迭戈·阿皮丘托利 | 艾琳·W·萨欣
科克大学学院食品与营养科学学院,T12K8AF,科克,爱尔兰
**摘要**
随着全球人口持续老龄化,与年龄相关的健康问题(如肌肉健康状况不佳和随之而来的肌肉减少症)的发病率正在上升。肌肉减少症是指随着年龄增长而逐渐丧失肌肉质量和力量,近年来已成为一个主要的公共卫生问题。传统的干预措施主要依赖于动物源性蛋白质,尽管人们对植物源性蛋白质的兴趣日益增加。因此,关于植物源性蛋白质对老年人肌肉健康的可行性、营养效果和环境影响的问题也随之产生。本文评估了植物源性饮料在管理肌肉减少症方面的潜力,重点关注植物蛋白质的营养充足性及其在产品开发中的技术功能性适用性。文献分析和计量学研究表明,尽管动物源性蛋白质在肌肉减少症管理中仍占主导地位,但食品技术的进步和消费者偏好的变化为植物源性功能性产品提供了支持健康老龄化的重要机会。然而,在理解老年人的营养需求方面仍存在一些重要空白,尤其是在植物蛋白质方面。未来的研究应解决以下问题:(1)针对老年人的蛋白质摄入指南,包括剂量和蛋白质来源,以对抗肌肉减少症;(2)利用加工创新提高植物蛋白质的消化率、生物利用度、溶解度和感官质量;(3)缺乏针对特定性别的研究,特别是绝经后女性,她们受到肌肉减少症的影响更为严重;(4)需要将现有知识转化为实用且具有成本效益的肌肉减少症干预措施。
**1. 引言**
全球人口正在经历显著的人口结构变化,老年人的比例逐年增加(González-Rocha等人,2022年)。更长的寿命往往伴随着健康状况的下降以及与年龄相关的疾病(如虚弱、肌肉减少症及相关疾病)的出现(Wan He,2016年)。
肌肉减少症可以定义为老年人肌肉质量、力量和功能的年龄相关损失,临床上可分为“原发性”(与年龄直接相关)或“继发性”(由其他原因引起,如久坐不动的生活方式、糖尿病或其他慢性疾病)。大约10%至16%的60岁以上成年人受到肌肉减少症的影响,相关研究正在显著改善其诊断方法(Alhmly & Fielding,2024年)。虽然肌肉减少症主要与衰老有关,但其主要原因还包括男性和女性的激素变化(睾酮、雌激素和生长激素分泌减少)、营养不足、慢性炎症以及随着年龄增长导致的体力活动减少(Keller,2019年)。骨骼肌约占成年人体重的40%,其维持对整体健康至关重要。肌肉在运动、姿势维持、骨骼支撑、能量调节和身体保护中起着关键作用。因此,确保肌肉健康对整体福祉至关重要(Duranti,2025年)。肌肉健康的概念相对较新,涵盖了肌肉组织组成、肌肉表现和功能状态(Gorce等人,2025年)。目前尚无药物可以预防或治愈这种状况,因此抗阻训练和营养补充是主要的肌肉减少症管理方法(Bruyère等人,2022年)。
大量证据表明,体育活动和锻炼对管理与年龄相关的健康问题具有积极作用(C. Smith等人,2024年)。体力活动较少的老年人更容易失去骨骼肌质量和力量,从而增加肌肉减少症的风险(Liu等人,2024年)。抗阻训练,尤其是高强度训练,已被证明可以增强肌肉力量,并引发肌肉和神经组织的结构和功能变化(González-Rocha等人,2022年;Grgic等人,2020年)。Vikberg等人(2019年)的试验显示,抗阻训练能够显著增加老年人的瘦体重,同时改善身体表现并减少脂肪量。其他活动,如有氧运动和高强度间歇训练,可以通过促进肌肉代谢、线粒体功能和胰岛素敏感性来补充抗阻训练的效果(Calvani等人,2023年)。因此,体力活动是维持肌肉健康的重要因素。
然而,已知某些特定营养素可以补充体力活动对肌肉减少症患者的作用。蛋白质是维持肌肉质量的关键营养素。在许多地区,动物蛋白仍然是膳食蛋白质的主要来源(图1A)。在欧洲,人均每日蛋白质摄入量为67.6克,低于冰岛(106.1克)、中国和香港特别行政区(95.4克)以及美国(85.1克)等国家的水平(联合国粮食及农业组织(FAO),后者的摄入量明显更高(FAO,2023年)。全球范围内,植物是主要的蛋白质来源,约占饮食的60%,而40%的蛋白质摄入来自动物来源。在欧洲,这一比例相反,约60%的蛋白质来自动物来源,40%来自植物来源。由于食欲下降、咀嚼效率降低、代谢状况限制以及社会经济挑战等因素,老年人通常摄入较少的动物产品(Berrazaga等人,2019年)。因此,高蛋白饮料为增加每日蛋白质摄入提供了一种实用且易于获取的策略(Leidy,2017年),特别是对于经常出现吞咽困难等吞咽障碍的老年人来说,这种形式更为合适(Štreimikytė等人,2020年)。
**图1.**
(a) 世界热图显示了人均每日动物蛋白摄入量。颜色越深,摄入量越高。数据范围为3.1–106.1克/天。灰色表示该国家的数据不可用。数据来自2025年FAOSTAT数据库,为2020–2022年的平均值(来源:https://www.fao.org/faostat)。使用Microsoft Excel生成的世界地图。
(b) 2024–2034年全球即饮蛋白市场(以十亿美元计)。改编自DataHorizzon Research(2023年)和GlobeNewswire(2023年)。
蛋白质饮料与膳食蛋白质的消费趋势一致,仍以动物源性产品为主。2023年即饮蛋白市场的价值约为15.6亿美元,预计到2028年将达到22.6亿美元。同时,如图1B所示,植物源性蛋白饮料市场正在快速增长。2023年全球植物源性蛋白饮料市场的规模为106.1亿美元,预计到2033年将翻倍至208.3亿美元。植物源性蛋白饮料来源于大豆、豌豆和杏仁等,满足多种消费者需求,包括运动后恢复和替代餐食(DataHorizzon Research,2023年;GlobeNewswire,2023年)。尽管动物源性蛋白质主导市场,但植物源性蛋白质也越来越受到关注。大豆蛋白已使用多年,而豌豆蛋白因其高蛋白含量、功能性益处、环境可持续性和低过敏潜力而成为受欢迎的替代品。虽然有一些即饮蛋白饮料可能有助于肌肉健康,但它们通常并不专门针对肌肉减少症,而是侧重于一般的肌肉维护或恢复。这些饮料往往价格较高,因为它们通常是为临床营养配制的(Liu等人,2021年)。
鉴于蛋白饮料市场的快速扩张,探索针对肌肉减少症患者的市场细分机会是合理的,特别是通过经济实惠的植物源性替代品。此外,许多研究(Bauer等人,2015年;Kim等人,2016年;Leidy等人,2017年;Li等人,2021年;Robinson等人,2018年;Rondanelli等人,2016年)集中在使用乳制品蛋白饮料对老年人进行膳食补充上。动物源性干预的局限性在于,并非所有人都能因乳糖不耐受、过敏或饮食偏好等原因而摄入乳制品;因此,植物源性蛋白饮料可能为有肌肉减少症风险的老年人提供更可持续、包容性和可及的替代方案(Cannataro等人,2021年;Ganapathy & Nieves,2020年)。
因此,植物源性饮料在肌肉减少症方面具有明显优势。首先,它们为不能摄入乳制品的老年人提供了更包容的替代选择(Pandey等人,2025年)。其次,其液态形式特别适合食欲下降、咀嚼困难或吞咽障碍的老年人,使补充更加容易和可接受(Štreimikytė等人,2020年)。最后,植物源性饮料代表了一种更可持续的营养策略,可以在不过度消耗自然资源的情况下满足老龄化人口日益增长的蛋白质需求,符合减少环境影响和促进可持续食品系统的全球需求(McTernan等人,2026年)。
