(6.3.3.2)--促老年人蛋白质消化吸收方法的研究进展.pdf
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1、食品科学 Food Science ISSN 1002-6630,CN 11-2206/TS 食品科学网络首发论文食品科学网络首发论文 网络首发网络首发:在编辑部工作流程中,稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶段。录用定稿指内容已经确定,且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。排版定稿指录用定稿按照期刊特定版式(包括网络呈现版式)排版后的稿件,可暂不确定出版年、卷、期和页码。整期汇编定稿指出版年、卷、期、页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件。录用定稿网络首发稿件内容必须符合出版管理条例和期刊出版管理规定的有关规定;学术研究成果具有创新性、科学性和先进性,符合编辑部对
2、刊文的录用要求,不存在学术不端行为及其他侵权行为;稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、出版的技术标准,正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。为确保录用定稿网络首发的严肃性,录用定稿一经发布,不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容,只可基于编辑规范进行少量文字的修改。出版确认出版确认:纸质期刊编辑部通过与中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有限公司签约,在中国学术期刊(网络版)出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版,以单篇或整期出版形式,在印刷出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。因为中国学术期刊(网络版)是国家新闻出版广电总局批准的网络
3、连续型出版物(ISSN 2096-4188,CN 11-6037/Z),所以签约期刊的网络版上网络首发论文视为正式出版。促老年人蛋白质消化吸收方法的研究进促老年人蛋白质消化吸收方法的研究进展展 肖长辉1,安东平1,张斌成1,袁家琦1,李鸿轩1,黄 建3,赵 慧1,2*,蒋 彤3,*(1.大连海洋大学食品科学与工程学院/辽宁省水产品加工及综合利用重点实验室/辽宁省水产品分析检验及加工科技服务技术中心,辽宁 大连 116023;2.海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心,大连工业大学,辽宁 116034;3.中国疾病预防控制中心营养与健康所/卫生部微量元素营养重点实验室,北京100050)摘
4、摘 要:要:蛋白质是人体重要的营养物质,蛋白质的长期缺乏会直接或间接导致人体免疫力低下、肌肉衰减、骨质疏松等病症的发生概率增加,这种现象在老年人群中更为突出,从而降低了老年人群的运动及机体代谢能力,直接影响其生活质量,这也增加了我国公共卫生及医疗系统负担,阻碍了“健康中国”战略的稳步推进。目前,对于改善老年人蛋白质摄入不足/缺乏的方式主要有改良食物特性(改变蛋白质结构)、改善身体机能(添加可促进蛋白消化酶分泌的成分)、饮食结构的改变(提高寡肽的摄入)以及饮食习惯的改变(蛋白质摄入量和种类的改变)。本文探讨了年龄增长对蛋白质消化吸收能力的影响作用,并总结了现有的促进蛋白质消化吸收方法,针对改善老
5、年人蛋白质消化吸收能力的发展方向进行了展望,以期对促进老年人营养尤其是蛋白质吸收的研究提供参考。关键词:关键词:蛋白质;老年人;摄食;酶;消化吸收 Research progress on methods of promoting protein digestion and absorption in the elderly XIAO ChangHui1,AN DongPing1,ZHANG BinCheng1,YUAN JiaQi1,LI HongXuan1,HUANG Jian3,ZHAO Hui1,2*,JIANG Tong3,*(1.Dalian Ocean University Sc
