《Innovative Food Science & Emerging Technologies》：In vitro protein digestibility and protein quality assessment of novel brewers' spent grain protein isolates
编辑推荐：
啤酒糟副产物加工得到的everpro? Dark Fraction (EDF)和Light Fraction (ELF)的体外蛋白消化率及DIAAS评分与大豆、豌豆、乳清蛋白对比，显示EDF和ELF的DIAAS分别为51%和37%，虽低于大豆和乳清蛋白但高于两种豌豆蛋白，且ELF因脱色工艺导致蛋白质量下降。研究为可持续食品工业提供植物蛋白替代方案。
阿里安娜·雷萨（Arianna Ressa）|劳拉·尼汉（Laura Nyhan）|罗莎·桑切斯（Rosa Sanchez）|达斯蒂·N·隆巴迪（Dustie N. Lombardi）|帕特里克·奥里奥丹（Patrick O’Riordan）|埃尔克·K·阿伦特（Elke K. Arendt）
爱尔兰科克大学学院（University College Cork）食品与营养科学学院
摘要
全球食品链面临日益增加的压力，这要求我们迫切转向更可持续的食品系统。实现这一转变的几种方法包括通过利用食品加工副产品来减少食物浪费，以及从动物性蛋白质转向植物性蛋白质。由于人们对健康、天然食品的需求不断增加，以及植物性蛋白质在道德方面的吸引力，评估新型替代蛋白质来源的蛋白质质量变得至关重要。啤酒糟（Brewer’s Spent Grain, BSG）是一种富含营养的副产品，已被升级为everpro? Dark Fraction (EDF)和一种脱色的蛋白质分离物——everpro? Light Fraction (ELF)。本研究使用静态INFOGEST模型，比较了EDF和ELF与豌豆蛋白、大豆蛋白和乳清蛋白分离物在体外（in vitro）条件下的蛋白质和氨基酸消化率以及体外可消化必需氨基酸评分（DIAAS）。所有成分的消化率均较高（>80%），其中EDF的体外DIAAS为51%，ELF为37%，虽然低于大豆蛋白或乳清蛋白，但高于或与所研究的两种豌豆蛋白相当。EDF和ELF中个别氨基酸的消化率存在差异，由此产生的可消化必需氨基酸比例（DIAAR）也有所不同，这表明脱色过程可能会影响蛋白质质量。总体而言，本研究展示了everpro?成分如何作为替代蛋白质来源改变食品行业，帮助制造商推动更加可持续的发展。
引言
气候变化、自然资源短缺以及全球人口增长等挑战严重加剧了全球粮食不安全问题。目前的预测表明，到2030年实现联合国可持续发展目标（SDG）2“零饥饿”和SDG 12“负责任消费和生产”的目标进展严重滞后，这凸显了转向更可持续食品系统的紧迫性（联合国，2024年）。全球食物损失和浪费的负担严重阻碍了这一转变，每年约有10.5亿吨食物被浪费（联合国环境规划署，2024年）。解决这一问题的一种方法是将不可避免的食品加工副产品和侧流进行升级和转化，以生产具有营养价值的成分，从而最大限度地减少食物浪费并支持循环经济。在全球食品系统转型中，另一个重要方面是从动物性蛋白质转向植物性蛋白质，这一概念被称为蛋白质转型（Duluins & Baret，2024年）。
近年来，随着消费者对植物性饮食健康益处的认识不断提高，以及对动物养殖实践和畜牧业环境影响的关注，植物性蛋白质越来越受到重视。非动物性蛋白质的日益流行促使人们更加关注扩展植物蛋白产品线，并改善替代蛋白质的质地和功能特性，以提高其口感（Aimutis，2022年）。然而，在转向和实施替代蛋白质来源的过程中，评估其营养价值是一个基本环节，尤其是蛋白质质量。根据联合国粮食及农业组织的建议，并在适当的数据库验证和建立之后，可消化必需氨基酸评分（DIAAS）最终可能会取代蛋白质消化率校正后的氨基酸评分（PDCAAS）来评估蛋白质质量，因为DIAAS能够更详细、更准确地考虑单个氨基酸的消化情况，而不只是简单地截断评分，从而反映氨基酸在小肠末端的生物利用度。这使得DIAAS在现代营养学中尤为重要，尤其是在评估植物性蛋白质时（联合国粮食及农业组织，2013年）。
