综述：低蛋白主食中的鱼蛋白强化：营养价值、功能性特点以及应对全球营养不良的新应用

《TRENDS IN FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY》：Fish protein fortification of low-protein staple foods: nutritional potential, functional properties, and emerging applications for combating global malnutrition

　　维贾伊·库马尔·雷迪·苏拉萨尼 | 贾伊·班萨尔 | 西姆兰·考尔 | 帕尔梅特·考尔 | 卡尔尼卡 | 阿卡什·莫格 | 帕万·库马尔·达拉
印度旁遮普邦卢迪亚纳古鲁·安加德·德夫兽医与动物科学大学渔业学院鱼类加工技术系，邮编141001

**摘要**
全球营养不良仍然是一个严重的公共卫生挑战，其主要原因是蛋白质摄入不足以及人们普遍食用高能量但营养价值低的 staple 食物。通过在这些低蛋白食物中添加高质量的蛋白质来源，可以作为一种改善饮食质量和营养安全的有前景的策略。

**范围和方法**：鱼类作为一种价格实惠且广泛可获得的动物性食品，因其高质量的、易于消化的蛋白质、必需氨基酸谱以及生物活性肽和欧米伽-3脂肪酸而具有出色的营养价值。鱼蛋白粉和水解物具有高生物利用度和功能性特性，如乳化作用、保水能力和凝胶化能力，使其适合添加到面包、意大利面、面条和烘焙产品等谷物基食品中。用鱼蛋白强化小麦基和其他低蛋白主食可以提高蛋白质密度，降低饮食的血糖影响，并提升整体营养价值。然而，为获得消费者的接受度，必须解决诸如异味和质地改变等问题。初步研究表明，鱼蛋白强化可能有助于改善血糖控制、心血管健康和代谢调节，尽管在强化食品系统中的临床证据仍然有限。

**主要发现和结论**：随着全球对加工食品和方便食品依赖程度的增加，将鱼蛋白粉整合到日常消费产品中是一种有效的方法，可以大规模地提供必需的营养素。总体而言，用鱼蛋白强化低蛋白食品是一种可行、成本效益高且营养价值更高的干预措施，有助于应对全球营养问题并改善公共卫生状况。本文详细讨论了鱼蛋白强化在低蛋白食品中的重要性、其对食品功能性的影响、提高鱼蛋白整合的最新技术以及未来的发展前景。

**引言**
食品安全是一个关键的全球性挑战，在2030年可持续发展目标中排名第二（Muringai等人，2021年）。世界卫生组织（WHO）将营养不良定义为“能量和营养素供应与身体维持正常生长和其他重要功能所需之间的生理失衡”。因此，营养不良会损害身体的代谢功能。蛋白质-能量营养不良（PEM）对公众健康构成显著风险，尤其是对青少年和老年人，因为它会抑制免疫反应并增加严重健康问题的风险（Zhang等人，2022年）。

近年来，低收入国家在母婴健康方面的营养重点已从强调蛋白质摄入转向解决普遍存在的微量营养素缺乏问题。过去四十年中，维生素A、锌、铁和碘等补充剂一直是营养干预的重点。这些干预措施旨在提高经济贫困国家的儿童生存率和福祉。

在水资源匮乏的地区，水生资源在维持人口生存方面发挥着至关重要的作用（Mohanty等人，2019a）。根据Mohanty等人（2019b）的研究，超过6000万居民依赖水生资源及其衍生物来维持生计。在所有水生资源中，由于鱼类具有高营养价值和易获取性，它被广泛认为是脆弱和营养不足人群的重要动物性蛋白质来源。鱼类及其产品的营养价值通常超过陆地动物产品（Bene等人，2015年）。在非洲，超过30%的人口依赖鱼类及其衍生物作为主要蛋白质来源（Tran等人，2019年）。鱼肉通常含有16-21%的蛋白质（Pal等人，2018年）。尽管渔业对食品安全做出了重要贡献，但由于渔业管理者更重视资源保护和种群可持续性而非鱼类对人类健康的营养价值，而食品安全社区则主要关注食品的可获得性和生产（Shrestha等人，2022年），渔业部门往往被低估。

近年来，消费者越来越追求营养密集型食品，同时希望限制过量摄入可食用淀粉，因为高淀粉摄入可能与健康风险相关。富含快速消化淀粉的饮食与高血糖水平有关，可能导致肥胖及相关代谢紊乱。血糖指数（GI）是一种用于预测摄入后血糖水平的测量系统，对研究人员和营养学家非常有价值。证据表明，通过摄入低GI食品可以帮助降低心血管疾病、糖尿病和神经性疾病的风险。一种降低饮食GI的策略是将富含蛋白质和纤维的成分与小麦面粉结合使用，如面包和意大利面。这样的配方不仅可以减缓葡萄糖的释放，还能提高整体营养质量（Desai等人，2018b）。除了蛋白质外，酚类化合物也具有有益的生物效应，尤其是抗氧化作用。富含多酚的饮食已被证明对预防氧化损伤相关疾病（包括心血管疾病、肿瘤和神经退行性疾病）具有保护作用（Ramasamy等人，2025年）。Dale等人（2019年）指出，含有功能性氨基酸序列的鱼源聚合物与改善营养状况、调节血压、降低胆固醇水平和控制血糖有关。鱼类还含有脂质和微量元素（硒、碘、钠、锌和钾）以及维生素（D、B6、B12和A）。鱼蛋白通过延缓胃排空提供高质量、富含赖氨酸/甲硫氨酸的氨基酸（肌肉含量16–21%，PDCAAS >0.95）和温和的GI效应。尽管鱼脂也含有欧米伽-3脂肪酸的优势（Desai等人，2018c；Dara等人，2020），但本综述重点关注用于主食强化的鱼源蛋白质和水解物（通过ACE抑制剂肽发挥心脏保护作用）。