6、hool of Food Science and Engineering/Liaoning Provincial Key Laboratory of Aquatic Product Processing and Comprehensive Utilization/Liaoning Provincial Aquatic Product Analysis,Inspection and Processing Technology Service Technology Center,Dalian 116023 China;2.Collaborative Innovation Center Jointl
7、y Established by the Ministry and the Ministry of Ocean Food Deep 基金项目:国家重点研发计划-特定生理阶段营养健康食品关键技术研发及应用(2020YFC2006304);辽宁省自然基金资助计划项目(2019-MS-032)。第一作者简介:肖长辉(1997)(ORCID:0000-0002-6834-5019)男,硕士研究生,研究方向为食品科学。E-mail:;*通信作者简介:赵慧,(1978)(ORCID:0000-0002-7337-7189)女,副教授,博士,研究方向为食品科学,E-mail:;蒋彤,(1990)(ORCID
8、:0000-0002-5072-1522)女,助理研究员,博士,研究方向为膳食与营养干预,E-mail:。网络首发时间:2022-07-15 17:17:53网络首发地址:https:/ 2 Processing Key Technologies,Dalian University of Technology,Dalian 116034 China;3.National Institute for Nutrition and Health Chinese Center for Disease Control and Prevention(China CDC)/Key Laboratory of
9、 Trace Element Nutrition,Ministry of Health,Beijing 100050 China)Abstract:Protein is an important nutrient for the human body.Long-term lack of protein will directly or indirectly lead to low immunity,muscle attenuation,osteoporosis and other diseases.This phenomenon is more prominent in the elderly
10、 population.As a result,the exercise and metabolic capacity of the elderly population are reduced,which directly affects their quality of life.This also increases the burden on my countrys public health and medical system.It hinders the steady progress of the Healthy China strategy.At present,the ma
11、in ways to improve protein intake/deficiency in the elderly include improving food properties(changing protein structure),improve physical function(add ingredients that can promote the secretion of protein digestive enzymes),Changes in diet(increased oligopeptide intake)and changes in dietary habits
12、(changes in protein intake and types).This paper discusses the effect of aging on protein digestion and absorption capacity,And summarizes the existing methods to promote protein digestion and absorption,The development direction of improving the protein digestion and absorption capacity of the elde
