《LWT》：Enhancing the nutritional profile and
in vitro digestion properties of dual-protein extrudates by blending surimi with soybean flour
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为解决植物基人造肉氨基酸模式失衡、蛋白质消化率低的问题，本研究通过将鱼糜与大豆粉以不同比例（0:10至4:6）共挤出，系统评估了双蛋白挤出物的营养构成、脂肪酸/氨基酸谱及体外消化特性。研究发现，增加鱼糜比例显著改善了氨基酸平衡（EAA/TAA达到>40%的FAO/WHO推荐标准），并线性提升了蛋白质消化率（从79.33%升至86.12%），同时促进了低分子量及潜在生物活性肽的释放。该研究为开发营养均衡、高消化率的双蛋白挤出物提供了理论与实证支持。
随着人们对健康饮食和可持续性发展的日益关注，植物基人造肉（Plant-based meat analogues）以其在模拟肉类感官特性和潜在健康益处方面的优势，成为了食品行业的研究热点。然而，这类产品在追求“形似”和口感的同时，也暴露出一些内在的营养“短板”。其中，最核心的问题有两个：一是氨基酸（Amino acid）模式不均衡，特别是常常缺乏蛋氨酸等必需氨基酸（Essential amino acid, EAA），导致其蛋白质的整体营养价值（如必需氨基酸与总氨基酸的比值EAA/TAA）往往达不到联合国粮农组织/世界卫生组织（FAO/WHO）推荐的理想蛋白标准（>40%）。二是蛋白质的消化率较低，人体能有效吸收利用的比例有限，这与动物性蛋白相比存在差距。这些问题主要源于植物蛋白自身的结构特点以及其中存在的抗营养因子。为了突破这些瓶颈，研究人员提出了“双蛋白”（Dual-protein）策略，即通过巧妙地将动物蛋白与植物蛋白结合起来，让它们优势互补。动物蛋白能弥补植物蛋白氨基酸的不足，并提高整体消化率；而植物蛋白则能提供膳食纤维，并有助于降低产品的胆固醇和饱和脂肪含量。在众多动物蛋白来源中，淡水鱼糜（Surimi，一种鱼浆制品）因其氨基酸组成均衡、胆固醇含量低、含有对人体有益的ω-3多不饱和脂肪酸（如EPA和DHA），且自身消化率高，被视为与大豆蛋白（Soybean protein）结合的理想候选者。不过，此前关于鱼糜与植物蛋白共挤出的研究多聚焦于产品的质构和风味，对其营养价值和消化特性的系统性评估仍属空白。为此，由Xiaodong Li、Huihui Dai、Yanhong Bai、Boning Mao、Xiaoying Luo、Lovedeep Kaur、Tao Yin和Shanbai Xiong组成的研究团队，在《LWT - Food Science and Technology》期刊上发表了一项研究，旨在探究通过将鱼糜与大豆粉以不同比例共挤出，能否有效克服单一植物蛋白的营养缺陷，从而开发出新一代营养更均衡、更易被人体吸收的“升级版”植物基人造肉。
为了开展这项研究，研究人员主要采用了以下几种关键技术方法。首先，他们以不同质量比例（0:10, 1:9, 2:8, 3:7, 4:6）混合冷冻鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）鱼糜和大豆粉，并利用单螺杆挤出机在设定的温度梯度下制备了双蛋白挤出物，这是制备样品的基础工艺。其次，他们采用凯氏定氮法、索氏提取法等标准方法测定了挤出物的基本营养成分（水分、粗蛋白、粗脂肪、总糖、灰分），并通过气相色谱和氨基酸自动分析仪系统分析了其脂肪酸和氨基酸的组成与含量。为了评估消化特性，研究团队采用了国际通用的INFOGEST体外静态模拟消化模型，模拟口腔、胃和肠道三个阶段的消化过程。在此基础上，他们通过测定消化前后沉淀物的蛋白含量来计算蛋白质消化率，利用邻苯二甲醛（OPA）法测定总游离氨基浓度以评估水解程度，并使用激光粒度仪分析消化过程中颗粒大小的变化，以及通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）观察蛋白电泳图谱的变化。最后，为了更深入地解析消化产物，研究人员选取了三个代表性样品（鱼糜:大豆粉比例为0:10, 2:8, 4:6），利用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术对其胃和肠道消化上清液中的肽段进行了定性鉴定，并借助在线工具PeptideRanker预测了所鉴定肽段的潜在生物活性。
基本营养成分分析
研究发现，随着鱼糜比例的增加，双蛋白挤出物的粗脂肪、总糖和灰分（干基）含量均显著下降，这主要归因于鱼糜原料中这些成分的本底含量低于大豆粉。尽管粗蛋白含量在干基上变化不显著，但所有挤出物的平均湿基蛋白含量（31.45%）与常规烹饪肉类相当，且高于典型的植物基肉制品。水分含量则因挤出压力增大而略有下降。
