一种体外表征食物中蛋白质消化率的方法技术

本发明专利技术属于体外仿生模拟消化技术领域，具体涉及一种体外表征食物中蛋白质消化率的方法。本发明专利技术所述方法通过检测食物消化前后总的游离氨基酸的含量，以实际消化中产生的游离氨基酸的含量变化作为蛋白质消化的表征指标。本发明专利技术方法通过对常见的氨基酸含量进行检测，采用了总的氨基酸质量替代现有技术中的通过凯氏定氮法间接表示蛋白质消化后的摄入量，能够更精确的表示蛋白质消化为氨基酸的含量。同时，本发明专利技术采用的表征方法可以对常见的21种氨基酸进行评分，以此评价食物的营养价值，应用价值更为广泛。

A method for in vitro characterization of protein digestibility in food

The invention belongs to the field of in vitro bionic digestion simulation technology, in particular to a method for in vitro characterization of protein digestibility in food. By detecting the total content of free amino acids before and after food digestion, the method takes the content change of free amino acids produced in actual digestion as the indicators of protein digestion. The method of the invention adopts total amino acid quality instead of indirectly expressing the intake after protein digestion by Kjeldahl method in the prior art by detecting common amino acid content, and can more accurately express the content of protein digested into amino acid. At the same time, the characterization method adopted by the invention can score 21 kinds of common amino acids, so as to evaluate the nutritional value of food, and the application value is more extensive.