本文探讨了植物源性蛋白替代品在促进肌肉健康方面的作用,特别关注其对老年人群体的相关性。除了支持肌肉维护外,植物源性蛋白质还为解决与动物源性蛋白质来源相关的环境问题提供了可持续的解决方案。本文综合了关于植物源性饮料及其对肌肉健康影响的最新研究,特别是在老年人肌肉减少症方面的作用。
**2. 肌肉减少症及其发病机制**
肌肉减少症是指与年龄相关的肌肉质量、力量和功能的损失。其特征是肌肉数量和质量的下降,导致运动能力逐渐减慢、力量和功率下降以及跌倒相关伤害的风险增加(Cannataro等人,2021年)。虽然该术语在临床上用于表示肌肉质量的损失,但肌肉减少症也用来描述一系列细胞过程(去神经支配、线粒体功能障碍以及炎症和激素变化)以及一系列结果(如肌肉力量下降、活动能力下降、疲劳增加、跌倒风险增加和能量需求减少)(Takeuchi等人,2019年)。虽然主要与衰老相关,但肌肉减少症也可能在年轻人中由于缺乏运动、营养不良或癌症和心力衰竭等慢性疾病而发生(Alhmly & Fielding,2024年)。其发病率随年龄增长而增加,在60–70岁人群中为5%至13%,在80岁以上人群中上升到11%至50%(D. Liu等人,2024年)。这些估计基于欧洲老年人肌肉减少症工作组(EWGSOP2)的诊断标准,涵盖了肌肉减少症的所有阶段(Spexoto等人,2022年)。在男性和女性中,45岁以后骨骼肌的下降开始变得明显,65岁以后下降速度加快(Liu等人,2024年)。中年后的这种骨骼肌逐渐下降与肌肉蛋白周转率和肌肉蛋白合成能力的变化密切相关(Hudson等人,2020年)。当肌肉开始下降时,肌肉蛋白分解(MPB)超过肌肉蛋白合成(MPS),导致多年累积的瘦肌肉损失(Srivastava等人,2024年)。同时,衰老还伴随着合成抵抗的发展,即骨骼肌对膳食蛋白摄入和抗阻训练等合成刺激的敏感性降低,从而减弱了MPS的刺激(Hudson等人,2020年)。虽然所有必需氨基酸都对肌肉蛋白合成有贡献,但某些氨基酸(尤其是亮氨酸)在优化合成反应和限制肌肉蛋白分解方面起着核心作用。亮氨酸对于激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)至关重要,该复合物通过管理多种信号通路来触发MPS(Layman,2024年)。与胰岛素(生长激素)、葡萄糖(能量)和肌肉收缩(运动)一起,mTORC1合成代谢途径被激活,从而导致肌肉蛋白质的合成(Cannataro等人,2021年;Layman,2024年)。另一方面,随着年龄的增长,MPB的抑制作用不那么明显。这被认为与肌纤维水平的细胞内信号传导受损有关(Cannataro等人,2021年)。老化的肌肉需要更高剂量的蛋白质和更多的亮氨酸,并且需要更强的收缩刺激,才能达到年轻成人相同的肌肉蛋白质合成反应;如果日常摄入和活动量不进行调整,肌肉将保持负蛋白质平衡状态(Landi等人,2016年;Layman,2024年)。尽管衰老会导致合成代谢反应减弱,但高剂量的氨基酸,特别是亮氨酸(例如10-15克,其中至少包含3克亮氨酸),可以克服这种合成代谢抵抗,并刺激出与年轻成人相当的蛋白质合成反应(Landi等人,2016年)。加速肌肉减少的其他原因包括男性和女性的激素变化(睾酮、雌激素和生长激素的释放减少)、营养缺乏、慢性炎症,以及随着年龄增长而导致的久坐生活方式(Keller,2019年)。在各种因素中,老年人肌肉减少的两个最重要原因是肌肉使用不足和缺乏晚年所需的必需营养素(Wochenschr & Morley,2016年)。由于目前还没有广泛认可的特定药物治疗方法来预防或治愈这种疾病,抗阻训练和营养补充是唯一采用的肌肉减少管理方法(Bruyère等人,2022年)。与其他疾病一样,肌肉减少会给医院护理带来相当大的经济负担。肌肉减少与住院几率增加独立相关,而虚弱无论使用何种评估工具,不仅与住院风险增加有关,还与医院费用显著上升有关(Bauer等人,2013年;Liu等人,2024年;Robinson等人,2018年)。具体来说,虚弱使每年的住院费用比健康人高出约23.7%。患有肌肉减少的个体如果同时存在虚弱,其每年的费用会增加46-56%。同时患有这两种情况的老年人住院风险更高,医疗支出也显著增加(Álvarez-Bustos等人,2022年)。更广泛地说,经常与肌肉减少共存的疾病相关营养不良对医疗系统造成了重大负担(Cannataro等人,2021年)。在美国,肌肉减少导致每年的医疗支出估计为404亿美元,对老年人、女性和西班牙裔人群的影响尤为显著(Goates等人,2019年)。同样,在欧洲,肌肉减少也与医疗费用显著增加有关。在葡萄牙进行的一项研究发现,肌肉减少使65岁以下患者的住院费用增加了58.5%,而在老年人中增加了34%(Antunes等人,2017年)。在英国,由于肌肉无力导致的年度额外医疗支出估计为每人每年2707英镑,使整个老年人群体的总负担约为25亿英镑(Pinedo-Villanueva等人,2019年)。肌肉减少的经济负担进一步强调了富含蛋白质的营养干预措施的必要性,这些措施结合健康的生活方式可能有助于减轻相关的医疗成本(Robinson等人,2018年)。
3. 饮食蛋白质在肌肉健康中的作用
饮食蛋白质在肌肉健康中起着重要作用,尤其是在治疗肌肉减少时。本节讨论了蛋白质的数量和质量对减缓衰老过程中肌肉损失的影响。如前所述,动物蛋白主要用于配制高蛋白饮料以促进肌肉健康。然而,由于动物蛋白对环境的影响,需要研究和开发植物基产品。因此,本节重点介绍了植物蛋白成分、它们的技术功能特性和营养价值以及其局限性。鉴于老年人饮用饮料的便利性,特别强调了蛋白质在饮料配方中的应用。
3.1. 蛋白质的数量与质量
预防或减缓肌肉减少最有效的营养策略之一是确保足够的蛋白质摄入,无论是数量还是质量。关于蛋白质的数量,目前健康成年人的推荐膳食摄入量(RDA)为每天每公斤体重0.8克(Landi等人,2016年)。具体比例取决于年龄、体重、性别、身高和活动水平(Egan,2016年)。然而,这一水平主要是为了防止蛋白质缺乏,而不是为了促进最佳健康或保持老年人的肌肉质量(Beaudart等人,2019年;Ganapathy & Nieves,2020年)。因此,对于患有肌肉减少的老年人来说,这个量不足以抵消与衰老相关的肌肉退化(Beaudart等人,2019年)。相反,临床指南建议患有或有可能患有肌肉减少的老年人每天每公斤体重摄入1.2-1.7克蛋白质(Calvani等人,2023年;K. Smith等人,2024年)。到目前为止,对于肌肉减少患者来说,还没有确定的蛋白质摄入参考值,这突显了研究中的关键空白。此外,仅仅达到每日蛋白质目标并不足以达到肌肉维持状态。蛋白质在餐食中的分布显著影响肌肉蛋白质合成(MPS),尤其是在具有合成代谢抵抗的老年人中。建议每餐摄入25-30克蛋白质,或每公斤体重0.25-0.40克蛋白质,以最大化MPS(Egan,2016年)。例如,一个体重60公斤的女性每天应摄入72至90克蛋白质,其中大约三分之一的摄入量(24-30克)应在每顿主餐中摄入。蛋白质来源、餐食时间、分布模式以及运动期间的营养摄入也会影响蛋白质的吸收效果(Hudson等人,2020年)。
