合成需要更高水平的循环氨基酸,特别是必需氨基酸。因此,维持蛋白质合成和蛋白质降解(维持机体蛋白质质量)之间的平衡变得更加困难(Warand和Boirie,2005).因此,建议每日摄入量增加到约1克/公斤体重/天,促进称为“快速消化蛋白质”的蛋白质,即。快速吸收并能迅速增加氨基酸血症。蛋白质需求也会增加,质量对于运动员和剧烈运动的人来说非常重要。

2蛋白质与世界粮食安全

根据粮农组织的数据,世界七分之一的人口处于饥饿状态,10亿人蛋白质摄入量不足。若干前瞻性研究(Esnoufet al。2011;BIPE,2015)预测未来几十年蛋白质来源的主要菌株,而棕榈油将满足脂肪的定量需求。

同时,工业化国家的动物蛋白摄入量较高,约占蛋白质总摄入量的65 - 70%,这一现象在新兴国家与GDP的增长有关。然而,就水和能源资源而言,动物蛋白的生产比植物蛋白更昂贵。因此,重新平衡动植物蛋白(或其他替代品)在可持续粮食系统中的贡献是很重要的,这将使全世界的人口都能获得高质量的蛋白质摄入。

植物蛋白来源主要是豆类(豆类,鹰嘴豆,扁豆…)和谷物产品(面包,饼干,大米…)。他们还带来了由大豆制成的食品副产品,用于“餐饮”菜肴,或一些特殊食品和膳食准备(体育、老年人……)。然后植物蛋白作为植物蛋白产品(VPP)加入到食品的配方中。这些VPP是富含蛋白质的组分,可以从谷物、豆科植物种子和油料种子等原料中分离得到,也可以从块茎(如土豆)或叶子(苜蓿叶状蛋白质)中分离得到。主要VPP来源于大豆和小麦(麸质)。豌豆和蚕豆的市场份额要小得多。羽扇豆和马铃薯是新兴的来源(盖冈)et al。2016).研究还开发了更好地利用其他来源,如油菜籽和葵花籽饼,在提取油的过程中保存了蛋白质部分。

3植物蛋白组成

与其他食物相比,动物性食物平均每份含有更多的蛋白质。除了蛋白质含量,其他重要因素也需要考虑,即。蛋白质质量指消化率和氨基酸组成。食品蛋白质的营养质量可通过其满足生长和组织维护所需必需氨基酸的能力来定义。此外,由于缺乏从头合成和储存、必需氨基酸的摄入和需求必须在膳食范围内进行,而脂肪和碳水化合物则有能力储存在体内。

评价饲粮蛋白质质量的参考方法为PDCAAS(蛋白质消化率修正氨基酸评分)(FAO,1990)对应于蛋白质的消化率乘以化学指数。但在2013年,粮农组织提出了一个新的指数,即DIAAS(可消化必需氨基酸分数),该指数不仅反映蛋白质的氨基酸组成,还反映蛋白质的生物利用度(小肠消化率)(粮农组织,2014).

但这些指标仍不足以满足老年人等特定人群的需求。虽然这类人的百分比在增加,但这些人对蛋白质的需求在数量和质量上都特别重要。特别是30%的蛋白质摄入不足的发生率已经被提出——没有讨论质量问题——(见上文)。

氨基酸,蛋氨酸,赖氨酸,色氨酸和苏氨酸,最普遍地限制了人类饮食中蛋白质的营养价值(Pieniazeket al。1975).这些氨基酸在植物性蛋白质来源中的浓度通常较低(比例不同)。植物性蛋白质食物的正确组合可以通过弥补单个植物性食物的氨基酸不足来提高整个膳食的蛋白质质量。如上所述,植物蛋白的来源多种多样。除了豆类和谷物,其他可供人类食用的潜在来源是葵花籽和油菜籽等油籽的蛋白质组分。然而,这些“蛋糕”在动物饲料中是有价值的,但更高的附加值可能会出现在某些产量(级联方法)。总的来说,植物蛋白来源是水溶性维生素和纤维的载体。最后一点是一个非常积极的方面,因为目前的膳食摄入量远远低于建议(25-30克/天)。另一个质量标准是释放具有有趣的生物活性肽对健康的能力。虽然植物多肽的潜在生物学作用尚未被研究,但二肽或乳三肽已被描述为具有抗高血压、免疫调节、饱食等特性。 If the bioactive peptides from milk or meat products are clearly identified, the presence of bioactive peptides derived from vegetable proteins remains a field to investigate. Of note, peptides with opioid activity are found in pepsin hydrolysates of wheat gluten andα酪蛋白。

