《Food Research International》：Beyond protein quantity:
in
vitro assessments of sex- and age-related differences in the digestibility of animal- and plant-based proteins
编辑推荐：
•本研究使用多种蛋白质来评估不同的消化率检测方法。•pH-stat法系统性地高估了成年人中植物蛋白的分解程度。•OPA检测法在老年人肠道功能衰退的条件下会失去灵敏度。•女性肠道条件对植物来源蛋白的水解能力表现更佳。•LC-MS分析揭示了不同人群在DIAAR质量指标上的差异。引
- •
本研究使用多种蛋白质来评估不同的消化率检测方法。
- •
pH-stat法系统性地高估了成年人中植物蛋白的分解程度。
- •
OPA检测法在老年人肠道功能衰退的条件下会失去灵敏度。
- •
女性肠道条件对植物来源蛋白的水解能力表现更佳。
- •
LC-MS分析揭示了不同人群在DIAAR质量指标上的差异。
引言
全球粮食体系正朝着弹性素食饮食和增加植物基蛋白质利用的方向转变，这受到联合国可持续发展目标和公共卫生优先事项的推动（Lee等，2016；Verkerk，2019；Willett等，2019）。事实上，膳食蛋白质是肌肉流失、食物满足感、饱腹感和整体能量摄入的关键健康调节因素，同时蛋白质来源也对粮食体系的可持续性具有重要意义（Chaudhri等，2008；Gosby等，2014；Mamerow等，2014；Morgan等，2024；Simpson & Raubenheimer，2005；Westerterp-Plantenga等，2012；Wolfe，2006）。在此背景下，加工方式与蛋白质来源的交叉影响已被证实会对食品蛋白质含量及其潜在消化率产生不利影响（Orlien等，2023；Sá等，2020）。然而，食品蛋白质标签和宣称应超越当前法规要求，强调蛋白质质量而非仅关注数量（House等，2024；Krul等，2024）。
从营养学角度来看，大量证据表明动物蛋白和植物基蛋白在成年人中的消化轨迹存在差异（Day等，2022；Herreman等，2020）。此外，有多种检测方法来测定蛋白质的数量和品质，从定量方法如凯氏定氮法或杜马斯法，到营养指标检测如可消化必需氨基酸评分（DIAAS），后者定义为根据联合国粮农组织（FAO）参考模式，所有必需氨基酸中最低的可消化必需氨基酸比率（DIAAR）（Ajomiwe等，2024；Egger等，2026；Hayes，2020；House等，2024；Mathai等，2017；McClements等，2021；Shea & Watts，1939）。研究表明，动物蛋白通常具有高度消化性，并提供独特的营养益处，包括维生素B12和血红素铁（Day等，2022；de Pereira & dos Vicente，2013；Diao等，2025；Herreman等，2020；Wu，2016）。植物蛋白由于单宁、膳食纤维和多酚等抗营养因子的存在，消化率往往较低，尽管这些化合物也可能带来健康益处（Bordenave等，2014；Day等，2022；Gilani等，2012；Ozdal等，2013）。随着膳食模式的转变和创新食品变得更加普及，准确评估蛋白质质量对于保障公共卫生变得至关重要。
目前评估蛋白质质量和消化率的模型通常依赖于"一刀切"的方法，且基于通常从健康成年人队列或体外模型中收集的证据（Brodkorb等，2019；Santos-Sánchez等，2024；Sousa等，2023）。此类框架受到伦理和其他限制，往往忽视了人类生物学的复杂性，未能反映不同人群或解决生物学性别差异（Chen等，2022；Shani-Levi等，2017；Walther等，2019）。具体而言，生物学性别在肠道功能和营养需求方面引入了生理差异，而这在食品和营养研究中仅得到了有限关注（Chen等，2022；Lajterer等，2022）。消化差异包括在禁食和餐后状态中观察到的胃pH水平变化，以及胃蛋白酶水平、胃排空速率和胆汁分泌量的变化（Chen等，2022；Dressman等，1990；Freire等，2011；Lajterer等，2022；Mai等，2022；Mashiah, Beck等，2025；Velders & Diel，2013；Vinarov等，2021）。同样，衰老过程引入了独特的生理条件，如胃酸分泌、水解酶活性和胆汁盐浓度的显著降低，以及胃排空减慢（Dressman等，1990；Menard等，2023；Rémond等，2015；Shani-Levi等，2017）。
