婴儿豆基粉的发展与存在的问题*

范玲慧，郭顺堂

（中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083）

婴儿豆基粉是以大豆蛋白和（或）其他来源的蛋白为原料，根据婴儿生长发育的营养需求添加所需的维生素和矿物质等而制成的一种配方食品，具有乳代用品的性质，可替代母乳或作为断奶食品。其设计依据是大豆中含有较为丰富的水溶性蛋白质，氨基酸组成与牛奶中蛋白质相近，营养丰富。通过对大豆蛋白进行水解、纯化能够进一步提高其营养价值，利于人体所吸收。在安全性上，国外一些研究表明使用豆基配方粉与使用乳基配方奶粉喂养的婴儿在蛋白质代谢上并没有明显差异。国外已有多种豆基婴儿粉品牌，而我国对豆基婴儿粉的开发还十分缓慢，目前市场上产品明显不足，因此，有必要讨论豆基婴儿粉的加工技术的开发问题。

1 开发豆基婴儿配方粉的意义

从营养学和健康角度来看，过敏性疾病占婴儿和儿童发病率的35%，是工业化国家的最主要发病因素，而且这种疾病正在增长。如何选择适当的饮食避免或预防食物过敏尤其是婴儿期食物过敏是非常困难和重要的事情。婴儿约有20%会发生食物过敏，而牛乳蛋白质过敏症是食物过敏中最为普遍的症状，其中，母乳中不存在的β-乳球蛋白是主要过敏源。目前我国生产的婴儿配方奶粉主要是通过添加脱盐乳清粉来达到母乳中乳清蛋白与酪蛋白的比例标准。但由于增加了乳清蛋白的数量，所以β-乳球蛋白的数量也有所增加。据资料统计，世界上约有0.3%～7.5%的婴儿患有牛乳蛋白质过敏症，欧美发达国家约有1.5%～7.5%的婴儿患有此病，而我国约有1%～2%的婴儿牛乳过敏，约有57%的患病儿在出生后的第一个月发病。Eggesbo等在1999年对挪威的4 973个2岁以内的儿童进行调查，发现有7.5%的儿童在12个月时发生了牛乳过敏，18个月时约为5.5%，24个月时约为6%。因此，专家建议不能接受正常喂养的婴儿选用豆基婴儿配方粉。另外有些婴儿对乳糖不耐受或患有半乳糖血症，在这种情况下也可以选择豆基婴儿配方粉作为牛奶的替代喂养品。对于素食家庭来说，大豆制品也是乳制品的良好替代品。

其次，目前我国生产婴儿配方奶粉的主要原料——脱盐乳清粉D90，是以生产奶酪的副产品——甜乳清为原料生产出来的。从经济方面考虑，我国干酪的生产基本处于空白阶段，不具备生产乳清粉的条件，我国生产婴儿配方奶粉所用的乳清粉主要依赖进口。这种状态对国内企业相当不利，长期依赖国外进口乳清粉的局面，势必会影响我国婴儿奶粉产业的发展。

另外，在一些发展中国家，尤其是热带的非洲，婴儿断奶食品及一些成人食品都主要是当地原产的谷物、马铃薯和木薯的块根和块茎。而大部分谷物的氨基酸模式并不平衡，如缺乏苏氨酸、赖氨酸、色氨酸等。为了提高谷物蛋白的质量，在采用发芽和发酵的方法同时，可将大豆蛋白作为重要的补充蛋白，谷物与大豆蛋白混合后发酵可生产优质的婴儿断奶食品。

2 婴儿豆基粉的发展和工艺优化

2.1 婴儿豆基粉发展

1909年John Ruhrah发表了名为The soy bean as an article of diet for infants的第一篇关于大豆蛋白用于婴儿食品的论文。1920年Hill和Stuart将豆基婴儿配方奶粉推荐给患有湿疹的婴儿。1929年开始商业化生产。

在国内早在1916年伍连德就对母乳代用品做了介绍。1926年祝慎之开始对以大豆为基础的母乳代用品作了系统研究，认为豆浆补充其它原料后可以代替牛奶甚至母乳作为婴儿主食品。1954年，周启源教授研制成功“5410”乳儿粉，其原料选用大豆粉、蛋黄粉、大米粉、植物油、维生素和矿物质，通过对100多名婴儿喂养实验，结果婴儿生长发育均在正常范围，同母乳喂养的婴儿生长情况相似，因其采用大豆蛋白为蛋白质的主要来源，而大豆蛋白资源丰富且价格低廉，因此在全国推广以后受到消费者好评。

