老龄化通常伴随身体机能衰退，包括咀嚼和消化能力受损，这可能导致营养摄入不足和营养不良。本研究介绍了一种专门为患有吞咽障碍（dysphagia）的老年人开发的植物蛋白泡沫（plant-based protein foam）。该产品以碎米蛋白（broken rice protein）、糙米蛋白（brown rice protein）和大豆分离蛋白（soy protein isolate）为原料，按2:2:1的比例配制，该比例被发现对于平衡氨基酸谱（amino acid profile）、起泡特性（foaming properties）和成本效益是最佳的。通过添加香兰粉、糖和风味剂来增强口感和香气。最终得到的蛋白质泡沫具有轻盈、蓬松的质地，并符合国际吞咽障碍饮食标准化倡议（International Dysphagia Diet Standardization Initiative， IDDSI）3-4级标准，使其适合有中度吞咽困难的人群。安全性和稳定性研究证实该产品适合老年人食用。此外，在两家养老院进行了感官评估，参与者多为老年人。结果显示，87%的参与者认为该原型产品易于吞咽，23%的参与者认为非常易于吞咽，30名参与者中80%接受了该产品。本研究通过开发个性化的、高蛋白、植物基食品泡沫，为解决老龄化人口中的蛋白质缺乏和吞咽障碍问题提供了一种创新且可持续的解决方案。
本研究发表于《Future Foods》，旨在应对老龄化社会中日益严重的营养问题。随着年龄增长，老年人普遍面临生理功能衰退，特别是咀嚼能力和消化效率下降，这直接影响食物摄入和营养吸收。许多老年人还存在膳食摄入失衡，尤其是膳食蛋白质摄入不足的问题，进而可能导致骨密度下降、肌肉功能减弱，使其更容易受到营养缺乏和慢性疾病的困扰。因此，为患有吞咽障碍（dysphagia）的老年人开发个性化的食品产品是重要且紧迫的。
蛋白质是老年人必需的营养素。作为氨基酸聚合物，蛋白质是肌肉和其他组织最重要的结构成分，也参与激素、酶和血红蛋白的合成。人类生长和代谢需要20种氨基酸，其中亮氨酸（leucine）等某些氨基酸对老年人维持肌肉蛋白质合成的需求高于年轻人。蛋白质的氨基酸组成决定了其营养价值。老年人膳食蛋白质的估计平均需求量（EAR）为0.66 g/kg/天，而推荐膳食摄入量（RDA）为0.80 g/kg/天。为维持肌肉质量和力量，建议老年人摄入1.2至2.0 g/kg/天或更高量的蛋白质。蛋白质缺乏通常与营养不良和蛋白质摄入不足有关，这往往受到脱水和蛋白质吸收受损的影响。脱水会导致口干和黏膜干燥，减少唾液分泌，从而阻碍矿物质和营养素的吸收。消化液分泌减少和胃肠道功能障碍（如酶分泌、动力和pH值下降）可能导致老年人蛋白质消化不足。随着年龄增长，老年人会失去生理功能（如牙齿脱落、肌肉质量减少），因此无法以传统形式（通常坚硬或难以咀嚼）食用蛋白质。此外，具有高度结构化复合物或大纤维蛋白的蛋白质比短肽更难消化，这限制了氨基酸的吸收可用性。通过适当制备蛋白质来改善蛋白质摄入和消化，可以克服这一挑战。
泡沫（foam）是一种独特的食物结构，其中气泡分散在液相中，从而形成轻盈蓬松的质地。这种结构用于奶油、冰淇淋和慕斯等产品。将空气融入食品中可降低整体密度，使泡沫在控制份量方面特别有用。泡沫可以增强感官品质，如口感和风味感知。由于这些特性，泡沫为吞咽障碍患者的营养摄入和水分补充提供了有效解决方案。然而，动物源性食品对环境的影响日益受到关注，且部分人群对蛋清过敏，因此需要开发源自植物来源的替代蛋白质泡沫。利用碎米（稻米加工副产品）等低成本材料尤其具有前景，这种方法不仅将低价值资源转化为高价值产品，也符合产品开发者对可持续食品创新的兴趣。
为老年人开发高蛋白个性化食品，需要超越简单地提供富含蛋白质的食物，考虑多个维度：确保产品具有适当的粘度以促进安全吞咽；包含广泛的必需氨基酸；保证产品的生化安全性，确保不含微生物和重金属污染；提供愉悦的口感和吸引人的外观；以及保持价格可负担性以确保老年人可获得性。本研究利用酶修饰水解由糙米蛋白、碎米蛋白和大豆分离蛋白混合制成的蛋白质，开发了一款适用于老年人的蛋白质泡沫产品。选择米蛋白和大豆蛋白作为蛋白质来源，是因为它们具有互补的营养概况和可持续性优势。作为植物蛋白，它们比动物蛋白的环境影响更低。米蛋白低过敏原且易于消化，但赖氨酸含量有限，而大豆分离蛋白富含赖氨酸，因此混合两者可改善整体氨基酸概况。此外，使用碎米蛋白（稻米碾磨的低成本副产品）支持了废弃资源增值和可持续食品生产，同时保持了经济可行性。这种经过修饰的植物蛋白混合物提供了高蛋白质含量和完整的氨基酸谱。产品以泡沫质地呈现，使吞咽困难人群更易吞咽。研究人员依据IDDSI指南对其进行了测试，并研究了其稳定性和安全性特性，为开发适用于老年人的蛋白质基泡沫制定了新策略。研究人员认为，这种新型蛋白质泡沫原型将增强老年人的蛋白质摄入，减少疾病，提高生活质量，并为开发新的个性化食品铺平道路。