13、rly is prospected.In order to provide reference for the research on promoting nutrition,especially protein absorption in the elderly.Keywords:protein;the elderly;ingestion;enzymes;digestion and absorption 中图分类号:TS201.4 文献标志码:A DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220507-083 当前,我国已步入老龄化社会,老年人数量成为人口结构中增长最快的部分,
14、与老龄化相关的健康问题越来越受到关注,其中老年人消化不良及营养障碍是亟待解决的问题之一。长期以来,对老年人消化吸收不良及营养风险问题的考量主要局限于胃肠道生理结构及功能的减退方面,近些年来消化系统的外分泌腺如肝脏、胰腺等随着年龄增长而出现病理生理变化逐渐被重视1。分泌唾液淀粉酶、胃蛋白酶原、胰酶等消化酶的唾液腺、胃底腺主细胞以及胰腺会随着年龄的增长造成分泌功能的下降,进而影响营养素的消化吸收,但是经上消化道内镜、肝胆胰影像学和生化检查均无明显异常的现象被称为功能性消化不良,而老年人则是此现象的高发人群2。老年人对营养素的消化吸收问题直接影响到老年人的生活质量,亦是社会关注的焦点。蛋白质是生命存
15、在的物质基础,对人体正常生命活动至关重要。蛋白质的多肽链是遗传基因的翻译产物,是构建细胞与生命个体的初始物质。各种生命现象如生长发育、新陈代谢、生理活动、病理修复等,无不由蛋白质直接和间接控制。人类要利用食物蛋白,必须在胃肠道通过酶的作用,将摄取的食物蛋白质消化分解成肽或氨基酸,进入循环系统后合成人体自身所需的蛋白质。这一过程受食物特性(蛋白质来源、原料粒径大小、原料成熟度、蛋白质改性、消化酶分泌及活性等)及食物摄取人群特性(蛋 3 白消化酶分泌能力)等因素的影响,最终导致蛋白质消化吸收产生差异性。按照膳食营养素参考摄入量标准3,推荐 65 岁及以上老年人蛋白质摄入量为(男 65 g/d,女
16、55 g/d)。2015 年的统计数据中显示我国 65 岁及以上老年人蛋白质每日平均摄入量为 47.9 g/d(表 1),其中 76.6%的老年人蛋白质摄入不足,且高龄女性此现象更为显著,蛋白质的摄入量随着年龄的增加而降低4。因此改善老年人蛋白质缺乏的问题刻不容缓。目前改善老年人蛋白质缺乏的方法主要包括两方面:一是对食物本身进行改良,使其更易于老年人针对性的消化吸收;二是饮食习惯的主动改变,从生活习惯入手调整膳食结构,从而强化蛋白质的摄入和吸收。本文结合老年人对蛋白质消化吸收的特点,对提高蛋白消化吸收的方法进行总结和展望,以期为研究促进老年人对营养素尤其是蛋白质的消化吸收提供参考。表表 1 1
17、 老年人蛋白质每日平均摄入量(老年人蛋白质每日平均摄入量(g/d)统计表)统计表 Table1 Statistical table of the average daily protein intake(g/d)of the elderly 年龄/岁 男 女 平均值 65-69 55.5 0.7 46.5 0.7 51.1 0.7 70-74 52.6 0.7 44.1 0.6 48.3 0.6 75-79 49.7 0.8 42.3 0.7 45.8 0.7 80 47.2 1.0 40.7 1.0 43.4 0.9 平均值 52.2 0.6 43.8 0.6 47.9 0.6 1 增龄性蛋
18、白质缺乏的原因及影响增龄性蛋白质缺乏的原因及影响 人体对营养素的吸收利用主要是在消化道的胃和小肠中进行。对于外源性蛋白质,胃壁细胞分泌的胃蛋白酶原经胃酸激活成胃蛋白酶后,在胃中对外源性蛋白质大分子进行初步消化,进而在小肠内被胰腺分泌的胰蛋白酶和糜蛋白酶分解为肽或氨基酸被人体吸收。但是随着年龄的增长,胃壁细胞数量减少,胃蛋白酶原亦随之减少,从而造成老年人胃中蛋白质的初步消化效果变差;同时胰腺也会随年龄的增长退化5,导致胰蛋白酶分泌量下降且胰蛋白酶活性明显降低。增龄引起的器质变化对促消化腺分泌的因素出现反应时间延长、反应能力下降的现象6,蛋白质分解产生的氨基酸量也随之减少,使人体对于蛋白质的吸收利
19、用降低。老年人缺乏蛋白质会造成身体虚弱、疲倦、抵抗力降低等问题,而长期蛋白质缺乏会导致免疫功能低下、肌肉减弱综合症(肌少症)以及骨质疏松等疾病发生概率的增加。Najia Siddique 等7研究发现蛋白质摄入不足可能是造成老年疾病的主要危险因素之一,会增加老年人罹患骨质疏松症的风险。老年人在保证有效高动物蛋白摄入的前提下,即使钙的摄入量处于中等偏低水平,也会对老年人骨质疏松性骨 4 折起到保护作用,当动物蛋白与植物蛋白的比例大于 3 时可显著降低骨质疏松性骨折的风险,而低蛋白饮食则与老年人骨质疏松性骨折具有显著相关性8。另外高蛋白的摄入也可以减少老年人体虚、免疫力低等风险9。蛋白质摄入不足会