蛋白质的质量与数量同样重要。高质量蛋白质的特点是含有必需氨基酸(EAAs),其中亮氨酸被认为是老年人肌肉合成的关键触发因素(Layman,2024年;Phillips,2017年)。然而,最近的研究表明,其他支链氨基酸(BCAAs),即异亮氨酸和缬氨酸,也对维持肌肉质量和功能有重要贡献。因此,确保摄入足够的三种BCAAs可能会增强饮食蛋白质在缓解肌肉减少影响方面的效果(Evans等人,2017年;Fatahuddin & Niam,2024年;Ko等人,2020年;Rondanelli等人,2021年)。根据世界卫生组织(WHO)的数据,健康成年人每天所需的BCAAs量为:亮氨酸39毫克/公斤体重,异亮氨酸20毫克/公斤体重,缬氨酸26毫克/公斤体重。然而,目前欧洲尚未针对老年人制定具体的BCAAs推荐摄入量(FAO,2007年)。WHO(2007年)的当前每日推荐量相对过时,可能无法完全反映老年人的更高需求,正如文献中广泛讨论的那样(Garlick,2021年)。有争议的是,假设过量摄入BCAAs可能不是最准确的观点。Solon-Biet等人(2019年)的研究表明,不平衡的BCAAs膳食摄入会导致不良影响,包括代谢综合征,其特征是肥胖、胰岛素抵抗、高血压和血脂异常。Liu等人(2022年)和Hutson等人(2005年)也报告了类似的后果,他们对神经功能障碍和负面心血管效应表示担忧。尽管欧洲尚未确定BCAAs的可耐受最高摄入量(UL),但一些国家有自己的指南。例如,意大利卫生部规定BCAAs的每日摄入量不应超过5克,并建议亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸的比例为2:1:1(意大利卫生部,1999年)。Ko等人(2020年)的研究表明,患有肌肉减少的老年人每天补充含有1.04克亮氨酸、0.86克异亮氨酸和0.72克缬氨酸的补充剂后,肌肉健康状况有所改善。同样,Takeuchi等人(2019年)报告称,每天补充10克蛋白质(包括2.5克BCAAs)的肌肉减少患者也有益处。这进一步证实了其他研究中已经证明的BCAAs在增强肌肉合成中的关键作用(Bai等人,2021年;Hernández-Conde等人,2021年;Mohta等人,2022年;Peng等人,2022年)。将这些值作为假设的上限,老年人每日所需的BCAAs仍然依赖于理论研究,而不是干预研究的结果。饮食干预的实际效果不仅取决于所摄入蛋白质的氨基酸组成,还取决于这些氨基酸在消化过程中的生物利用度(Reid-McCann等人,2022年)。这也考虑了复杂蛋白质的消化性,这可能受到加工方法等因素的影响(Qin等人,2022年)。直到最近,蛋白质质量是通过蛋白质消化率校正氨基酸评分(PDCAAS)来评估的。PDCAAS简单地计算为1克测试蛋白质中的限制性氨基酸毫克数除以1克参考蛋白质中的相同氨基酸毫克数,再乘以实际消化率(Joye,2019年)。然而,专家们推荐了一种更准确的评分系统,称为可消化必需氨基酸评分(DIAAS)(Phillips,2017年)。DIAAS基于个别氨基酸的回肠消化率,而不是整体蛋白质消化率,提供了更精确的蛋白质质量评估,并强调了基于推荐每日氨基酸摄入量的限制性氨基酸(Xie等人,2023年)。因此,优化老年人的肌肉健康饮食策略不仅需要关注BCAAs的数量和平衡,还需要选择具有高消化率和生物利用度氨基酸的蛋白质来源,这些可以通过PDCAAS和DIAAS值来确定。
3.2. 饮料中的植物蛋白来源
解决肌肉减少问题涉及多种营养因素,蛋白质是一个关键组成部分。本小节探讨了各种植物基蛋白质及其营养特性,这些特性可能有助于维持肌肉质量。用于生产蛋白质饮料的植物基蛋白质种类繁多(图2)。这些蛋白质分为五类,代表了目前适合植物基饮料的来源:1)谷物(如小麦、玉米、燕麦、大米、大麦);2)豆类(如大豆、豌豆、鹰嘴豆、扁豆);3)油籽(如葵花籽、芝麻);4)坚果(如杏仁、腰果、核桃);5)可食用种子。图2还包括未来随着技术进步可能成为可行来源的潜在选项,包括假谷物、块茎、藻类以及其他新兴替代品,如螺旋藻和辣木(Xie等人,2023年)。
在选择蛋白质成分时,必须考虑成分的技术功能性和营养价值。对于将植物蛋白应用于饮料,需要评估其技术功能特性,如溶解性、乳化作用以及对流变参数(如粘度)的影响。目前用于肌肉减少和肌肉蛋白质合成的植物基饮料中最常见的蛋白质来源是豌豆、大豆和燕麦(Chughtai等人,2022年)。这些成分因其相对较高的蛋白质含量、功能适用性和消费者接受度的增加而经常被使用(Xie等人,2023年)。迄今为止,大豆蛋白是研究最多的植物蛋白,它是一种完全蛋白质,含有所有九种必需氨基酸,其亮氨酸含量(约8%)与动物蛋白相当(Phillips,2016年)。此外,由于食品加工技术的进步,大豆蛋白的质量也达到了显著水平。大豆蛋白分离物的体外蛋白质消化率评分在95-98%之间,而乳清蛋白分离物的消化率在98-100%之间,这进一步表明植物蛋白和乳制品蛋白之间的差异往往取决于蛋白质来源和形式(Qin等人,2022年;Santos-Sánchez等人,2024年)。此外,大豆含有异黄酮,这些成分具有抗氧化和抗炎作用,可能间接支持肌肉保护。大豆异黄酮可能通过减轻氧化应激和降低炎症风险来帮助保护肌肉,从而有助于限制与年龄相关的肌肉流失(Prokopidis等人,2023年)。然而,由于加工过程,大豆蛋白分离物中的异黄酮含量可能有限(Qin等人,2022年)。关于大豆蛋白的一个主要问题是其独特的风味,这通常归因于脂质氧化,以及其潜在的致敏性(Xie等人,2023年)。豌豆蛋白主要来源于黄豌豆(Pisum sativum),富含BCAA(支链氨基酸),尤其是赖氨酸和精氨酸,尽管蛋氨酸含量较低(Babault等人,2015年)。尽管如此,适量摄入豌豆蛋白已被证明有助于维持肌肉(Banaszek等人,2019年)。新兴证据表明,豌豆蛋白在促进抗阻训练者的肌肉厚度和力量增长方面与乳清蛋白相当(Babault等人,2015年;Banaszek等人,2019年)。其高消化率(接近动物蛋白)和低致敏性使其特别适合有饮食限制的老年人(Pandey等人,2025年)。富含豌豆蛋白的饮料还具有乳化性能,有助于提高功能性饮料的口感和稳定性(Quintieri等人,2023年)。就谷物而言,燕麦蛋白主要来源于Avena sativa,因其良好的氨基酸组成和功能性特性而越来越受到重视(Boukid,2021年)。虽然燕麦中的赖氨酸含量相对较低,但它富含苏氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸(Holopainen-Mantila等人,2024年)。燕麦蛋白浓缩物的消化率通常低于大豆或豌豆蛋白,但高于小麦等其他谷物。将燕麦纳入饮食的优势不仅在于其消化率;在适当的农艺条件下,燕麦是无麸质的,富含β-葡聚糖,并具有温和的风味,非常适合用于功能性食品和饮料配方(Boukid,2021年;Joye,2019年)。然而,燕麦蛋白的技术功能仍是一个限制因素,因为燕麦蛋白通常溶解度低且乳化稳定性差(Boukid,2021年)。不过,新兴的加工方法,如酰基化和酶处理,已被证明可以提高蛋白质的溶解度、发泡能力和乳化性能(Boukid,2021年;Holopainen-Mantila等人,2024年)。文献指出,其他植物蛋白来源也具有营养和功能性潜力,包括羽扇豆、鹰嘴豆、豇豆和蚕豆(Chughtai等人,2022年)。羽扇豆的蛋白质含量高达44%,由于其高营养密度和功能性潜力,常用于发酵食品和牛奶替代品中(Córdova-Ramos等人,2020年)。鹰嘴豆和蚕豆具有较高的感官接受度,消化率在0.70到0.78之间,适合用作乳制品替代品(Lizarazo等人,2015年;Tavano等人,2016年)。然而,像燕麦一样,鹰嘴豆和蚕豆的蛋白质纯度也受到技术限制,其分离物中的最大蛋白质含量约为50%,而其他蛋白质来源可达到约80%(Chughtai等人,2022年)。这些豆类通常富含赖氨酸,但含硫氨基酸较少,而谷物(包括大米、小麦和燕麦)则富含蛋氨酸和半胱氨酸。通过策略性地组合这些蛋白质来源,可以实现互补的氨基酸覆盖,从而提高整体蛋白质质量,支持肌肉维持和整体健康(Nasrabadi等人,2021年)。豆类和谷物经常被结合在固体植物性食品中,如肉类替代品中,以产生更完整的氨基酸谱(Xiao等人,2023年)。然而,同时含有谷物和豆类的植物性饮料很少见(Chughtai等人,2022年)。第6节中的文献计量分析将进一步揭示有关植物蛋白成分及其在管理肌肉减少方面的最新发现。新兴来源如浮萍和藜麦为未来产品开发提供了有希望的营养成分;然而,它们的独特特性(如强烈的风味和苦味)目前限制了它们的广泛应用(Quintieri等人,2023年)。