啤酒糟（BSG）是啤酒工业中一种丰富且营养价值高的副产品，含有高量的膳食纤维和蛋白质，因此具有作为增值原料的巨大潜力。全球每年产生的啤酒糟约3600万吨，将其升级为功能性食品成分无疑为解决食物浪费和推动蛋白质转型提供了独特的机会（Nyhan, Sahin, Schmitz, Siegel, & Arendt, 2023）。everpro? Dark Fraction (EDF)是一种通过酶水解和过滤大麦和米制成的商业可用蛋白质成分，被称为大麦米蛋白分离物或部分水解的大麦米蛋白。通过对EDF进行进一步处理，还可以获得另一种蛋白质分离物——everpro? Light Fraction (ELF)，这是一种脱色的大麦米蛋白分离物。之前已经对EDF和ELF的营养、功能和感官特性进行了研究，表明它们在各种食品和饮料系统中有应用潜力（Ahern等人，2025年；Jaeger, Sahin, Nyhan, Zannini, & Arendt, 2023, 2024年）。最近使用动态tiny-TIM（TNO胃肠模型）系统研究了EDF与常见蛋白质分离物（大豆、豌豆、乳清）在体外条件下的蛋白质消化率和DIAAS，结果表明大麦米蛋白分离物的消化率较高，其体外DIAAS也优于大米蛋白和一种豌豆蛋白（Jaeger等人，2024年）。由于尚未报道脱色过程对ELF蛋白质质量的影响，本研究的目的是使用静态INFOGEST 2.0模型和蛋白质质量评估分析工作流程，评估这种成分与EDF以及传统使用的植物性和动物性蛋白质来源（豌豆、大豆和乳清）在体外条件下的蛋白质消化率和DIAAS（Brodkorb等人，2019年；Sousa等人，2023年）。
材料来源
本研究使用的所有原料均从市场购买（表1）。除非另有说明，化学品和试剂均从Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）购买。
成分分析
成分分析采用以下方法进行：灰分分析采用AOAC 923.03；脂肪含量根据AACC 30–25.01测定；水分含量由Chelab S.R.L使用基于AOAC 950.46和AOAC 952.08的方法测定；总氮（TN）由Chelab S.R.L测定
成分组成
植物性和动物性蛋白质成分的营养组成见表2。总体而言，各成分的水分和蛋白质含量（TN x 6.25）范围分别为：EDF为5.01%至7.96%，ELF为78.3%至87.3%。EDF和ELF的脂肪含量存在显著差异（0.77% vs. 0.19%），而两种大豆蛋白分离物（SPI-661和SPI-XT：3.06%和4.09%）以及两种乳清蛋白（WPH和WPI：0.79%和1.15%）在各自组内相似
讨论
提供足够的替代蛋白质来源是促进蛋白质转型和转向更可持续食品系统的关键。本研究使用INFOGEST 2.0模型和蛋白质消化率及DIAAS分析工作流程，评估了两种新型啤酒糟蛋白质分离物的蛋白质质量与传统的植物性和动物性蛋白质来源（豌豆、大豆和乳清）的对比
结论
本研究概述了从啤酒糟中分离出的两种新型蛋白质成分EDF和ELF的体外蛋白质消化率和DIAAS，与常用的植物性和动物性蛋白质分离物（豌豆、大豆和乳清）进行了比较。虽然所有成分的消化率都很高，但观察到蛋白质质量存在差异。EDF和ELF的氨基酸谱略有不同，ELF的体外DIAAS低于EDF，这表明额外的脱色过程可能对其蛋白质质量产生了影响
作者贡献声明
阿里安娜·雷萨（Arianna Ressa）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、研究、数据分析。劳拉·尼汉（Laura Nyhan）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、研究、数据分析。罗莎·桑切斯（Rosa Sanchez）：撰写——审稿与编辑、资源协调、概念构思。达斯蒂·N·隆巴迪（Dustie N. Lombardi）：撰写——审稿与编辑、资源协调、概念构思。帕特里克·奥里奥丹（Patrick O’Riordan）：撰写——审稿与编辑、资源协调、概念构思。埃尔克·K·阿伦特（Elke K. Arendt）：撰写——审稿与编辑、项目监督
利益冲突声明
罗莎·桑切斯（Rosa Sanchez）、达斯蒂·N·隆巴迪（Dustie N. Lombardi）和帕特里克·奥里奥丹（Patrick O’Riordan）受雇于Evergrain LLC。其他作者均无利益冲突。
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：
埃尔克·K·阿伦特（Elke K. Arendt）表示获得了Evergrain LLC的财务支持。罗莎·桑切斯（Rosa Sanchez）与Evergrain LLC存在雇佣关系。达斯蒂·N·隆巴迪（Dustie N. Lombardi）与Evergrain LLC存在以下关系：致谢
作者感谢安东尼娅·罗森伯格（Antonia Rosenberger）、阿纳斯塔西娅·莉莉娜（Anastasia Lilina）和伊莱恩·克鲁尔（Elaine Krul）提供的技术支持和宝贵的专业建议。