除了不同的植物产品在某些氨基酸上受到限制外,豆类、淀粉、谷物、蔬菜和水果中的抗营养因子也结合了包括蛋白质在内的许多营养物质,进一步抑制了食物中营养物质在摄入后进入人体的完全吸收。在发展中社区,植物蛋白源经常与谷物混合,以补充饲料,以增加膳食中的蛋白质含量。这两种食物都含有高浓度的植酸,植酸会抑制微量元素和矿物质的吸收,包括铁、锌、钙和锰的吸收(Schönfeldt和Gibson Hall,2012).由于植物雌激素的潜在摄入量的限制也经常被强调。植物雌激素是植物自然产生的一类非甾体化合物,因其与雌二醇分子结构相似(17β-雌二醇)具有引起雌激素或抗雌激素作用的能力。因此,它们被认为是“内分泌干扰物”。ANSES在其2005年3月的报告中建议(AFSSA和AFSSAP,2005)例如,对于大豆食品(tonyu、miso、豆腐、酸奶和大豆甜点),以下标签为:“含有Xmg的异黄酮(植物雌激素家族)。适量食用(每日食用量限制为1毫克/千克体重)。不建议3岁以下儿童食用。”

最近的一项法令(2014年6月24日)增加了一项建议,列出了在食品补充剂中批准的除真菌以外的植物清单及其使用条件,例如:

  • 对于大豆,“建议的每日摄入量不应导致每日摄入的异黄酮超过1 mg/kg体重(以主要成分的苷元表示)。标签上必须注明对有个人或家族乳腺癌病史的女性使用的警告。”

  • 对于紫花苜蓿,标签上必须包括一条信息,建议“有个人或家族乳腺癌病史的女性不要使用”,因为它含有香豆素、香豆素、生物碱等成分。

4日粮植物蛋白

动物蛋白质(肉、奶、鱼和蛋制品)通常被视为营养质量的参考,但生产这些蛋白质的资源不是无限的。此外,一些具有特殊特性的动物蛋白在以机体蛋白质代谢变化为特征的病理生理情况下,如。为老年人或运动员提供的乳清蛋白。

如果有多种选择和不同的来源——昆虫、真菌、藻类……在短期内,除了动物蛋白,植物蛋白还有机会获得更广泛的供应。尽管植物蛋白的生产成本较低,但在技术可得性和消费者可接受性方面,它们将面临许多瓶颈。例如,脉冲是蛋白质的宝贵来源(豌豆24%,蚕豆30%,羽豆36%),但它们很少使用,并面临着图像退化和不利的感官感知。因此,利用植物蛋白质来源(谷物/豆类)之间氨基酸组成的互补性概念,将有可能开发出营养和感官品质优化的新食品和肉类类似物。在植物资源尤其是豆科植物中,大豆是最主要的一种。它是平衡的必需氨基酸和广泛的形式(饮料,甜点,结构产品…)。对于其他作物(小麦、油菜籽、向日葵等),蛋白质部分是淀粉或油产品的副产品,主要用于动物营养。可用吨位很重要。它们作为人类食物的使用是一个挑战,因为它们的氨基酸组成往往不平衡,营养价值有限,消化率较低,至于其他来源,它们有可能引起过敏。 Thus, some locks are remaining despite a real potentiality.