3.3. 与动物蛋白相比,植物蛋白成分的技术功能和营养限制
植物蛋白成分在保护肌肉健康和缓解肌肉减少方面的潜力尚未得到充分认识,部分原因是不同人群的饮食模式受到文化食物传统的强烈影响(Pandey等人,2025年)。另一个因素是长期存在的科学假设低估了植物蛋白的价值。传统上认为植物蛋白在营养上不如动物蛋白,因为它们通常含有较低水平的某些必需氨基酸。例如,豆类往往缺乏蛋氨酸和半胱氨酸,而谷物通常缺乏赖氨酸和色氨酸(Xiao等人,2023年)。动物源蛋白通常被认为是“高质量”的,因为它们提供了所有九种必需氨基酸,并且生物利用率较高(Pandey等人,2025年)。相比之下,植物蛋白的生物利用率较低,这受到其结构特性和抗营养因素(如单宁和植酸)的影响,这些因素会阻碍蛋白质吸收(Reid-McCann等人,2022年)。植物蛋白的消化率通常低于动物源蛋白(Reid-McCann等人,2022年)。然而,这一差距并非不可克服。通过结合互补的植物蛋白来源、改善氨基酸组成和优化加工技术,可以提高植物蛋白的营养价值和生物利用率。事实上,许多植物蛋白分离物和浓缩物的消化率接近动物蛋白来源(Akharume等人,2021年;Nasrabadi等人,2021年)。从功能性食品配方的角度来看,植物蛋白存在一些技术挑战,阻碍了它们在旨在改善肌肉健康的饮食干预中的有效应用。主要问题是溶解度低,特别是在水系统中,这使得它们难以用于营养饮料和其他液体配方中(Akharume等人,2021年)。这种限制归因于蛋白质内在氨基酸组成和序列的物理化学性质(Gao等人,2024年)。后者取决于疏水性非极性氨基酸的数量(Xiao等人,2023年)。因此,提高蛋白质溶解度的一种常见方法是用带电或极性残基替换表面最疏水的残基(Akharume等人,2021年)。亲水性氨基酸残基倾向于向溶剂界面移动,而大多数疏水性残基则埋藏在蛋白质内部以最小化自由能(Gao等人,2024年)。此外,植物蛋白的溶解度在不同pH值下呈现U形曲线,在等电点时溶解度最低。此外,提取和储存过程中的加热、干燥等处理会影响蛋白质的溶解度,并可能导致与天然/未处理蛋白质相比的变化(Akharume等人,2021年;Gao等人,2024年;Xiao等人,2023年)。另一个与蛋白质溶解度相关的问题是在饮料基质中可以添加的最大蛋白质含量,以避免严重的粘度或口感问题(Liu等人,2021年;Manassero等人,2020年;Štreimikytė等人,2020年)。这可能限制了饮料配方中的最大蛋白质含量。除了溶解度问题外,植物蛋白还常伴有不良的感官特性。许多植物蛋白具有强烈的异味,通常被描述为苦味、土腥味或豆腥味,这是由于含有皂苷、生物碱和氧化脂质等化合物(Mittermeier-Kleßinger等人,2021年)。异味主要来自小肽、疏水性氨基酸和脂肪的氧化降解。小肽和疏水性氨基酸是蛋白酶水解的结果(Akharume等人,2021年)。考虑到脂肪的降解,线性饱和脂肪酸会发生氧化,形成包括短链或中链脂肪酸、醛类、醇类、酯类和甲基酮在内的风味化合物。不饱和脂肪酸(如亚油酸和亚麻酸)的氧化反应会产生各种醛类、醇类和酯类(Xie等人,2023年)。质地也是一个重要因素;植物蛋白粉末经常产生粗糙或粉状的口感,进一步降低了口感(M. S. Kim等人,2025年)。这些特性即使在常规加工后也可能持续存在,并可能对消费者(尤其是对味觉变化敏感的老年人)产生负面影响(Xiao等人,2023年;Xie等人,2023年)。相比之下,动物源蛋白通常具有更好的乳化性能和更顺滑的质地,从而更受消费者欢迎(Kim等人,2025年)。
4. 其他营养素在衰老过程中维持肌肉质量的作用
除了膳食蛋白外,其他宏量和微量营养素也可以对抗老年人的肌肉流失。本节重点介绍了脂质、膳食纤维、维生素和矿物质在维持肌肉质量方面的作用。
4.1. 脂质和膳食纤维
鉴于肌肉减少的复杂病因及其发展因素,仅关注能量平衡和蛋白质摄入可能是一种过于简化的方法(Fielding等人,2011年)。氧化应激已被确定为导致肌肉减少的生理机制的关键因素(Cannataro等人,2021年)。因此,建议使用抗氧化剂通过抑制活性氧(ROS)的生成来对抗肌肉减少的发展。随着对抑制氧化应激需求的认识,多不饱和脂肪酸(PUFAs)显示出通过抗炎作用支持骨骼肌健康、从而维持肌肉质量和力量的潜力(Ganapathy & Nieves,2020年;Robinson等人,2018年)。其中,欧米伽-3脂肪酸二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)因其在维持骨骼肌健康方面的潜力而受到广泛关注(Cailleaux等人,2024年;Calvani等人,2023年)。欧米伽-3脂肪酸是一类长链PUFAs,长期以来被认为具有抗炎作用,这对肌肉减少相关研究尤为重要。最近的研究强调了它们对肌肉质量的积极影响(Cailleaux等人,2024年)。然而,一项涉及363名60岁及以上人群的横断面研究发现,虽然膳食鱼油摄入量与年轻参与者(70岁以下)的虚弱状态呈正相关,但对70岁以上的人群影响不大(Ganapathy & Nieves,2020年),这表明相关证据仍有争议。最近也有研究将膳食纤维视为增加成年人骨骼肌质量的关键因素。增加膳食纤维摄入量与减少脂肪质量和增加瘦体重相关。较高的纤维摄入量还与改善葡萄糖调节和增强骨骼肌力量有关(Frampton等人,2021年)。Kao等人(2023年)的论文强调了膳食纤维对营养素生物利用度和吸收的影响。Montiel-Rojas等人(2020年)的研究进一步支持了这一观点,显示高膳食纤维摄入量对老年人的肌肉合成有积极作用。在膳食纤维中,β-葡聚糖的特性尤为突出。β-葡聚糖的益处在于其能够减缓葡萄糖吸收、改善胰岛素敏感性和减少全身炎症,从而限制导致年龄相关肌肉流失的代谢应激和蛋白质分解(Zabriskie等人,2020年;Zhang等人,2023年)。补充β-葡聚糖已被证明可以增强运动员的力量和耐力,在四周的干预后观察到握力和三头肌力量的改善(Wang等人,2022年)。Zhang等人(2023年)的研究强调了β-葡聚糖在对抗与炎症和氧化应激相关的肌肉萎缩状况方面的治疗潜力。此外,β-葡聚糖可能调节免疫功能并减少炎症,从而支持肌肉恢复和整体身体表现(Wang等人,2022年)。β-葡聚糖的重要性进一步强调了需要可持续的植物来源,如燕麦,这些来源可以提供这些宝贵的营养素(Zhang等人,2023年)。
