《COMPREHENSIVE REVIEWS IN FOOD SCIENCE AND FOOD SAFETY》：From Single Foods to Whole Diets: A Critical Framework for Protein Quality Assessment Accounting for Complementarity and Matrix Effects
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准确的蛋白质质量评估是食品科学和营养政策的基石，然而两种主导指标——蛋白质消化率校正氨基酸评分（PDCAAS）和可消化必需氨基酸评分（DIAAS）——孤立评估食物，为每种来源识别一个单一限制性必需氨基酸（AA）。尽管PDCAAS和DIAAS广泛适用，但其单一食
准确的蛋白质质量评估是食品科学和营养政策的基石，然而两种主导指标——蛋白质消化率校正氨基酸评分（PDCAAS）和可消化必需氨基酸评分（DIAAS）——孤立评估食物，为每种来源识别一个单一限制性必需氨基酸（AA）。尽管PDCAAS和DIAAS广泛适用，但其单一食物方法对植物性蛋白质尤其受限，因为氨基酸（AA）互补性和食物基质复杂性最为显著。这种单一食物方法系统性地低估了实际膳食中的蛋白质充足性，因为实际膳食中多种蛋白质来源被共同摄入，其AA谱在餐次和日间相互补充。加剧这一局限性的是，食物基质组成、热处理和产品配方会降低AA相对于原料水平的生物可及性，例如，蛋白质棒的体外DIAAS分析和植物性产品中反应性赖氨酸的加工损失所显示的那样，单一食物指标无法捕捉这些效应。本关键综述综合了实验证据，表明蛋白质质量在餐次和膳食水平上既具有加和性，又可准确预测，并提出了一个全膳食蛋白质质量（WDPQ）框架，该框架将每日摄入中的可消化必需AA贡献汇总，在膳食水平而非单一食物水平识别限制性AA。应用于地中海饮食、降压饮食（DASH）和孕期饮食以及脆弱人群时，WDPQ产生的校正蛋白质值比传统单一食物求和高出18%–30%，实质性改变了膳食充足性的评估。WDPQ框架可利用现有PDCAAS和DIAAS数据实施，并对蛋白质标签、膳食指南和植物性食品转型的营养评估具有重要意义。
**1 引言**
蛋白质质量评估在食品科学和营养研究中日益受到关注。当前主导指标蛋白质消化率校正氨基酸评分（PDCAAS）和可消化必需氨基酸评分（DIAAS）在评估单一蛋白质来源时不可或缺，但无法准确反映混合餐或习惯性膳食中的蛋白质充足性，尤其对于植物性蛋白质，其氨基酸（AA）互补性和食物基质复杂性更为突出。本综述提出全膳食蛋白质质量（WDPQ）框架，将每日摄入的可消化必需AA贡献汇总，在膳食水平而非单一食物水平识别限制性AA。文献检索利用PubMed、Web of Science和Scopus，覆盖2013-2025年出版物。
**2 植物蛋白质：从全食物基质到分离浓缩物**
植物蛋白质的营养价值常因计算方法不当而被低估。全植物基质（如种子、叶子）与分离浓缩物之间存在显著差异：工业分离过程虽提高蛋白质体积密度和潜在消化率，但热处理和化学处理可能导致蛋白质变性，降低必需氨基酸（EAA）的生物活性。植物蛋白浓缩物和分离物在食品中广泛用于改性物理性质（如持水性、凝胶化），并应用于婴儿配方食品、临床营养和运动营养。Tormási等人（2025）对四种市售蛋白质棒进行体外DIAAS分析，发现即使以高质量乳蛋白制成的棒，其DIAAS也仅为61（针对较大儿童/成人参考模式），远低于分离状态下报告的100左右。这种降低并非均匀：特定EAA（如色氨酸和含硫AA）的释放受抑制更严重，揭示了“基质悖论”：原料水平营养优越的食物在复杂基质中可能提供更少的必需AA，而个体质量一般的全食物组合可通过AA互补超过单一高质量原料。Matthews等人（2025）强调，源自纯化原料的蛋白质质量评分不能直接赋予成品，需考虑加工、配方和基质对AA消化和代谢利用的影响。非热加工（如超声辅助水合、冷等离子体）可提高植物蛋白消化率。
**3 蛋白质推荐摄入量**
健康成人蛋白质推荐膳食供给量（RDA）为0.80 g/kg/天，未区分老年或病理状态子人群。美国营养与饮食学会认为，只要热量充足，植物性饮食可满足或超过蛋白质推荐量。Herreman等人（2020）指出，对于DIAAS低于100的蛋白质来源，可增加限制性蛋白质摄入直至满足生理需求，导致总蛋白质摄入高于RDA。然而，仅靠“数量优先”方法可能导致热量过剩，尤其对老年人。因此，需要更精确的评估框架，关注混合膳食的“必需氨基酸（EAA）密度”。Matthews等人（2025）强调，PDCAAS和DIAAS主要描述蛋白质的消化性AA谱，未捕获系统生物利用度、内脏滞留或刺激肌肉蛋白质合成的能力。当前膳食参考摄入量主要基于高质量动物蛋白数据，可能不适用于现代混合或植物主导饮食。全国健康与营养调查（NHANES）建模显示，≥71岁成人中高达48%至少有一种必需AA低于需求。荷兰国家食品消费调查中，植物蛋白占比≥60%的成人蛋白质摄入量和质量显著较低。