2.2 大豆分离蛋白的使用及处理

早期的豆基婴儿配方粉主要的蛋白源是豆粉，豆粉与大豆分离蛋白相比，总蛋白含量和蛋白质消化率都比较低。而且豆粉中含有许多非蛋白成分，如糖类、纤维素，植酸(肌醇六磷酸)和抑制剂等，婴儿食用以豆粉为原料的婴儿配方食品会产生腹泻和肠积气的现象。这些非蛋白成分在大豆分离蛋白制备过程中被除去。大豆分离蛋白的蛋白质干重为90%，消化率达97%，是含有必需氨基酸的高度浓缩物。在20世纪60、70年代，大豆分离蛋白取代了豆粉，应用在了婴儿配方奶粉中，并强化了蛋氨酸，而且大豆分离蛋白中的大豆异黄酮含量明显低于豆粉。通过水解大豆分离蛋白可改善蛋白质的功能和生物利用率，使蛋白质更易于被人体吸收和利用。目前有多种方法用于水解大豆分离蛋白。但在食品配料中主要是酶法，如向蛋白原料中加入蛋白水解酶，通过超滤方法去除蛋白水解物，从而获得可溶的、低分子量蛋白水解物。此外一些对营养价值影响较小的物理方法如超声波、高压脉冲等也被应用于豆基粉的生产，以改善其溶解性。

2.3 婴儿豆基粉的复配

豆基粉的油脂来自各种植物油，包括大豆、棕榈油、向日葵油、三油酸甘油酯、红花油、椰子油等，其特殊油脂含量与牛奶粉中一致。

由于大豆蛋白配方粉中植酸、纤维和低聚糖等会结合铁、锌等矿物质，所以所有的豆基配方都会强化铁和锌。

现在的豆基配方奶粉还添加了碘，肉毒碱，牛磺酸，胆碱和纤维糖。也有许多研究者根据不同地区的实际情况将大豆蛋白与谷物蛋白或乳清相复配，得到营养均衡，物美价廉的豆基粉，以期实现婴儿豆基配方粉的国产化。

2.4 婴儿豆基粉国际及国内市场

在美国，豆基配方奶粉符合美国婴儿学会的推荐量，满足婴儿配方法规（1980年并在1986年修订）中针对足月生产婴儿的质量标准，也满足美国食品药品管理局制定的质量要求。在美国每年大约有36%的婴儿在一月龄期间食用豆基婴儿配方粉。根据AAP（美国儿科学会）的调查，过去的3.5个十年中，豆基产品占有美国配方粉市场的20%～25%。这意味着从上个世纪70年代开始，有超过2亿的美国儿童食用豆基产品。

目前，国外市场上有完全的大豆分离蛋白配方的产品。然而，在国内大豆蛋白婴儿配方奶粉还没有商业化生产。

3 婴儿豆基粉的营养及安全性评价

3.1 蛋白质营养问题

ESPGHAN（欧洲小儿肠胃营养学会）于2005年做了婴儿配方粉中各营养成分推荐添加量的报告，其中对推荐蛋白质的添加量为（g/100kcal）：牛乳蛋白1.8～3.0，大豆分离蛋白2.25～3.0。国外对用豆基配方奶粉、乳基配方奶粉和母乳喂养的婴儿生长状况进行了研究。结果表明用豆基配方粉喂养的婴儿所获取的能量与用乳基配方奶粉的相似；血浆蛋白及血液尿素中的氮进行标记测量的结果也表明，用这两种食物喂养的婴儿在蛋白质代谢上没有明显差异。Strom等对在婴儿期进行过配方食品喂养实验的成年人进行研究，分析了他们内分泌，生殖和一些其他情况。结果表明，用豆基蛋白奶粉和乳基配方奶粉喂养的人，在成年后他们的平均身高、体重和体形没有什么明显区别。但由于豆基婴儿粉的推广历史不长，对人体的长期影响尚不足以定论。