4.2. 对肌肉健康至关重要的微量营养素
微量营养素的充足性是维持肌肉健康和管理肌肉减少的另一个关键因素。其中,维生素D在肌肉功能和钙平衡中起着关键作用,从而有助于保持力量和降低跌倒风险(Rondanelli等人,2016年)。然而,基于补充试验的证据尚无定论,关于肌肉质量和力量的研究结果不一。虽然较高剂量的维生素D能够改善一些维生素D缺乏的肌肉减少个体的肌肉质量,但结果因体重状况、性别、剂量和持续时间而异(Bauer等人,2015年;Rondanelli等人,2016年)。总体而言,目前仍不清楚哪些因素决定了维生素D对肌肉健康的有效性(Ganapathy & Nieves,2020年;Robinson等人,2018年)。维生素D受体(VDR)和线粒体酶25(OH)D-1-α羟化酶都存在于肌肉组织中,被认为在维持肌肉健康方面起着关键作用(Calvani等人,2023年;Liu等人,2024年;Robinson等人,2018年)。研究表明,缺乏VDR的小鼠肌肉纤维更少且体积更小(Robinson等人,2018年)。由于人类的肌肉组织中VDR的表达会随年龄增长而减少,额外的维生素D补充可能有助于弥补这一变化(Calvani等人,2023年)。尽管对于肌肉减少患者的维生素D摄入量建议尚未明确,但营养声明可以支持一般人群的最佳摄入量。最近的研究提出,每天补充20微克(800国际单位)的维生素D可能对老年人肌肉流失有积极作用(Bauer等人,2015年;Kim等人,2016年;Rondanelli等人,2016年;Takeuchi等人,2019年)。如上所述,氧化应激是导致肌肉减少的主要原因之一。因此,包括维生素A、C、E和类胡萝卜素在内的膳食抗氧化维生素似乎是预防和治疗与年龄相关的肌肉质量和功能下降的有希望的候选物质(Robinson等人,2018年)。维生素C尤为重要,因为它在细胞膜内再生维生素E方面起着关键作用,有效减少产生的维生素E自由基(Welch等人,2020年)。然而,由于ROS具有生理和病理作用,仅仅抑制其活性可能无法改善与年龄相关的肌肉质量和功能下降(Cannataro等人,2021年;Ganapathy & Nieves,2020年;Srivastava等人,2024年;Thornton等人,2024年)。事实上,最近的一项试验表明,在12周的力量训练期间,每天补充500毫克维生素C和117.5毫克维生素E对60至81岁男性的肌肉质量和力量没有显著影响(Robinson等人,2018年;Thornton等人,2024年)。尽管如此,其他研究表明,增加这些抗氧化维生素的膳食摄入量,特别是维生素C,可能有助于防止衰老过程中的肌肉质量和力量下降,并可能对预防和治疗虚弱和肌肉减少有益(Srivastava等人,2024年)。植物性成分如谷物和豆类天然富含这些抗氧化维生素。在谷物和豆类中,黄玉米和青豌豆是维生素A前体类胡萝卜素最丰富的天然来源,因为黄玉米是唯一积累大量β-胡萝卜素的谷物作物,而青豌豆在常见豆类中提供了较高的含量(Abdel-Aal等人,2013年;Trono,2019年)。就维生素E含量而言,大豆和蓝羽扇豆分别每100克提供约6.5毫克和1.1毫克的α-生育酚(Helmut和Erbersdobler,2017年)。相比之下,乳制品中的这些抗氧化维生素含量相对较低,例如乳清蛋白几乎不含维生素C和A(美国农业部,2026年)。因此,将植物性成分加入功能性饮料中可以为老年人提供超出蛋白质补充的额外营养价值,尤其是通过其抗氧化活性,这与减少衰老人群的氧化应激和炎症有关(Dobroslavska等人,2024年)。此外,B族维生素,如维生素B6(吡哆醇)和维生素B12(钴胺素),可能对预防肌肉减少和虚弱具有保护作用。尽管它们是支链氨基酸(BCAA)代谢途径中的关键辅因子,但仍需进一步研究以明确这些维生素与肌肉健康改善之间的确切关联(Ganapathy & Nieves,2020年)。大豆和蚕豆是吡哆醇的良好来源,每100克分别含有1.1毫克和0.37毫克(Helmut和Erbersdobler,2017年)。虽然乳制品中的蛋白质来源天然富含维生素B12,但植物性来源如豆类和谷物通常含有微量维生素B12(Bryant,2022年;美国农业部,2026年)。考虑到肌肉组织的整体健康,矿物质在肌肉收缩、蛋白质合成和细胞修复中起着重要作用(Ogawa等人,2024年)。镁和硒在作为肌肉减少治疗的一部分时显示出明显的益处,进一步强调了它们的重要性(Thornton等人,2024年)。然而,最近的研究表明,单独使用这些矿物质促进肌肉生长的效果可能有限(Ogawa等人,2024年;van Dronkelaar等人,2023年)。与维生素D协同作用时,钙对肌肉健康至关重要(Calvani等人,2023年;Landi等人,2016年;Srivastava等人,2024年)。如前文所述,肌肉收缩和整体肌肉健康依赖于钙(Calvani等人,2023年;Landi等人,2016年;Srivastava等人,2024年)。然而,Ogawa等人(2024年)的一项系统评价表明,钙的好处可能更多地体现在骨骼健康上,而不是直接影响肌肉力量或肌肉减少的管理。鉴于科学界普遍认为肌肉减少具有多因素病因,多项研究调查了将蛋白质补充剂与其他已讨论的营养素结合使用的效果,通常报告了积极的结果,如表1所示。
表1. 研究蛋白质基饮料单独或与其他补充剂结合使用对老年人肌肉质量、力量和功能的影响的人体干预研究和观察性研究。
作者/研究 | 样本 & 干预 | 蛋白质 | 微量营养素 | 运动 | 结果
--- | --- | --- | --- | --- | --- |
Rondanelli等人(2016年) | n = 130,年龄≥65岁;两组:补充组 vs. 等热量安慰剂,持续12周 | 22克乳清蛋白 | 100 IU维生素D | 每天20分钟运动,每周5次,持续12周 | 干预组无脂质量、相对骨骼肌质量和握力显著增加 |
Bauer等人(2015年) | n = 297,年龄≥65岁;两组:补充组 vs. 等热量安慰剂,持续13周 | 20克乳清蛋白,3克亮氨酸 | 800 IU维生素D | 实验组在椅站测试表现和四肢肌肉质量增加方面显著优于安慰剂组 |
Kim等人(2016年) | n = 139,年龄≥70岁的女性;四组:(1)运动+营养(Ex+N)含每日氨基酸和儿茶素强化茶,(2)仅运动(Ex),(3)仅营养(N),(4)对照组;12周 | 每天补充20微克维生素D + 含540毫克儿茶素的茶 | Ex+N和Ex组包括有氧和抗阻训练(每周两次60分钟课程) | 任何组在肌肉质量或综合变量方面均未观察到显著改善 |
Maltais等人(2016年) | n = 26,年龄≥65岁,三组:(1)牛奶基蛋白质(12克蛋白质,7克EAA),(2)EAA补充剂(12克蛋白质,7克EAA),(3)米奶对照组;12周 | 12克蛋白质(7克EAA) | 所有组每周进行3次1小时抗阻训练,持续4个月 | 所有组肌肉质量均增加(无脂质量增加1.8%);仅抗阻训练增加了肌肉质量,但运动后摄入12克蛋白质不足以带来额外益处 |
