《Food Research International》:Comparison of the digestion behavior of soybean and cow milk/cream: Lipolysis, proteolysis, and bioaccessibility of fatty acids and vitamin D
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本研究针对植物基替代品消化特性不明确的问题,通过体外模拟胃肠消化模型系统比较商业大豆与牛乳/奶油在脂解动力学、蛋白水解程度及营养素生物可及性方面的差异。研究发现大豆乳脂解程度更高(胃期47% vs 42%,肠期90% vs 89%),脂肪酸生物可及性显著优于牛乳(85.5% vs 49.8%),而维生素D生物可及性相近(约50%)。该成果为精准设计混合植物基乳制品提供了理论依据。
随着消费者对乳糖不耐受、牛奶蛋白过敏及可持续性问题的关注度提升,植物基乳制品市场快速增长。然而,这类产品与传统乳制品在营养成分和物理结构上存在显著差异,其消化特性和营养素生物利用度尚未得到系统评估。目前研究多聚焦单一营养素或实验室制备样品,缺乏对商业产品在真实胃肠环境中消化行为的综合比较,这制约了植物基乳制品的科学化设计与优化。
为填补这一空白,法国国家农业食品与环境研究院(INRAE)的研究团队在《Food Research International》发表论文,通过标准化体外消化模型(INFOGEST 2.0)对比分析商业大豆与牛乳/奶油在脂解、蛋白水解、微观结构演变及脂肪酸与维生素D生物可及性方面的差异。研究选取成分和结构相近的市售产品,采用激光衍射粒度分析、zeta电位测定、光学显微镜观察等技术追踪消化过程中颗粒行为变化,并通过高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)和紫外分光光度法分别量化脂解程度、脂肪酸组成及维生素D稳定性。
3.1. 大豆与牛乳/奶油的特征分析
通过成分检测发现,大豆乳与牛乳的脂肪含量相近(1.8% vs 1.5%),但脂肪酸谱差异显著:牛乳饱和脂肪酸(SFA)占比高达73.0%,而大豆乳以多不饱和脂肪酸(PUFA,51.5%)为主。粒径分析显示,添加SDS(十二烷基硫酸钠)后所有样品的粒径均降至约1微米,表明存在可逆絮凝现象。
3.2. 消化过程中的微观结构
胃消化阶段,牛乳因酪蛋白聚集形成较大聚集体(D4,3达118微米),而大豆乳聚集程度较低(40微米)。肠阶段两者粒径趋近,但奶油样品因胆汁盐赋予的负电荷稳定性更高,未出现聚集。zeta电位测定进一步证实,肠消化阶段所有样品表面电荷绝对值升高,与胆汁盐吸附相关。
3.3. 脂质水解
胃期大豆乳脂解度(LD)显著高于牛乳(46.5% vs 42.0%),可能与大豆乳较小粒径和PUFA含量高有关。肠期两者LD均达89%左右,但动力学分析显示奶油消化存在快慢两相:牛奶油(CC)的快速相占比更高(57%),整体脂解效率优于大豆奶油(SBC)(74.6% vs 64.3%)。
3.4. 游离脂肪酸释放动力学
pH-stat实时监测显示,奶油肠消化初期1–2分钟内FFA快速释放,对应胃期积累的FFA中和过程。动力学模型拟合揭示,大豆奶油(SBC)慢速相占比达62%,而牛奶油(CC)以快速相主导(57%),反映其脂解速率差异。
3.5. 蛋白水解
肠期大豆乳蛋白水解度(PD)显著高于牛乳(87.2% vs 65.3%),可能与大豆蛋白β-折叠结构易解折叠及热处理后抗营养因子失活有关。奶油样品则因高脂肪含量和增稠剂作用,蛋白水解更彻底(均超99%)。
3.6. 脂肪酸生物可及性
大豆乳整体脂肪酸生物可及性显著优于牛乳(85.5% vs 49.8%),尤其饱和脂肪酸(如14:0、16:0)在大豆乳中生物可及性超90%,而牛乳因SFA易与钙形成不溶性皂化物,生物可及性大幅降低。
3.7. 维生素D生物可及性
尽管维生素D在胃肠消化中稳定性略有差异(大豆乳52.1% vs 牛乳49.7%),但两者最终生物可及性无显著差异(约50%),提示乳基质类型对维生素D吸收潜力影响有限。
本研究首次系统揭示商业大豆与乳制品在消化行为上的核心差异:大豆制品在脂肪酸生物可及性方面优势明显,而牛乳因蛋白聚集结构可能延缓营养释放。研究强调产品配方(如脂肪酸组成、增稠剂)与微观结构对消化效率的调控作用,为开发兼具营养与功能性的植物基乳制品提供了关键参数。未来需结合色谱技术精准量化维生素D,并利用高分辨率成像深入解析消化界面行为。