20、造成体内蛋白质合成速率减弱,肌纤维含量降低,从而造成人体肌肉含量减少、肌肉力量降低,增加蛋白质的摄入量可以有效防止肌肉的减少10,进而预防肌少症的发生。2018年国际肌少症临床实践指南11建议临床医师考虑对肌少症的老年人患者进行蛋白质补充或增添富含蛋白质的饮食。增加蛋白质的摄入量可以对老年人的身体健康起到保护作用。2 提高蛋白质消化吸收的方法提高蛋白质消化吸收的方法 2.1 食品本身的改良 2.1.1 蛋白质改性对消化性能的影响 蛋白质的改性主要是通过热加工、超声波、高压、切断肽键或增添新功能基团等方法改变蛋白质分子结构从而达到改性的目的。在蛋白质分子中引入功能性基团虽然可以直接改善其功能特性
21、,但是工艺复杂且具有化学试剂带来的安全隐患,因此在食源蛋白质改性中应用较少。利用蒸煮、微波、喷雾干燥、干热处理等热加工方法进行蛋白质改性被广泛应用于食品工业中12。超声辅助技术在改变蛋白质的结构性能和改善体外消化率的效果优势也使其广泛应用于食源蛋白质的改性21。另外脉冲电场加工可通过短时间脉冲(从纳秒到毫秒)施加高强度电场,在细胞结构上引起电穿孔,作为一种非热加工方法13在食品加工业引起关注。表表 2 改性方法对体外消化率的影响改性方法对体外消化率的影响 Table 2 Effect of modification method on in vitro digestibility 改性方法 原
22、料 研究结果 热处理 大豆、豌豆14 微观结构影响蛋白质消化率 藜麦、羊肉、牡蛎、牛胶原蛋白15-19 温度影响蛋白质消化率 带鱼20 硬度影响蛋白质消化率 超声波 豆乳21 鸡胸肉22 对蛋白质的复合改性优于单一改性 疏水性和基团影响蛋白质的性质 脉冲电场 牛肉23-24 膜通透性和蛋白质的结构变化影响消化率 不同加工条件下蛋白质改性对蛋白质消化率的影响效果不同(表 2)。热处理后会提高蛋白质的消化率,此变化与加热时间和温度关系密切,当加热温度在 50-60 时,食物蛋白质的三级结构开始改变,而在 60-90 的温度下加热 1 小时,食物蛋白质的二级结构被改变和大范围变性25。适宜的加热时间
23、和温度会使酶切位点暴露而提高蛋白质消化性,加热时间过长和温度过高都会导致蛋白质氧化结构聚集而 5 使消化性下降,蛋白质的消化性还与食物的硬度以及粒径大小相关。超声波辅助处理也是通过使蛋白质酶切位点暴露而提高蛋白质的消化性。在脉冲电场处理过程中会产生欧姆热,如果在蛋白质的变性区域显著产生则在蛋白质的变性和聚集中发挥重要作用,对蛋白质的酶解有积极的影响23。何兴芬15研究热处理对藜麦的结构影响中发现,热处理使二硫键的含量增加而体外消化率下降。Zhang18等研究热处理牡蛎对蛋白质结构及消化率的影响发现,随着加热-螺旋含量减少、-折叠含量增加。体外消化结果表明,在较低加热温度下体外消化率与-螺旋含量
24、呈现正相关、与-折叠含量负相关,加热温度过高会形成大量二硫键,二硫键发生交联造成体外消化率下降。在超声波和微波处理对豆奶蛋白结构和体外消化率影响的研究中发现,随着微波强度的增加-螺旋含量减少、-折叠含量增加,体外消化率下降。随着超声波功率的提升-螺旋含量增加、-折叠含量减少,体外消化率升高21。在蛋白质三四级结构与消化率的关系研究中发现:超声处理时氢键和疏水区域的破坏会增加蛋白质的结构紊乱,超声处理会随着蛋白质的展开引起构象变化,这会改善消化22。微波场中的电磁效应可以改变电场分布,破坏带电残基之间的静电相互作用,从而有助于蛋白质分子的分离和稳定,以达到提高消化率的目的26-27。由此,蛋白质
25、改性在各级结构中有不同的表现,一级结构的二硫键交联会降低蛋白质的体外消化率,经过处理降低二硫键的含量,可以达到蛋白质消化率的改变28;二级结构中的-螺旋含量、-折叠含量与蛋白质的体外消化率密切相关,其中-螺旋含量与体外消化率呈现正相关,-折叠含量与蛋白质的体外消化率呈现负相关。三四级结构间的次级键影响体外消化率,蛋白质三四级结构的改变主要是次级键的破坏使蛋白质结构更加无序和松散,从而提高蛋白质的消化率。2.1.2 蛋白质的酶解改良对消化性能的影响 食品中蛋白质的酶解根据酶的来源可以分为内源性蛋白酶和外源性蛋白酶两类,其中内源性酶是指食品本身具有的酶(包括胱天蛋白酶、组织蛋白酶和钙蛋白酶)降解蛋
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- 6.3 3.2 老年人 蛋白质 消化吸收 方法 研究进展
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