Li等人(2021年) | n = 241,年龄≥60岁;四组:(1)仅营养(Nutr),(2)仅运动(Ex),(3)营养+运动(Nutr+Ex),(4)对照组;12周 | 每天三次服用10克乳清蛋白粉 | 每天两次服用EPA(300毫克)+ DHA(200毫克)+ 维生素D3(250 IU)胶囊 | 运动和营养+运动组:每周三次30分钟有氧+抗阻训练 | 肌肉质量和握力优于对照组;肌肉质量分别增加4.7%(Nutr),2.2%(Ex),3.5%(Nutr+Ex),对照组略有下降 |
在表1中回顾的五项案例研究中,没有一项使用植物基饮料作为蛋白质补充剂。这进一步强调了科学界对非动物蛋白来源在肌肉减少试验中实际应用的关注不足。然而,最近的一项研究比较了动物蛋白和植物蛋白在肌肉合成中的作用,并发现两种来源的结果非常相似(Reid-McCann等人,2022年)。表1中列出的四项研究报道,当蛋白质补充与微量营养素和运动结合使用时,肌肉健康结果显著改善(Bauer等人,2015年;Li等人,2021年;Maltais等人,2016年;Rondanelli等人,2016年)。这些发现表明,这些干预措施的协同效应可能在预防和管理肌肉减少方面发挥重要作用。此外,在表1中的五项研究中,只有一项专门针对女性,其余四项包括混合性别队列,这突显了需要更好地解决肌肉减少研究中潜在的性别差异(Kim等人,2016年)。
5. 植物基蛋白质在功能性饮料开发中的优势
植物基成分具有多种优势,包括比动物源蛋白质更低的环境足迹,有助于更可持续的食品系统(McTernan等人,2026年)。它们还提供多种植物化学化合物,如膳食纤维、维生素和植物化学物质,这些可以进一步对抗肌肉流失(Robinson等人,2018年)。此外,植物基来源特别适合受肌肉减少影响的脆弱群体,包括乳糖不耐受、牛奶过敏或有特定饮食偏好的人,从而扩大了富含蛋白质产品的可及性(Štreimikytė等人,2020年;Wochenschr & Morley,2016年)。然而,如上所述,仍需解决一些挑战,例如植物蛋白成分对饮料质量(功能性和感官特性)和营养充足性的影响。以下部分重点介绍了有前景的加工技术和营养声明规定。
5.1. 用于克服植物蛋白局限性的加工技术
由于上述局限性,将植物基蛋白成分用于饮料可能具有挑战性。各种加工技术可以帮助调整和整合这些成分,使其类似于动物基成分。为了克服与乳制品相比较差的质地特性,植物基饮料除了蛋白质外还包含碳水化合物(淀粉和胶质)以增加粘度和稳定性。这模仿了动物产品的结构特征,如油滴、空气颗粒和脂肪晶体(George等人,2024年)。Kim等人(2025年)对植物基蛋白饮料进行了全面的感官分析,发现大豆蛋白分离物的质地和口感特性受到酶处理的显著影响。他们的发现表明,这些质地特性取决于蛋白质类型而非蛋白质浓度(Kim等人,2025年)。通过使用高压(HHP)等技术可以改善植物基蛋白饮料的质地,并添加葡甘露聚糖等乳化剂以增强口感。此外,超声波处理因其能够修改和改善植物蛋白浓缩物和分离物的功能特性而受到关注(George等人,2024年;Lim & Baik,2025年;Munekata等人,2020年)。扩大植物基蛋白饮料规模的主要挑战是其溶解度。为此,已经开发了多种物理、化学和酶学策略来修改蛋白质结构并提高其溶解度和功能性。这些方法在表2中进行了总结。微波加热、高压处理、酶处理和冷等离子等技术提供了多种提高溶解度的机制,每种方法都有其特定的优势和局限性。技术进步进一步表明,植物基蛋白饮料可能成为预防肌肉流失和肌肉减少的有效手段(Nasrabadi等人,2021年)。
表2.### 提高植物蛋白溶解度的技术处理方法
这些方法借鉴了Gao等人(2024年)、Kim等人(2025年)、Nasrabadi等人(2021年)、Munekata等人(2020年)、Rojas等人(2022年)和Xie等人(2023年)的研究成果。
| 技术 | 机制 | 对蛋白的影响 | 备注 |
|------------|----------------------------------------|----------------------------------|----------------------------------|
| 微波加热 | 利用电磁波进行介电加热 | 破坏二硫键和非共价键;提高溶解度 | 保持风味/营养;适合作为预处理 |
| 高强度超声波(HIUS) | 产生空化和微流效应 | 破坏蛋白结构;减小颗粒大小;解聚复合物 | 实验室规模使用过量可能导致聚集 |
| 高压均质化(HPH) | 剪切力和空化作用(150–200 MPa) | 减小颗粒大小;增强蛋白-溶剂相互作用 | 压力过高可能导致聚集 |
| 高静水压(HHP) | 压缩蛋白结构(100–1000 MPa) | 可逆变性提高溶解度;高压可能引起聚集 |
| 糖基化 | 米氏反应或酶促交联 | 向蛋白中添加碳水化合物;增加亲水性 | 与超声波结合使用可能减少赖氨酸含量 |
| pH值调整 | 极端pH暴露后中和重折叠 | 暴露巯基和疏水基团;提高溶解度 | 碱性环境+超声波效果更佳(例如菜籽蛋白) |
| 酶处理(蛋白水解) | 蛋白酶(如胰蛋白酶、碱性蛋白酶) | 切断肽键;松散蛋白结构;暴露亲水基团 | 依赖酶类型和时间 |
| 酶处理(非蛋白水解) | TG、漆酶、过氧化物酶的交联作用 | 改变分子量、电荷和疏水性;提高溶解度 | 可与水解结合使用 |
| 氨基酸修饰 | 表面残基替换 | 用带电/极性氨基酸替换疏水残基 | 常用于制药领域;可能影响植物蛋白 |
| 冷等离子体处理 | 非热反应性物质修饰 | 诱导轻微结构变化;增强水溶性 | 保持营养价值,适用于食品应用 |
### 植物蛋白的缺陷与改进措施
除了技术上的限制外,植物蛋白还可能带有异味。通过先进的技术(如感官组学和感官蛋白质组学)识别并减少关键异味化合物,可以有效缓解这一问题(Nasrabadi等人,2021年)。酶水解、发酵和去除次级代谢物等加工方法也能减少不希望出现的“青草味”或“豆腥味”以及苦味(Mittermeier-Kleßinger等人,2021年)。
### 开发针对肌肉减少症的蛋白质饮料的关键考虑因素
对于开发用于治疗肌肉减少症的蛋白质饮料,最重要的考虑是其营养成分是否适合老年人的需求。首先,根据蛋白质质量,将谷物和豆类混合使用,确保获得完整的蛋白质并增加支链氨基酸(BCAA)的含量是基础配方的关键。尽管植物蛋白的消化率通常低于动物蛋白,但最新研究表明,当摄入多种植物蛋白来源时,这种差异在临床上并不显著(Akharume等人,2021年;Bryant,2022年)。此外,热处理、超声处理或酶处理等加工技术可以提高蛋白质的消化率(Akharume等人,2021年;Bryant,2022年;Nasrabadi等人,2021年;Xiao等人,2023年)。Kim等人(2023年)的研究表明,酶水解可以增加回肠中氨基酸的释放,使豌豆蛋白分离物的DIAAS评分从0.75提高到0.92。高水分挤压通过蛋白质变性使PDCAAS提高15–20%(Hall & Moraru,2022年),而高压处理则能保持蛋白质的天然结构,有利于胃部消化(de Boer等人,2026年)。因此,这些加工方法在提高溶解度和改善口感的同时,也满足了肌肉减少症管理所需的营养效果。
添加必需的宏量和微量营养素(如上文所述)也有助于维持肌肉健康,这些营养素还会影响饮料的技术功能、感官质量和营养价值(如蛋白质消化率)。据作者所知,关于这些宏量和微量营养素与植物蛋白相互作用的研究尚不多。