此外，有研究者认为，豆基配方粉不适合早产儿。食用豆基配方粉的早产儿与食用奶粉的早产儿相比，血清中磷含量较低，而碱性磷酸酶含量较高，而食用大豆蛋白配方粉的体重较轻儿的骨质疏松的概率增加。可见，对早产儿豆基粉不能够完全的替代母乳喂养和奶粉喂养。

总之，婴儿豆基粉具有营养价值较高、方便、价廉等优点，适合大部分婴儿喂养。

3.2 豆基粉的抗营养因子问题

由于婴儿食用大豆配方产品的历史较短，对于服用豆基产品的儿童的研究较少，并没有充足可靠的数据评判豆基产品对生长发育及食用者长期的健康是否有影响，近年来，一些科学工作者对大豆配方产品对生长发育及相关疾病的影响提出了质疑，这些质疑主要围绕着大豆中的抗营养因子。

3.2.1 植酸 植酸是大豆加工过程中不可忽视的成分，是大豆中磷的主要存在形式，约占总磷含量的67%～75%。它在很宽pH范围内带负电，具有很强的螯合性，既能与二价或三价的金属离子螯合形成难溶性的植酸盐络合物，又与蛋白质直接或间接通过多价金属离子结合形成三元复合物。Dendougui等研究发现植酸和钙之间的相互作用使钙在肠道中的可利用率降低90%。其次，体外实验表明，植酸盐和蛋白质形成的复合物是不可溶的，而且受蛋白水解酶的作用弱于同种单一蛋白，即植酸的结合明显降低了蛋白质的利用率。此外，植酸对α-淀粉酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶的活性有抑制作用，造成蛋白质和氨基酸的消化率下降。有研究认为，少量的植酸也会对铁吸收有强烈的影响，因此植酸必须降低到小于0.3mg/g分离蛋白（<10mg/餐）时，铁的吸收才有所改善。但尽管将大豆蛋白中几乎所有的植酸都去除后，其铁吸收率也仅为卵白蛋白的一半。基于上述原因，为了降低大豆中的植酸，人们做了大量相关的研究。

一是酶法去除植酸，利用植物本身的植酸酶，通过发芽来提高植酸酶的活性，从而将植酸分解，或添加来源于谷物表面自然形成的微生物群或培养微生物产生植酸酶，诱导植酸水解。有研究表明，发酵的过程可以提供植酸酶分解植酸的最适pH。二是物理方法，由于植酸对热非常稳定，因此常规热处理对降低植酸的含量效果不好。对大豆进行20 min的蒸或炒处理，植酸含量只略微降低。浸泡大豆可以去除部分植酸，并且稀酸溶液的浸泡效果比水好。超滤或渗滤也是去除植酸的好方法，而pH 5～6.5是去除植酸的最佳条件。离子交换也可以有效的去除植酸。此外，微波处理可以使干大豆中植酸含量降低60%。摩擦和冲洗也可使大豆子实中的植酸含量降低30%。分离大豆蛋白在115℃下，高压处理4 h，可破坏大部分植酸。此外，还有利用二价阳离子Ca2+和Ba2+与植酸结合形成复合物而沉淀的性质，通过添加CaCl2和BaCl2的方法来除植酸。

3.2.2 大豆异黄酮 大豆和大豆产品中异黄酮主要有三种，genistein（染料木素）、daidzein(黄豆苷元）和glycitein（黄豆黄素），其对预防骨质疏松、防止心脑血管疾病、预防癌症和减少肿瘤数目、减轻或避免因雌激素减少引起的更年期综合症、预防衰老等有一定的作用。大豆配方中总染料木素的含量约为90 mg/kg，总黄豆苷元含量约为50 mg/kg。目前关于豆基配方产品的争议中，大豆异黄酮对人体的影响受到了普遍的关注，这主要是因为相关体外实验已证明大豆异黄酮有结合并激活雌激素受体（ERα和ERβ）的作用。大豆异黄酮对生长发育和荷尔蒙敏感疾病的影响成为热门研究问题。有研究者认为，大豆异黄酮对婴幼儿影响还有待考证，一般普通食用范围的大豆异黄酮不会对成人及婴儿的生长发育和繁殖造成影响。这主要是因为首先大豆异黄酮与典型的内源性雌激素不同，它们是有选择性的雌激素受体的调解器，它们还有其它独立于雌激素受体的功能，如酪氨酸激酶抑制剂。且对不同的环境和不同的人来说，异黄酮的效能比雌二醇低1 000～10 000倍，即使在人生长的最初阶段，当食用豆基产品时，其中所含有的异黄酮与雌二醇在竞争性结合中处于劣势，与异黄酮相关的雌激素接收器的活性很低。另外，尽管有些研究报道了体内和体外实验中，染料木素和雌二醇的某些部分具有相似的基因表达图谱，但是大豆在肠道中的消化使得其处于包含有上百种植物素和肽的复杂环境中，而目前大部分研究描述的作用并不是指大豆产品或大豆配方产品，而是仅仅针对纯化的大豆异黄酮、染料木黄酮的作用，二者并不等同。