体外蛋白质质量评估已从低通量的人体和动物模型转向快速、经济高效的筛选方法，范围从简单的pH-stat和pH-drop检测到高分辨率液相色谱-质谱（LC-MS）技术（Gorissen等，2018；Hsu等，1977；Krul等，2024）。虽然基于pH的方法快速且相对简单，但它们是"氨基酸盲测"的，无法支持测定体外DIAAS，而后者是目前蛋白质质量的黄金标准替代指标（联合国粮食及农业组织，2013；Leser，2013）。另一方面，中间检测方法如分光光度法邻苯二甲醛（OPA）检测法可以直接定量释放的游离氨基，具有较高的分析能力来测量蛋白质水解程度，而非详细的氨基酸（AA）种类分辨（Church等，1985；Egger等，2026；Ramezani等，2026；Sousa等，2023）。相反，LC-MS能够精确量化单个氨基酸（Kambhampati等，2019；Krumpochova等，2015；Portmann等，2023），但该方法耗人力、成本高且操作复杂。迄今为止，缺乏全面的平行比较来验证简单分析方法能否可靠地预测不同蛋白质来源和不同人群中的消化率和DIAAR结果。因此，本研究旨在通过评估模型动物和植物基蛋白质的蛋白质消化率和蛋白质质量评分，跨越一系列方法和三种人体消化模型（模拟成年男性、女性和70岁以上老年人的肠道功能），来弥合这些差距。其基本假设为：蛋白质来源和消费者消化条件驱动蛋白质的差异消化轨迹和质量指标，而这些指标也取决于用于测定它们的分析方法。在实践中，通过并行应用四种分析方法——pH-stat、pH-drop、OPA和LC-MS，对从三种不同消化模型收集的消化流出物进行评估，以测定六种不同蛋白质来源（动物：蛋、胶原蛋白、牛奶；植物：大豆、燕麦、豌豆）的消化率，如图1所示。最终，本研究提供了将分析可靠性和可行性与不同人群的相关生物学意义联系起来的证据。进而，本研究有助于建立坚实的基础，以改善食品设计和精准营养解决方案，促进多样化人群的健康。
章节摘要
材料
蛋白质来源 本研究使用了来自动物和植物来源的多种蛋白质来源。动物基产品包括脱脂奶粉（SMP）（YummmyCo Inc.，美国）、牛肉胶原蛋白粉（BPI）（Myprotein胶原蛋白蛋白粉，无添加；Myprotein，英国柴郡）以及由CHAM-2000（以色列Tzfat）慷慨提供的鸡蛋蛋白分离物（EPI）。植物基蛋白质来源包括燕麦蛋白浓缩物（OCP）（PrOatein?；Lantm?nnen Oats，
结果
随着膳食蛋白质在人类营养中扮演着越来越重要的角色，本研究评估了体外评估蛋白质质量的方法，特别关注动物和植物基蛋白质之间的差异以及不同性别和年龄组的差异。首先，比较了从pH-stat、pH-drop、OPA分光光度法和高分辨率LC-MS（氨基酸）分析中获得的各种食用蛋白质的消化率指标（图2）。这一比较产生了两个截然不同的趋势。其中之一是
结论
本研究针对蛋白质质量评估中传统"一刀切"范式的局限性，将关注点转向以消费者为导向的蛋白质质量，而非仅关注数量。具体而言，本研究评估了传统动力学方法和整体生化检测方法（如OPA）作为产生动物和植物来源蛋白质消化轨迹指标的手段。
收集的证据表明，植物来源的原料可以产生分析
CRediT作者贡献声明
Leehen Mashiah：撰写——原稿撰写、调查研究、数据整理、概念构思。Carmit Shani Levi：撰写——审阅与编辑、监督指导、项目管理、研究方法。Uri Lesmes：撰写——审阅与编辑、监督指导、资源提供、资金获取、概念构思。
关于写作过程中使用生成式人工智能及人工智能辅助技术的声明
在本文撰写过程中，作者使用了Gemini（Google）来协助语言润色、语法纠正以及提高科学描述的清晰度。在使用该工具后，作者仔细审阅并编辑了内容，并对已发表文章的内容承担全部责任。
资金
本研究得到以色列科学和技术部[资助编号3-0007438]和以色列理工学院精英食品工程研究基金的资助。
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本论文所报告的工作。
致谢
我们感谢以色列理工学院Laura和Isaac Perlmutter代谢组学中心的Ifat Gavish-Abramovich博士和Bella Agranovich博士在实验设计、实施和分析方面提供的宝贵贡献。本研究由以色列科学和技术部（资助编号0007438）和以色列理工学院精英食品工程研究基金资助。
Leehen Mashiah|Carmit Shani Levi|Uri Lesmes