**4 方法与评估原则**
**4.1 蛋白质质量评估方法的演变**：从生物学价值（BV）和蛋白质效率比（PER）发展到PDCAAS（1989年）和DIAAS（2013年）。PDCAAS基于AA含量和粪便消化率，DIAAS使用标准化回肠消化率，允许评分超过1.0。DIAAS的加和性支持全膳食评估框架。
**4.2 PDCAAS**：美国食品药品监督管理局（FDA）接受用于标签。局限性包括：假设所有AA消化率相同（已被证伪）、使用总消化道消化率（包括结肠细菌代谢）、啮齿动物模型与人类的生理差异。
**4.3 DIAAS**：当前联合国粮农组织（FAO）推荐。使用单个必需AA的标准化回肠消化率，比PDCAAS更准确。FAO正在与国际原子能机构合作开发全球蛋白质消化率数据库，优先混合餐和复杂食物数据。
**4.4 植物蛋白质质量评估的关键挑战**：
- **4.4.1 基线单一食物基质和加工限制**：植物蛋白通常PDCAAS和DIAAS值较低。氮-蛋白质转换因子6.25导致低估植物蛋白。高纤维降低消化率。加工方法（如热处理、美拉德反应）显著影响AA消化率，尤其是反应性赖氨酸损失可达40%-70%。分离物中大豆和马铃薯蛋白可达到DIAAS≥100，但高分数不保证同等合成代谢反应。
- **4.4.2 交互式混合餐和共摄入效应**：脂质可减缓胃排空，增强蛋白质消化率。抗营养因子（如单宁、高粘度纤维）可产生“跨效应”，降低共摄入蛋白质的生物可及性。这些动态交互使原料级评分与实际餐后AA供应脱节。
**4.5 WDPQ的计算方法**：传统单一食物求和法：每项食物基于其PDCAAS计算可用蛋白质，求和。WDPQ框架：将膳食作为单一功能单元，计算每种食物中每种必需AA的绝对含量，乘以消化系数，汇总全天摄入，再与年龄特异性参考模式比较，确定限制性AA。本综述案例研究采用PDCAAS，因其数据可用性更广且仍是多数管辖区的监管标准。
**5 单一食物与全膳食的蛋白质质量**
单一食物方法无法捕获全膳食中的非加性协同效应。Matthews等人（2025）提出EAA-9和餐蛋白质质量评分（MPQS），但仍依赖PDCAAS且未完全考虑烹饪和基质效应。应用MPQS于荷兰大型膳食数据集，357份纯素餐中无一份达到100分，78%赖氨酸限制，20%蛋氨酸限制。WDPQ框架最保守应用于餐水平而非全天，尤其在急性合成代谢反应是主要关注的群体（如肌少症老年人）中。实验验证：猪模型中混合餐的AA回肠消化率可从单个成分预测（Stein等人2005，Xue等人2014）。牛奶（DIAAS 123-144）与玉米片（DIAAS 16-19）混合后DIAAS接近或大于100。
**6 WDPQ框架的案例研究与实践应用**
**6.1 案例研究：全膳食校正蛋白与单一食物求和**：地中海饮食、降压饮食（DASH）和孕期饮食。地中海饮食全膳食校正蛋白值比传统单一食物求和提高约30%，DASH从69g增至83g，孕期从67g增至81g。这些案例表明WDPQ框架改变了营养评估，可能避免不必要的补充。表5列出了针对不同人群的战略性全食物搭配，如老年人提高亮氨酸密度，纯素运动员补充含硫AA。
**6.2 可用数据与应用**：建议食品标签和公共数据库标明限制性AA，以促进消费者进行互补搭配。
**6.3 特殊人群：运动员和老年人**：运动员需通过完整膳食满足营养需求，植物蛋白提供纤维和微量营养素。老年人面临肌少症和合成代谢抵抗，WDPQ可设计最大化EAA递送的膳食，且食物物理形式（如碎肉优于牛排）影响AA吸收。
**7 食物基质挑战的监管与行业影响**
蛋白质棒等产品中基质效应可显著降低AA质量。对1600多种市售蛋白质棒的系统分析显示，81%符合欧盟“高蛋白”标签，但四种体外DIAAS值均低于FAO建议阈值75，尤其是胶原蛋白棒DIAAS低于10。建议监管机构鼓励制造商披露限制性AA，使消费者能在家中进行互补搭配。
**8 结论**
WDPQ框架通过汇总全天AA贡献，更准确地评估蛋白质充足性。三个案例（地中海、DASH、孕期饮食）显示全膳食计算比传统单一食物求和产生更高的校正蛋白值。该框架是对现有指标（PDCAAS和DIAAS）的逻辑改进，弥合了孤立原料数据与实际消费之间的差距，为膳食指南和食品开发提供更真实的营养评估基础。