与固体食品相比,液体蛋白质饮料能更快地将氨基酸输送到小肠(Calvez等人,2021年),并在摄入后30–60分钟内产生更高的血浆浓度峰值(Witard等人,2026年)。然而,这种快速输送可能会提高氨基酸的氧化率,从而降低净肌肉蛋白合成效率。不过,运动后饮用的饮料可能有助于优化肌肉蛋白质合成(Ganapathy & Nieves,2020年;Štreimikytė等人,2020年)。
### 成分选择
为了满足肌肉减少症的营养需求,食品应提供氨基酸(游离形式或以蛋白质形式)、抗氧化剂和其他支持肌肉收缩的成分。表3总结了推荐用于肌肉减少症治疗的植物蛋白饮料配方中的关键成分。
| 成分 | 推荐规格 | 作用 | 备注 |
|------------|----------------------------------------|----------------------------------|----------------------------------|
| 蛋白质 | 每份20–30克 | 促进肌肉蛋白质合成;对抗与年龄相关的肌肉流失 | 符合每日1.2–1.5克/公斤的目标摄入量 |
| BCAA | ∼2.5克亮氨酸;1–1.5克异亮氨酸;1–1.5克缬氨酸 | 对肌肉蛋白质合成和力量至关重要 |
| 维生素D | 每天15–20微克(600–800国际单位) | 增强肌肉功能、力量并降低跌倒风险;在安全上限范围内 |
| 维生素C + E | 维生素C:约90毫克/天;维生素E:约13毫克/天(男性),11毫克/天(女性) | 抗氧化,保护肌肉免受氧化损伤 |
| Omega-3(EPA/DHA) | 每天来自植物来源的超过250毫克(如藻油、亚油酸葵花籽油) | 抗炎;支持肌肉质量和功能 |
| 矿物质 | 镁、钙、硒(在安全范围内) | 有助于肌肉收缩和蛋白质代谢 |
| 蛋白质来源 | 豌豆、大豆、蚕豆、燕麦、鹰嘴豆的分离物/浓缩物 | 提高消化率和氨基酸完整性 |
| 技术增强 | 高压、酶水解或超声处理 | 提高溶解度、生物利用度和感官特性 |
| 脂肪来源 | 适量的单不饱和脂肪酸(MUFA)或多不饱和脂肪酸(PUFA) | 改善脂肪酸组成,提供Omega-3脂肪酸 |
| 添加剂 | 最少使用;清洁标签;除非必要,否则不使用人工甜味剂或胶体 | 符合消费者对天然和透明成分的偏好 |
| 份量格式 | 每份约200–250毫升的瓶装饮料 | 适合老年人使用;便于餐间均匀摄入蛋白质 |
| 法规合规性 | 符合欧盟营养/健康声明指南(EC 1924/2006,1169/2011) | 确保安全、可信度和市场竞争力 |
### 结论
因此,需要高蛋白成分,如乳清蛋白分离物或更可持续的脉冲蛋白分离物与谷物蛋白结合使用。豆类和谷物的互补混合物可以通过增加氨基酸的互补性和消化率来提高整体蛋白质质量,使其成为植物基肌肉减少症产品的有效策略(Messina等人,2025年)。鉴于第5.1节讨论的技术进步,现在可以使用更可持续的植物基成分开发针对肌肉减少症的产品。创新加工技术(如高压处理、酶水解或超声处理)可以有效提高蛋白质溶解度、营养生物利用度和感官特性,同时保持清洁标签和适口性,适合老年人饮用。
表3中的维生素C和E具有抗氧化作用,这在液体饮料中尤为重要,因为液体环境中更容易发生氧化反应。抗炎成分(如富含Omega-3的油脂)也有助于支持肌肉蛋白质的合成和恢复。此外,还应考虑对肌肉收缩有重要作用的矿物质(如硒和镁)。
在配方设计和市场定位方面,应尽量减少添加剂的使用,确保标签清晰,避免使用人工甜味剂或胶体,符合消费者对天然和透明成分的偏好。份量格式应便于老年人使用,例如每份约200–250毫升的瓶装饮料。最后,还需要考虑成分的价格,将价格控制在每升不超过10欧元,以扩大产品的普及度。
### 法规与产品声明
遵守欧盟法规框架对于确保植物蛋白饮料的安全性、透明度和健康益处的准确传达至关重要。根据法规(EC)No 1924/2006,任何健康声明(如支持肌肉健康)都必须经过EFSA的科学验证和授权。营养标签必须符合《消费者食品信息》(FIC)法规(EU)No 1169/2011的要求,明确标注每份的能量值、宏量营养素和相关微量营养素。过敏原信息和透明成分列表(尤其是豌豆或大豆等蛋白质来源)是强制性的,以帮助消费者做出明智的选择。
### 研究空白与未来建议
未来关于植物基饮料的研究应关注成分的透明度和营养价值,以及消费者偏好。天然甜味剂更受青睐,而人工甜味剂和胶体通常不被接受。针对老年人的植物基饮料的成功不仅取决于提供高营养价值,还取决于通过成分透明度和熟悉度建立消费者信任。关键营养素(如蛋白质和维生素D)对于对抗肌肉流失至关重要。营养和强化声明必须符合欧盟标准;“高蛋白”声明要求产品中蛋白质占比至少达到20%;“富含维生素D”的声明要求产品每100克或100毫升含有至少1.5微克维生素D(占推荐摄入量的30%)。关于添加维生素D的声明必须遵守特定水平和标签规则,以准确反映其作用。
总之,基于上述框架,植物基饮料可以合理地标注“蛋白质有助于肌肉质量的增长”或“蛋白质有助于维持肌肉质量”等声明,前提是它们符合欧盟法规设定的成分标准。如果适当强化,这些饮料还可以标注“维生素D有助于正常肌肉功能”,为关注肌肉合成的消费者提供进一步的支持。
### 文献综述与未来建议
本节基于Appicciutoli等人(2025年)和Krzywonos与Piwowar-Sulej(2022年)的方法论,对近期关于植物基蛋白质来源及其与老年人肌肉健康关系的科学文献进行了文献计量分析。详细方法在补充材料(S1)中说明。研究过程包括制定精细的搜索策略、系统选择相关文章,并应用文献计量映射技术来揭示该领域的主题模式和研究空白。检索了2015年至2026年间的同行评审文章(Scopus和Web of Science数据库),搜索关键词为“肌肉减少症”或“肌肉健康”等。根据预定义的纳入和排除标准对文章进行筛选,并使用改编的PRISMA风格流程图(S1)展示筛选过程。为了全面覆盖最新研究进展,还纳入了初始搜索范围之外的论文。
从2015年到2025年的出版物分布来看,人们对植物基蛋白质与老年人肌肉健康关系的关注逐渐增加,尤其是2020年后这一趋势更加明显,2023年达到高峰。通过分析每篇论文的引用次数来评估其贡献的重要性。引用分析是衡量科学影响力的关键指标,有助于识别某一研究领域内最受认可和基础性的研究(Appicciutoli等人,2025年)。高被引用的出版物通常代表着转折点或里程碑式的贡献,它们塑造了后续研究的方向,并突出了在该领域持续受到学术关注的核心主题。以下五项研究根据其引用次数排名,代表了自2015年以来根据补充材料(S1)中呈现的研究成果最具影响力的贡献。被引用次数最多的研究是由van Vliet等人(2015年)进行的,该研究揭示了摄入植物性蛋白质(如大豆和小麦)与摄入动物性蛋白质(如乳清、牛奶和牛肉)相比,会导致较低的肌肉蛋白质合成反应。这归因于植物性蛋白质较低的消化率、不理想的氨基酸组成以及较低的亮氨酸含量。这项研究是对植物性蛋白质的首次关键评估,为后续旨在挑战或验证其发现的研究铺平了道路。
Berrazaga等人(2019年)的综述是第二高被引用的出版物。该研究批判性地探讨了植物性蛋白质在刺激肌肉蛋白质合成方面的不足之处,并建议应在老年人群体中测试针对年轻人的策略,以防止与衰老或慢性疾病相关的肌肉流失。Lonnie等人(2018年)的工作是一项多维度的综述,将蛋白质摄入与公共卫生营养、植物性蛋白质的可持续性以及衰老生理学联系起来。该综述还探讨了饥饿、饱腹感和食欲机制,指出目前推荐的老年人蛋白质摄入量可能不足以维持肌肉质量和力量。综述强调了植物性蛋白质如何帮助解决这一问题,同时支持健康的体重管理和预防与超重相关的疾病。