【技术实现步骤摘要】
一种体外表征食物中蛋白质消化率的方法
本专利技术属于体外仿生模拟消化
，具体涉及一种体外表征食物中蛋白质消化率的方法。
技术介绍
蛋白质是一切生命的物质基础，每种生物的每个细胞都由蛋白质组构成。对于我们人体而言，蛋白质约占体重的16％，既是构造组织和细胞的基本材料，又与各种形式的生命活动紧密相连。食物是人体获得蛋白质的主要来源，然而，食物中的蛋白必须在胃、肠的消化中才能被我们人体吸收利用。因此，评价食物中蛋白质的消化情况和氨基酸评分对于评价食物中的营养价值具有重要的意义。蛋白质消化率是指人体从蛋白质中吸收的氮占摄入总氮量的比值，目前测定食品蛋白质消化率主要包括测定体外蛋白质消化率和体内蛋白质消化率两种方法。概括地说，体内蛋白质消化率测定法主要是在受试者或活体动物摄入无氮饮食时测得，然而，无氮的饮食或饲料会引起动物机体的应激反应、操作复杂、费用高等。而体外测定蛋白质的消化方法是指在体外模拟食物经过消化后的粒径、消化液的组分配比等，这种方法不需要活体动物具有对人体无害、而且与体内消化率测定法有着很高的相关性，可以人为准确地控制实验条件，不同实验室间测定的结果可比性好，测定效率和稳定性高，成本低，所以被广泛应用。体外蛋白质消化率的测定法通常包括两个步骤，通常是先利用蛋白酶水解蛋白质，然后再通过测定蛋白质的水解度来计算蛋白质的消化率或采用其它方法对蛋白质的消化程度进行评价。目前常用的体外蛋白质的消化方法包括：(1)pH降低法；(2)pH恒定法；(3)TCA沉淀法；(4)SDS-PAGE法；(5)RP-HPLC法。其中：(1)pH降低法是通过测定一定消化时间后的pH降低值来测定蛋白质消化率的方法，其原理是在蛋白酶消化样品的时候，样品中的蛋白肽键断裂，释放出氢离子，导致悬浊液的pH降低，在起始后的第10分钟，该法与体内大鼠粪氮平衡实验所测消化率的结果具有较高相关性(r>0.8)，利用此方法所得蛋白质的体外消化法为Y＝210.46-18.10X，式中，Y-体外消化率(％)；X表示样品消化10分钟时测定的pH值；(2)pH恒定法是通过测定一定消化时间后pH降低所产生氢离子的浓度从而计算出蛋白质消化率的方法，采用恒pH自动滴定仪，向消化液中不断滴入0.1mol/L的NaOH溶液与蛋白质水解过程中产生的氢离子作用，并使样品中的溶液的pH恒定在8.0，再根据10分钟后的加NaOH溶液的量来计算蛋白质的消化率，pH恒定法测定体外消化率TD＝76.14+44.77B10，式中TD表示蛋白质消化率(％)；B10表示水解第10分钟所添加NaOH溶液的量(mL)；(3)TCA沉淀法也称三氯乙酸法，这种方法的原理是在酸性条件下，TCA与蛋白质形成不溶性盐，所以在消化液中加入TCA后，可以采用离心将未消化的蛋白质沉淀后再去测定蛋白质含量，然后计算蛋白质的消化率，TCA沉淀法可以准确定量已经被消化的蛋白质/已消化的蛋白质，但是结果比上述的pH恒定法低，TCA沉淀法检测的蛋白质消化率Y(％)＝(消化前蛋白质样品中TCA沉淀物中的氮含量-消化后蛋白质样品中TCA沉淀物中的氮含量；(4)SDS-PAGE法是对体内外蛋白质消化产物进行定性分析的一种方法，该法可对不同消化时间及不同蛋白水解产物的分子量进行推定，并可以通过电泳条带的变化直观地分析和判断蛋白质消化难易的程度；但是该方法操作较为复杂、时间较长、批间差异大，基本上无法定量；(5)RP-HPLC法是对体内外蛋白消化产物进行定性、定量分析并对不同消化时间及不同蛋白水解产物的组成及含量进行分析，而且还能对目标肽进行纯化和收集，但此方法对分析仪器要求较高，样品需要前处理；蛋白质的消化率(％)＝(消化后肽峰面积的总和)/(水解后各种肽峰面积的总和+水解后蛋白质的峰面积)×100％。可见，上述常规的体外蛋白质的消化方法中，pH降低法或者恒定法操作简单、快速，但是对食物的性状有要求，不合适所有的食物；TCA的方法可精确定量未消化和已消化的蛋白质含量，但测定值偏低；SDS-PAGE法只能定性分析，且测定时间长；RP-HPLC的方法可以对消化产物进行定量分析，但是对仪器的要求较高。而且在实际测定过程中，蛋白质消化受原料来源、原料粒径大小、原料成熟度、非蛋白质成分和加工工艺等因素的影响，会产生较大的误差。因此，研究一种新的体外表征食物中蛋白质消化率的方法具有较高的价值。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种体外表征食物中蛋白质消化率的方法，该方法可以同时借助获得的氨基酸的评分状况评价食物中的营养价值，以解决现有技术中体外评价蛋白质消化率的方法所存在的问题。为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种体外表征食物中蛋白质消化率的方法，所述方法通过检测食物消化前后总的游离氨基酸的含量，以实际消化中产生的游离氨基酸的含量变化作为蛋白质消化的表征指标。所述体外表征食物中蛋白质消化率的方法采用仿生食管-胃-十二指肠-小肠硅胶模型仿生系统进行测试。所述的体外表征食物中蛋白质消化率的方法，所述方法具体包括如下步骤：(1)取仿生胃、仿生肠道进行灭菌，并保持仿生胃、仿生肠道的形态，搭建所述仿生食管-胃-十二指肠-小肠硅胶模型仿生系统，并将整个仿生消化系统进行无菌处理；(2)将待检测食物注入仿生胃中，在模拟胃环境下，待检测食物与仿生胃消化液混合并进行消化；(3)将经仿生胃消化后的食物注入仿生肠道中，在模拟十二指肠环境下，与仿生肠消化液混合并消化(4)收集消化产物进行氨基酸检测，并计算蛋白质消化率。所述步骤(2)中，所述所述模拟胃环境的参数包括：保持胃部环境37℃，胃部运动的模拟蠕动参数为左侧15R/min、右侧15R/min，胃部挤压速度2mm/s、挤压位置30mm、幽门挤压速度2mm/s、挤压末端位置30mm、挤压张开位置15mm；若所述仿生胃消化液采用连续流加的形式，其流加速度为2mL/min。所述仿生胃消化液配比包括：K+9.75mmol/L、Na+90.25mmol/L、Cl-67.63mmol/L、H2PO4-1.125mmol/L、CO32-25.5mmol/L、Mg2+0.15mmol/L、NH4+1.25mmol/L、Ca2+0.15mmol/L、胃蛋白酶2000U/mL、调pH为1.5。所述仿生胃消化液与待检测食物的体积比为1：1。所述步骤(3)中，所述模拟肠道环境的参数包括：保持仿生肠道环境的温度为37℃，肠道运动的模拟蠕动参数为左侧15R/min、右侧15R/min。所述仿生肠消化液配比包括：K+9.5mmol/L、Na+154.3mmol/L、Cl-56.5mmol/L、H2PO4-1mmol/L、HCO3-106.3mmol/L、Mg2+0.42mmol/L、Ca2+0.6mmol/L、胰液素100U/mL、胆盐10mM、调pH为7。所述仿生肠消化液与待检测食物的体积比为1：1。所述步骤(1)中，所述仿生胃、仿生肠道灭菌步骤为将所述仿生胃、仿生肠道于121℃下高压灭菌处理15分钟后，置于50℃烘箱烘干内部水分；所述仿生消化系统无菌处理步骤为将消化系统设备整体用75％的酒精消毒处理。本专利技术所述体外表征食物中蛋白质消化率的方法，采用了与人体较为接近的柔性仿生消化系统，模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种体外表征食物中蛋白质消化率的方法，其特征在于，所述方法通过检测食物消化前后总的游离氨基酸的含量，以实际消化中产生的游离氨基酸的含量变化作为蛋白质消化的表征指标。