植物蛋白作为富含蛋白质的组分加入食物的配方中,即。VPP,由原料分馏得到。根据VPP的蛋白质含量,我们一般考虑3种VPP,即。面粉,浓缩物和分离物。蛋白质含量分别为50 ~ 65%、65 ~ 90%和大于90%。富集技术适用于原材料,取决于原材料的结构(种子、叶子、块茎)和蛋白质的物理化学性质。总的来说,这些技术以“干”(如。铣)和“湿”。后者尤其基于蛋白质的不同溶解度特性。

VPP(面粉、浓缩物、分离物)作为营养成分加入配方中,以增加成品中的蛋白质含量,并/或作为功能成分(通过利用其乳化、发泡、胶凝特性)。因此,它们是食品配方或改善其质地和物理稳定性的技术辅助。植物蛋白和动物蛋白一样,通常具有赋予食物质地和感官特性的功能。例如面包和面食就是这样,它们的质量密切依赖于小麦蛋白(麸质)的粘弹性特性。VPP的使用是一种新的杠杆,用于开发“随时可煮”的食品供应,以响应消费者的需求。

为了开发更多的应用,还需要从基因和技术两方面进行研究,以增强VPP的功能和营养特性,特别是分离株和浓缩株。除了小麦以外,遗传学很少关注蛋白质的组成和多态性与其在人类食品中使用的技术功能之间的关系。只要第一和第二加工工业的需求得到很好的定义,这种选择就代表了一个重要的杠杆,无论是在控制不需要的化合物或发电机的“异味”的功能特性方面。同样,在制造工艺领域也有可能进行创新,将VPP丰富为功能性蛋白质分离技术,或更好地控制处理对蛋白质构象和结构的影响。最后,最近的研究表明,植物蛋白和其他生物聚合物,蛋白质或多糖之间的相互作用可以导致功能特性的改善。所有这些领域的创新都在CVT的研究中得到了特权http://www.cvt-allenvi.fr/).

5营养质量

由于支链氨基酸(BCAA)含量较高(Tang和Phillips,2009),以及血液氨基酸浓度的迅速增加,乳清蛋白通常被认为比其他分离的蛋白质来源更有营养(Penningset al。2012).在最近的一篇评论中,Van Vliet说et al。2015)比较了摄入植物蛋白和动物蛋白后骨骼肌的合成代谢反应。他们报告说,从总体上看,植物蛋白在提高餐后合成代谢率方面效率较低,即。与动物相比,餐后肌肉蛋白质合成。例如,摄入大豆蛋白导致的餐后合成代谢率低于摄入牛肉(Phillips,2012)、乳清(汤et al。2009;杨et al。2012),或牛奶(威尔金森et al。2007),无论是在休息时,还是在运动后恢复时。这就引出了一个问题:长期摄入植物是否vs。动物蛋白会导致不同的表型结果,特别是肌肉质量的差异。总的来说,以前的研究已经报道,在运动训练干预期间消耗动物蛋白比等氮量的植物蛋白更能增加肌肉质量(哈特曼)et al。2007;Voleket al。2013;坎贝尔et al。1999)然而,摄入更多的蛋白质可能会减少不同蛋白质来源(植物)的容量差异vs。动物)调节长时间运动干预期间骨骼肌质量的增加(Campbell和Leidy,2007).

为了解释这些数据,人体需要一定比例的少量必需氨基酸。这些必需氨基酸在大多数动物性食品中以大致相同的比例提供,但在植物性食品中往往以不同的比例提供。人类通过食用具有补充必需氨基酸模式的食物,克服了植物性食物的不平衡。这些补品的历史例子包括美洲的豆类和玉米,亚洲的大米和大豆。然而,考虑到食物供应的变化和关于食物的科学数据的增加,其他植物性食物搭配也可以满足我们的需求,甚至比这些历史上的补充品更好。改进植物蛋白合成特性的策略将被开发出来。这些策略必须考虑不同的问题。首先是蛋白质量,植物性蛋白质一般缺乏一些必需氨基酸。然而,由于亮氨酸(Yang)等特定氨基酸的氧化增加,这种策略受到了限制et al。2012).根据原料的不足,还研究了亮氨酸或赖氨酸/蛋氨酸的强化。这种补充似乎是一种很好的策略,尽管由于它们的同化率不同,作为膳食蛋白质或游离氨基酸混合物提供的氨基酸的代谢命运还有待研究(Engelen)et al。2007,赵et al。2004)最后,蛋白质混合物应该是一个很好的机会。例如,Reidyet al。研究表明,大豆-奶制品蛋白混合物(25%大豆,25%乳清,50%酪蛋白)通过显著提高肌肉蛋白合成,能够刺激肌肉生长,达到与乳清蛋白相似的程度。有趣的是,他们将这种干预与乳清蛋白作为单一的蛋白质来源进行了比较,同时在混合蛋白和乳清蛋白之间保持相似的绝对亮氨酸浓度。这些数据支持使用含有植物蛋白和分离动物蛋白的混合蛋白补充剂。含有足够的必需氨基酸含量、一定的消化速率和较长的氨基酸血症的混合蛋白质补充剂,即使在植物蛋白存在的情况下,也能明显促进肌肉蛋白质的合成。