Paddon-Jones等人(2015年)进一步将蛋白质摄入置于功能性衰老的背景下,引入了“每餐蛋白质”的概念,以应对肌肉减少的风险。文章强调,均匀分布的高质量蛋白质摄入(每餐25-30克),结合定期的身体活动,可能有助于预防或减缓老年人的肌肉减少。文章强调了亮氨酸在肌肉蛋白质合成中的作用,并指出早餐是改善蛋白质摄入的关键时机。
Landi等人(2016年)的文章更具临床色彩,详细阐述了充足和高质量蛋白质摄入对维持老年人肌肉健康的重要性。他们的论点核心是目前针对老年人的推荐日摄入量不足,提倡更高的摄入水平以及富含亮氨酸的蛋白质来源。通过承认衰老肌肉的合成代谢抵抗,这篇论文为更新膳食指南的讨论做出了贡献。
这些五项关键研究共同提供了关于蛋白质来源、衰老和环境可持续性之间不断发展的对话的全面视角。它们代表了未来研究的重要里程碑,并展示了过去十年中科学界对植物性替代品态度的重大转变。
通过对关键词的共现分析,突出了该领域最突出的主题和研究趋势。“主题分析”和“关键词分析”的结果如图3所示。图3a中的网络可视化显示了三个主要的主题集群,反映了与使用植物性蛋白质促进肌肉健康和肌肉减少相关的文献的发展和当前方向。蓝色集群反映了该领域的方法学和转化进展,重点关注临床试验、抗阻训练和功能表现指标。该领域的研究探讨了膳食蛋白质干预与身体活动结合在改善肌肉质量、力量和整体身体功能方面的有效性。与瘦体重、握力和随机对照试验相关的术语频繁共现,表明人们对旨在保持老年人行动能力和独立性的实际应用越来越感兴趣。绿色集群围绕不同类型蛋白质的生物学和营养质量及其与肌肉保护的关系展开,研究深入探讨了特定植物蛋白分离物(如大豆或豌豆)的合成代谢潜力,特别强调了必需氨基酸(尤其是亮氨酸)的重要性。肌肉减少是这一集群的核心主题之一。红色集群主要涵盖了关注人群特征和饮食习惯的研究,反映了早期研究努力,旨在了解年龄、性别、热量摄入和各种蛋白质来源的日常消费如何影响老年人的肌肉相关结果。考虑到动物蛋白和植物蛋白在图中的位置,可以发现从动物性饮食模式向植物性饮食模式的转变兴趣日益增加。有趣的是,“男性”和“女性”这两个术语在这个集群中的出现频率相似,尽管女性通常比男性更容易出现肌肉减少(Narici & Maffulli, 2010)。这表明在关于肌肉减少管理的科学文献中,针对性别的分析和表述存在差距。
证据表明,女性面临更高的肌肉减少风险,绝经是造成这种差异的关键因素。绝经与肌肉衰退独立相关,通常伴随着体力活动和饮食质量的下降(Narici & Maffulli, 2010)。绝经后的雌激素缺乏会导致肌肉力量和质量的下降(Messier等人,2011)。在绝经前后阶段,女性通常会减少蛋白质和脂肪的摄入,同时食欲增加,这可能对身体组成产生负面影响。此外,一些女性可能会故意减少热量摄入以防止绝经相关的体重增加,从而导致营养不足(Thornton等人,2024)。最近的研究显示,绝经后每年肌肉质量会减少0.6%(Messier等人,2011)。尽管绝经和饮食行为与女性肌肉减少的发展密切相关,但在绝经过渡期和后期生活中,针对有效饮食干预的证据仍然有限(Thornton等人,2024)。这可能是由于绝经期间激素变化的复杂性、个体饮食模式的差异以及缺乏专门针对绝经过渡期和后期生活的长期、控制良好的干预研究(Messier等人,2011)。
图3b展示了关键词共现网络的重叠可视化。虽然它保持了标准网络可视化的结构布局,但通过颜色编码术语的平均发表年份来添加了时间维度。在这种情况下,较深的颜色(例如蓝色)对应于较早的研究主题,而较浅的颜色(从绿色到黄色)突出显示了更近期的研究重点。分析叠加网络可视化表明,某些术语只是最近才变得突出。“豌豆”和“肌肉减少”代表了新兴的研究领域,强调了过去十年中对植物性饮食成分的科学兴趣日益增加,以及肌肉减少作为重要的临床和公共卫生问题的相对较新的认识。虽然胰岛素依赖机制、肥胖和虚弱长期以来一直是研究兴趣的焦点,但最近的研究更广泛地探讨了肌肉减少问题,表明它已被认为是一个真实且具有影响力的健康问题。
总体而言,这些集群展示了文献中的清晰轨迹。诸如“人类”、“肌肉”和“肌肉减少”等术语的中心位置表明了综合的研究焦点,膳食蛋白质越来越被视为干预措施中对抗年龄相关肌肉衰退的战略组成部分。一种针对肌肉减少的植物性饮料的假设性配方应侧重于科学支持的、对肌肉维持和恢复至关重要的营养素。它必须提供蛋白质、支链氨基酸、抗氧化剂、维生素、矿物质和多不饱和脂肪酸的平衡组合。配方还应确保消化率和生物利用度,同时考虑感官可接受性和价格合理性。产品必须符合老年人的既定摄入指南,并基于临床试验证据来支持安全和有效的营养水平。此外,份量设计应允许全天分布蛋白质摄入,价格必须合理。表3总结了定义这种假设性饮料的关键成分和规格,符合当前的临床建议和消费者期望。然而,由于没有人体试验测试过植物性饮料(表1),因此配方的临床效果、生物利用度和耐受性在通过针对性干预研究验证之前仍属于推测。
7. 结论
在确定高蛋白植物性饮料是预防和缓解肌肉减少的强大工具之后,本综述指出了植物性饮料的潜力与其在科学研究和商业市场中的实际地位之间的根本脱节。尽管许多研究证实了蛋白质(尤其是富含亮氨酸等BCAA的高质量来源)在支持肌肉健康方面的作用,但关于植物性饮料的证据仍然有限。大多数临床试验仍然集中在乳清或牛奶蛋白上,而植物性选项很少被纳入或充分测试在老年人群体中。从营养角度来看,如果配方得当,植物性饮料可以达到所需的标准。结合互补的蛋白质来源,添加维生素D等必需微量营养素,并包含欧米伽-3等功能性脂质,可以显著增强其支持肌肉的潜力。从技术角度来看,酶处理、超声波和蛋白质混合等加工方法的进步有望改善溶解度、消化率和口感。这些创新对于克服使用植物蛋白在功能性饮料中的已知挑战至关重要。
监管环境强调健康声明需要得到坚实证据的支持,而缺乏针对肌肉减少的植物性饮料的临床试验限制了可以向消费者传达的信息。同时,人们对成分列表的透明度和简洁性需求日益增长,但许多现有产品并未考虑到这一点。值得注意的是,据作者所知,目前尚无针对老年人的推荐每日蛋白质摄入量,也没有明确针对对抗肌肉减少的蛋白质摄入指南。缺乏针对性别的建议,突显了当前研究和膳食指南中的一个关键空白。或许最重要的是,本综述指出了针对脆弱亚群体(如绝经后女性)的研究不足,这些群体受肌肉减少的影响最大。考虑到这一群体的激素变化、饮食和生活方式直接影响肌肉损失,解决这一疏漏应是未来研究的重点。此外,当前的工作主要局限于理论讨论和孤立的营养分析。未来的研究应旨在开发综合的、基于证据的、成本效益高的植物性饮料,专门设计用于预防或缓解肌肉减少,将营养见解转化为实际的、现实世界的干预措施。
这项工作由爱尔兰农业、食品和海洋部资助(资助编号2023RP920)。
伦理声明 - 人类和动物研究
本研究不需要伦理批准。
作者贡献声明
Diego Appicciutoli:撰写——原始草稿、可视化、验证、软件、方法论、调查、正式分析、数据管理、概念化。
Aylin W. Sahin:撰写——审阅与编辑、监督、资源管理、项目管理、资金获取、概念化。
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