**鱼类蛋白质强化在低蛋白食品中的重要性**
近年来，鱼类及其衍生物作为最经济的动物性蛋白质来源之一得到了广泛认可，提供了比猪肉、鸡肉和牛肉等传统蛋白质更优越的营养选择。鱼类还提供必需的大量营养素和微量营养素、多不饱和脂肪酸（PUFA）、磷、碘、钙和维生素D。根据经合组织（OECD）和粮农组织（FAO）（2022年）的报告，2018年全球渔业产量约为0.179亿吨，预计到2031年将增加到0.203亿吨，比2019-2021年的基线时期增加了近2500万吨。随着全球人口以意外速度增长，对鱼类及其衍生产品的需求显著增加。这一需求不仅受到国际贸易和保存技术改进的推动，还得益于多样化鱼基产品的商业化（Laxe等人，2018年）。鱼类营养素在维持身体健康方面发挥着重要作用，同时也考虑了不同环境下的饲料成分稳定性问题。水产养殖和渔业部门通过为食品、化妆品和制药等多个行业提供蛋白质而发挥着关键作用。鱼类不仅因其营养价值而受到重视，还因其独特的天然特性（如抗炎作用、抗氧化作用、降压和抗癌效果）而受到青睐（Gavva等人，2020年；Vijayan等人，2022年）。这些生物活性化合物还有助于骨骼系统的肌肉再生、促进细胞发育和优化胰岛素行为，从而降低代谢综合征相关糖尿病和心血管疾病的风险（Khan等人，2022年）。此外，鱼类蛋白质还具有多种功能性特性，如乳化作用、保水能力、溶解性和凝胶化能力（Khan等人，2022年）。

**强化策略**
近年来，用鱼蛋白强化低蛋白食品的方法受到了关注，相关研究也越来越多（表2）。Hosseini Shekarabi和Shahbazi（2022年）报告了添加鱼粉后面团、小麦面粉和面包的质量变化。部分用银鲤鱼粉替代小麦面粉可以提高蛋白质质量。用Pangas鱼蛋白强化意大利面可增加蛋白质含量，从而显著改善质地、体外消化率和感官特性（Singh等人，2021年）。Njoroge和Lokuruka（2020年）研究了添加罗非鱼骨粉的饼干，发现其质地和风味有所改善。Asikin等人（2019年）也证明了这一点。

**鱼蛋白水解以提高溶解度和减少异味**
鱼加工副产品（鱼骨架、头部和内脏）占原材料重量的40–60%，是功能性水解物（FPHs）的丰富蛋白质来源（干重10–25%），这些水解物可以提高乳化作用和溶解度（pH 4–7时超过90%），并通过减小肽分子大小（<3 kDa）减少鱼腥味，从而增加其在强化食品中的使用（Madende和Hayes，2020年；Sasidharan和Venugopal，2020年）。通过内切和外切蛋白酶分解肽键，酶促水解可以将不溶性的肌纤维转化为可利用的形式。

**鱼类蛋白质的过敏性问题**
全球仅有约1%的人口对多种鱼类过敏（Devi等人，2020年）。最常见的过敏原是特定肌肉蛋白（尤其是parvalbumin），而鱼卵、明胶和血液中的其他鱼源成分也可能在易感个体中引发IgE介导的超敏反应（Dijkema等人，2022年）。不同地区的鱼类过敏流行病学数据有所不同。在亚洲，数据通常基于消费频率。

**可持续鱼蛋白生产的进展**
水产养殖的发展（2022年全球产量为9440万吨）和加工副产品的分层利用是可持续鱼蛋白生产的关键因素。可食用部分（如骨架、皮肤和头部）被优先考虑，而非可食用的内脏则因安全问题而被用于非人类用途（FAO，2024年）。不同物种和部分的营养成分差异显著。

**未来研究和发展建议**
尽管在鱼蛋白利用方面取得了显著进展，但在扩大规模和发展可持续实践方面仍面临挑战。鱼类蛋白质和功能性食品成分（FPHs）作为功能性食品原料具有巨大的潜力，然而关于副产品管理以及未充分利用或利用不足的远洋物种的监管框架仍然不完善（Ishak & Sarbon, 2018）。因此，未来的研究应优先考虑将食品中的非食用部分转化为可食用的高价值产品。数据可从相应作者处获取（数据可用性：数据可根据请求向作者索取）。作者确认在文章被接受后同意发表。作者贡献：Vijay Kumar Reddy Surasani：概念构思、初稿撰写、审稿与编辑；Jai Bansal：资源提供、初稿撰写；Simran Kaur：初稿撰写；Parmeet Kaur：初稿撰写；Karnika：初稿撰写；Akash Mog：初稿撰写；Pavankumar Dara：初稿撰写、审稿与编辑。作者声明：作者声明没有可能影响研究的利益冲突或竞争利益，包括财务、知识产权或个人关系方面的冲突。致谢：作者感谢Guru Angad Dev兽医与动物科学大学的支持，并感谢Nanotechnology Research Centre（NRC）和SRM Central Instrumentation Facility（SCIF）、SRMIST为这项工作提供的支持。