脂肪酸分析
鱼糜的加入显著重塑了挤出物的脂肪酸谱。纯大豆挤出物以C18:2n6、C18:1和C16:0为主，不饱和脂肪酸（UFA）含量高达81.57%，但缺乏C20:4n6、二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）。随着鱼糜比例增加，总不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸（PUFA）和总脂肪酸（TFA）含量均逐渐下降，但C20:4n6、EPA和DHA等具有重要健康益处的ω-3多不饱和脂肪酸（ω-3 PUFAs）含量显著增加。在鱼糜:大豆粉比例为4:6时，ω-3 PUFAs的比例达到峰值10.37%，为产品带来了特定的营养优势。
氨基酸分析
纯大豆挤出物存在蛋氨酸（Met）缺乏的问题，其EAA/TAA和EAA/NEAA比值分别为36.21%和56.76%，均未达到FAO/WHO推荐标准。随着鱼糜比例增加，限制性氨基酸蛋氨酸、总必需氨基酸（EAA）的含量以及EAA/TAA和EAA/NEAA比值均逐渐提高。当鱼糜比例达到3:7和4:6时，这两个比值均满足了FAO/WHO的理想食用蛋白标准（EAA/TAA > 40%， EAA/NEAA > 60%）。对氨基酸评分（AAS）、化学评分（CS）、必需氨基酸指数（EAAI）和生物价（BV）的计算也证实，鱼糜的加入显著提升了挤出物蛋白质的整体营养品质和生物利用率。
体外消化特性分析
蛋白质消化率和游离氨基浓度分析
增加鱼糜比例线性增强了双蛋白挤出物的胃和胃肠道蛋白质消化率。在4:6比例下，胃肠道消化率从纯大豆的79.33%提升至86.12%。同时，消化上清液中的总游离氨基浓度也显著上升，表明蛋白质更容易被消化水解。
粒径分析
在相同的消化阶段，挤出物消化沉淀物的平均粒径随鱼糜比例增加而逐渐减小。在4:6比例下，胃和肠道消化沉淀物的平均粒径分别比纯大豆样品降低了25.33%和33.22%。粒径的减小为蛋白酶作用提供了更大的表面积，有助于提高消化率。
SDS-PAGE分析
电泳图谱显示，未消化挤出物中已无高分子量蛋白条带。胃消化后，所有样品中>50 kDa的条带消失，并出现了新的蛋白水解条带，且条带强度受鱼糜比例影响。肠道消化后，所有样品均在~10 kDa附近出现条带，表明胰蛋白酶进一步将肽段水解为更小的肽和氨基酸。
游离氨基酸分析
随着鱼糜比例增加，消化上清液中总游离氨基酸（TFA）、EAA和NEAA的含量均呈上升趋势。当鱼糜比例超过2:8时，消化液中氨基酸的EAA/TAA和EAA/NEAA值基本达到了FAO/WHO的要求，表明在模拟消化过程中，鱼糜的加入也提升了挤出物的氨基酸营养品质。
定性肽段鉴定与分析
LC-MS/MS分析表明，从胃到肠道消化阶段，鉴定出的肽段数量显著增加。随着鱼糜比例从0:10增加到4:6，肠道消化液中鉴定出的肽段数量增加了14.50%。分子量分布显示，鱼糜比例的增加促进了蛋白质水解生成更多低分子量肽段（500-1500 Da）。韦恩图分析进一步表明，较高鱼糜比例的样品产生了更多独特的肽段，这表明鱼糜的加入改变了蛋白质的水解模式，可能产生了单一天然蛋白消化时不会出现的肽段。
潜在生物活性肽预测
利用PeptideRanker对肽段序列进行生物活性预测发现，随着鱼糜比例增加，特别是在肠道消化阶段，具有预测生物活性（评分>0.5）的肽段数量及其占总肽段的比例均呈现上升趋势。在4:6比例下，肠道消化液中预测的生物活性肽比例达到16.28%，为探索双蛋白挤出物作为生物活性肽资源提供了初步线索。
综上所述，本研究通过整合营养分析、体外消化模拟和肽组学技术，系统揭示了鱼糜与大豆粉共挤出对双蛋白挤出物营养与消化特性的积极影响。核心结论是：将鲢鱼鱼糜与大豆粉以一定比例（特别是≥3:7）共挤出，是一种实现营养互补、提升蛋白质消化率的有效策略。具体而言，鱼糜的加入不仅丰富了产品的ω-3多不饱和脂肪酸（如EPA和DHA），还成功弥补了大豆蛋白的氨基酸缺陷，使其氨基酸模式达到了国际推荐的理想蛋白标准。更重要的是，鱼糜比例的增加线性提高了蛋白质的体外消化率，促进了消化过程中更小粒径颗粒的形成，并释放出更多低分子量肽段及潜在具有生物活性的肽段，从而显著提升了蛋白质的生物利用率和产品的功能潜力。研究还界定了一个兼顾加工可行性与营养消化性能提升的“最优窗口”（鱼糜:大豆粉比例≥3:7），为实际生产提供了明确指导。这项研究不仅从机理上阐明了鱼糜如何通过改变蛋白质组成和结构来调控挤出物的营养与消化特性，也为开发下一代营养均衡、高消化吸收率的植物基人造肉产品提供了重要的理论依据和实践路径。当然，该研究基于体外静态消化模型，未来需要通过动态消化模型或体内研究进一步验证其生物利用度，并对预测的生物活性肽进行功能验证，同时考虑将鱼油添加以补偿总不饱和脂肪酸的减少，并关注ω-3脂肪酸的氧化稳定性问题。