6关注油菜籽和向日葵蛋糕

菜籽油被认为是膳食蛋白质(http://www.cvt-allenvi.fr/).油加工的葵花籽饼也可能是一种新的蛋白质来源。

Boset al。2007)研究人员已经确定了菜籽蛋白在人体内的营养价值。他们使用肠管量化回肠氮流量,并使用15N标记的蛋白质专门测量饮食中吸收的氮的代谢去向,结果表明菜籽蛋白在人体内的实际回肠消化率很低(84%)。这种低生物利用度通过良好的餐后生物价值(84%)得到补偿综上所述,这些结果表明,菜籽蛋白质的餐后保留率为70%,与其他植物蛋白质的保留率相当。因此,这些发现表明,这种蛋白质来源可能对人类营养非常有意义。特别是,菜籽蛋白质的餐后生物价值高可能是由于其含量高必需氨基酸,特别是含硫氨基酸。此外,在最近的一项研究中,Norgaardet al。2012)的回肠消化率比较了葵花籽粕和菜籽饼与豆类的回肠消化率。与大豆或豌豆相比,这些来源的消化率较低,但高于羽扇豆。另一项研究表明,尽管餐后饲粮氮消化和体内滞留的总体指数非常相似,但菜籽和牛奶蛋白分离物的摄入导致饲粮氮利用的显著地区差异(Boutryet al。2011).菜籽蛋白的摄入导致了内脏器官中氮的更大保留,而牛奶蛋白则增强了皮肤中的氮保留。蛋白质来源不影响相应组织的蛋白质合成代谢率。最后,研究人员观察了油菜籽蛋白和牛奶蛋白在餐后代谢过程中的大部分差异,并在适应后持续存在。

7瓶颈与展望

有一套锁,以增加植物蛋白的消耗。豆类本身并不受消费者欢迎,因为豆类的形象已经过时,在法国食物金字塔中被定位为淀粉类食物。因此,与学校和教科书中已经出现的“肉、蛋、鱼”三部曲相比,它们并没有被确定为蛋白质载体。北美,特别是加拿大的情况与蛋白质来源豆类的分类不同。

作为原料,在技术(溶解度、发泡和乳化性能等)以及成品的营养和感官质量(例如“绿色”味道)方面仍然存在挑战。在这些产生异味的化合物中,脂肪加氧酶或皂苷是目标。改进可以通过遗传和配方来实现,可能是通过结合这些不同的杠杆。

总之,利用互补或与其他传统(动物产品)或新(藻类、昆虫……)来源的关联,植物蛋白肯定是满足未来全球蛋白质需求的一个机会。然而,还需要进行重大的研究以促进它们在国内制剂和食品工业中的使用。动物蛋白在食物摄取中仍占有一席之地,但人类应优先从不可食用的生物质中生产动物蛋白(如。供反刍动物食用的草地)。

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引用本文如下:Jean-Michel Chardigny, Stéphane Walrand。植物蛋白食品:机遇与瓶颈。2016年10月,23(4)d404。

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表1

不同蛋白质来源的氨基酸含量(g/100g蛋白质)。与FAO参考蛋白质的比较。改编。

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膳食中氨基酸的需求。改编自D Rémond。

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