但是，尽管大豆异黄酮的效率较低，且其中的活性流通部分较小，但对于雌激素水平较低的婴儿来说，其剂量仍有风险，对于雌激素浓度更低的男婴来说，大豆异黄酮对雌激素敏感系统可能有负面影响。二十年前就有人报道肠道内的微生物在异黄酮的代谢和生物利用率上起着关键性作用，因此由于新生儿在出生的前四个月肠道微生物环境尚未发育，食用含有大豆制品的婴幼儿食品不能排泄出相应量的异黄酮代谢物。但也有报道认为婴儿对异黄酮的吸收、消化、排泄能力与成人一样，生产商建议婴儿每日提供的异黄酮含量为（3.2±0.2）mg/kg body wt。由于严格的工业规定和政府标准，目前豆基粉与奶粉在儿童出生几年内的生长、发育和健康状况上的作用无明显差异。阿瑟肯洲儿童营养中心正在进行一项长期的关于豆基产品对身体健康影响的监测和研究。

大豆异黄酮的提取主要依据其物理性质。可根据与其它物质在甲醇、乙醇、甲醇酸溶液和弱碱性水溶液中的溶解性不同进行萃取。另外还可以结合离子交换树脂、超滤膜等方法去除大豆异黄酮。温度在异黄酮的提取中也是重要的因素，这主要是因为难溶于水的染料木黄酮在水中的溶解度与温度有关，70～90℃时溶解度随温度提高显著升高。

3.2.3 其他抗营养因子 植物凝集素（phytolec⁃tin）是指对N-乙酰基D-半乳糖胺/D-半乳糖有结合特异性的一类糖蛋白，是大豆中的主要抗营养因子之一，凝集动物的红细胞从而产生毒性。

蛋白酶抑制剂（protease inhibitor）的危害一是蛋白水解酶和蛋白酶抑制剂形成复合物（二者均含较多的含硫氨基酸），二是造成含硫氨基酸缺乏，从而导致胰腺肿大。尤其对于婴儿来说，由于其胃酸少，肠渗透率高，蛋白酶抑制剂（TI）的影响较大。动物实验表明当TI活性破坏程度达到50%～60%时小鼠不再发生胰腺肿大。目前有很多研究认为低浓度的TI，主要是BBI（鲍曼-伯格型）可抗癌。大豆婴儿配方粉中的BBI含量约为7.4μg/mL，KTI（库尼兹型）约7.2μg/mL。大豆配方产品中KTI和BBI的活性力为原料的0.1%。

胰蛋白酶抑制剂和凝集素都是热敏性的，且凝集素敏感性更强。通过水洗和高温处理，基本可以将二者破坏，尤其是湿热处理。Rackis等报道全脂大豆中抗营养因子经过2分钟的膨化处理后基本去除。短时间的膨化处理破坏了生长抑制因子，减少了对营养成分的伤害。PER值随着TI活性降低89%后而升高。

4 豆基粉的致敏问题

4.1 致敏因子

虽然豆基配方粉的使用缓解和改善了婴儿对牛乳蛋白的过敏症状，但大豆蛋白本身也含有抗原成分。大豆是“八大致敏食物”之一，1%～6%的婴儿对大豆过敏。因为含大豆的食品增多，成人中这种几率增大。一些患有哮喘和对坚果过敏的儿童可能对大豆也有过敏反应，这是由于有些抗原蛋白的氨基酸序列有相似性。Friedman等人认为大豆和牛乳中的过敏原没有明显的关系。而Wensing等人研究发现大豆蛋白的主要抗原P34与花生的主要抗原有70%的相似性，与牛奶免疫显性蛋白（2-S1-casein）有50%～70%的一致性。