【技术特征摘要】
1.一种体外表征食物中蛋白质消化率的方法，其特征在于，所述方法通过检测食物消化前后总的游离氨基酸的含量，以实际消化中产生的游离氨基酸的含量变化作为蛋白质消化的表征指标。2.根据权利要求1所述的体外表征食物中蛋白质消化率的方法，其特征在于，所述体外表征食物中蛋白质消化率的方法采用仿生食管-胃-十二指肠-小肠硅胶模型仿生系统进行测试。3.根据权利要求2所述的体外表征食物中蛋白质消化率的方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：(1)取仿生胃、仿生肠道进行灭菌，并保持仿生胃、仿生肠道的形态，搭建所述仿生食管-胃-十二指肠-小肠硅胶模型仿生系统，并将整个仿生消化系统进行无菌处理；(2)将待检测食物注入仿生胃中，在模拟胃环境下，待检测食物与仿生胃消化液混合并进行消化；(3)将经仿生胃消化后的食物注入仿生肠道中，在模拟十二指肠环境下，与仿生肠消化液混合并消化(4)收集消化产物进行氨基酸检测，并计算蛋白质消化率。4.根据权利要求3所述的体外表征食物中蛋白质消化率的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述所述模拟胃环境的参数包括：保持胃部环境37℃，胃部运动的模拟蠕动参数为左侧15R/min、右侧15R/min，胃部挤压速度2mm/s、挤压位置30mm、幽门挤压速度2mm/s、挤压末端位置30mm、挤压张开位置15mm；若所述仿生胃消化液采用连续流加的形式，其流加速度为2mL/min。5.根据权利要求3或4所述的体外表征食物中蛋白质消化率的方法，其特征在于，所述仿生胃消化液配比包括：K+9.75mmol/L、Na+90.25mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟金凤，陈晓东，董志忠，王勇，应剑，陈然，
申请(专利权)人：中粮营养健康研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11