一组数据表明，每一百个大豆过敏的人中，有1个人只要0.3 g豆粉就可以引起过敏。Sicherer等人报道28%的有遗传过敏性皮炎的大豆过敏儿童在消化少于0.5 g豆粉后就有反应，这相当于41mg大豆蛋白。大豆抗原反应主要有三种，第一种是IgE反应，引发皮肤、呼吸道和消化系统的反应。第二种是非IgE反应，包括小肠结肠炎，这些反应的的症状主要包括发热、呕吐和腹泻。第三种也是最不常见的一种称为过敏性反应，美国每年平均100 000个人中就有10.8个人受到影响。

过敏是最严重的抗原反应。过敏可引起皮肤、呼吸道、消化系统的反应，甚至死亡。大豆中有几种抗原蛋白。但是这些大豆蛋白的抗原反应大部分是短暂的且无生命威胁的。但是过敏反应的严重性和发生频率的增加使得移除抗原蛋白很有必要。尽管在大豆抗原的识别和定义上已有所突破，但是科学家仍然不能完全确定具体是哪种蛋白引起过敏反应。目前至少有21种抗原已被识别，其中P34是主要的过敏蛋白，也是目前研究较多的抗原之一，65%的大豆过敏病人对P34有过敏性皮炎症状。P34是一种单体的、不溶的糖蛋白，由257个氨基酸残基组成，与7S组分由二硫键相连接，可能在蛋白折叠中起一定的作用。P34主要存在于种子子叶中，细胞溶解后与油脂体蛋白相连接。围绕着大豆抗原的去除，科学家做了很多研究。目前主要去除大豆抗原的方法包括加热，膨化，发酵，水解，盐析，二硫键交换，基因改造等。但每种方法都具有一定的局限性，目前的实验表明，仅仅依靠一种处理方法不能较好地去除大豆抗原。目前，对于P34的二级结构、加工过程与过敏原性的关系还没有详细清楚的信息，但过敏原的结构似乎对其过敏性有着重要的影响。为提高豆基粉的营养应用效果，需要更多的研究全面地改善P34和其他大豆抗原的去除效果。

4.2 豆基配方粉的其他安全问题

1996年，AAP（1996）发文认为，豆基婴儿粉中铝含量较高，母乳中铝含量为4～65 ng/mL，而豆基粉中达到600～1 300 ng/mL。铝会与钙竞争吸收，导致婴儿骨骼钙化降低，且其对中枢神经系统有一定影响，尤其对肾脏功能障碍的早产儿和儿童影响较大。矿物盐是豆基配方产品中铝的主要来源。

此外，大豆生产中还有一些安全问题，如加热带来的褐变反应可能会导致蛋白质－碳水化合的反应，生成果糖－赖氨酸的结合物。在较高的pH下的处理会导致所有的胱氨酸、部分精氨酸、赖氨酸、丝氨酸和甲硫氨酸的破坏，同时伴随着D型氨基酸和赖丙氨酸的生成。虽然大鼠实验表明赖丙氨酸会引起其肾脏细胞的变化，但狒狒长期服用少量的赖丙氨酸后并没有引起人们所担心的上述问题。更早的研究认为虽然没有实验证明婴儿对赖丙氨酸不利影响的敏感程度高于成人，但由于婴儿配方粉是婴儿蛋白的唯一来源，Pfaff建议婴儿配方粉中赖丙氨酸的含量<200 ppm。

如果以大豆分离蛋白作为豆基粉的原料，就必须考虑上述的营养安全问题。大豆分离蛋白是一个较为通用的蛋白产品，在实际生产中其生产工艺相对稳定。因此，如何将大豆分离蛋白生产工艺与上述的营养和安全处理工艺相结合，并能提高营养和安全性是该类产品加工面临的主要技术问题。另外，产品的溶解性和质量的稳定性也是在生产中需要解决的重要方面。

综上所述，婴儿豆基粉具有较高的营养价值，尤其适合对牛奶过敏和乳糖不耐的婴儿。但是同时，婴儿豆基粉在加工技术方面也存在许多待解决的问题，如抗营养因子、过敏原、矿物质有效性等。目前，国外已有婴儿豆基粉品牌，但国内仍未产业化，相关产品品牌很少。为了使豆基粉可尽快的国产化和普及化，必须加强婴儿豆基粉的加工技术研究。

（略）