为开展这项研究，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，通过比较Alcalase与碱性蛋白酶的水解效果，基于起泡能力筛选出最适蛋白酶。其次，采用酶法（enzymatic hydrolysis）修饰由碎米蛋白、糙米蛋白和大豆分离蛋白组成的混合植物蛋白基料，以优化其功能特性。第三，通过流变学测试（包括IDDSI漏斗流测试、叉子滴漏测试和博斯特威克粘度计测试）系统评估了产品的流动行为及吞咽障碍饮食适宜性。第四，测定了产品的蛋白质与氨基酸组成、泡沫特性（起泡能力、稳定性、气泡大小）、色泽稳定性、微生物安全性（检测大肠菌群、大肠杆菌、酵母菌与霉菌、沙门氏菌等）以及感官接受度。本研究中的感官评估在泰国那空巴通府的两家养老院进行，参与者为30名60岁及以上的老年人。
研究结果如下：
**酶处理对泡沫形成的影响**
为选择合适的蛋白酶，研究人员以糙米蛋白为底物，比较了Alcalase和碱性蛋白酶的水解效果。研究发现，碱性蛋白酶处理的稻米蛋白起泡能力（620%）显著高于Alcalase（205%），约为其3倍。这表明，尽管酶类型相同，但酶活性水平显著影响泡沫形成，因此在蛋白水解实验中需谨慎考虑酶的选择和活性。
**蛋白质泡沫的流动行为与IDDSI分类**
使用IDDSI框架和博斯特威克粘度计评估了产品的流动行为以确定其吞咽障碍适用性。IDDSI评估显示，在10秒注射器流动测试中泡沫不流动，符合4级标准。然而，叉子滴漏测试显示产品以滴块形式缓慢滴下而非形成内聚团块，并伴有液体分离，这与严格的4级要求不符，更接近3级特性，表明产品处于IDDSI 3-4级的边界。博斯特威克测试显示其流动距离（约4.7±0.5 cm）略低于作为IDDSI 3-4级参考食品的番茄酱（5.0±0.0 cm），表明其具有相似的重力流动阻力。综合结果表明，该蛋白质泡沫可归类为IDDSI 3-4级范围，适合用作吞咽障碍人群的质构改良食品。
**蛋白质泡沫的特性**
1. **起泡能力与稳定性**：储存期间，起泡能力和泡沫稳定性在第一周内增加，之后下降。最高起泡能力出现在第5天（840%），与第7天（837%）无显著差异。这表明为保持最佳泡沫质量，产品应在生产后7天内食用。稳定性下降可能是由于蛋白质聚集和水分诱导的结构变化削弱了保护性的蛋白质薄膜。
2. **气泡大小**：通过倒置显微镜观察，泡沫呈现多分散的气泡尺寸分布。从0到5分钟，气泡分布发生显著变化，平均气泡尺寸因聚结而增大。结果表明，为保持泡沫质量，产品应在泵出后5分钟内食用。
3. **蛋白质含量与氨基酸概况**：产品总蛋白质含量为5.31g/100g，足以帮助老年人满足营养需求。总氨基酸（TAA）含量为4949.37 mg/100 mL，其中支链氨基酸（BCAA）占15%，必需氨基酸（EAA）占34%。由于混合了糙米蛋白（富含蛋氨酸但赖氨酸低）和大豆分离蛋白（富含赖氨酸但蛋氨酸相对较低），蛋白质泡沫具有均衡的氨基酸谱，覆盖所有必需氨基酸。
**蛋白质泡沫的货架期稳定性**
1. **色泽稳定性**：在整个储存期间，L*（明度）和b*（黄度）值保持相对一致，但a*（红度）值显示产品在储存期间趋于变绿。这可能受储存温度、有机酸、氧气、光照和糖等多种因素影响。
2. **微生物稳定性**：在4°C储存的28天内，所有微生物指标（大肠菌群、大肠杆菌、酵母菌与霉菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌）均符合即饮产品标准，表明产品安全且未发生微生物腐败。
综合物理、功能和微生物学参数的研究表明，当储存在4°C时，产品在第一周内保持高度稳定性，此后起泡性能略有下降。色泽在储存期间变绿，但微生物计数始终处于安全法规限值内。这证明产品在4°C储存下至少7天内保持其功能特性和食用安全性。
**感官评价**
在30名60岁及以上老年参与者中进行的感官评价显示，蛋白质泡沫总体接受度高。大多数参与者对颜色、气味和口感给予正面评价。64%的参与者认为产品“可能”易于吞咽，23%认为“非常可能”。在总体可接受性方面，63%认为“可能”接受，17%认为“非常可能”接受。尽管部分参与者注意到轻微苦味（常见于蛋白质水解物），但泡沫质地被证明易于咀嚼和吞咽困难的老年人食用。
讨论部分总结了本研究的关键发现与意义。研究成功开发了一款专为老年人设计的、基于植物蛋白的泡沫产品，其配方（碎米蛋白、糙米蛋白、大豆分离蛋白）经过优化，兼具营养性、功能性和经济性。产品经酶解修饰，具有均衡的氨基酸谱，尤其是富含对老年人肌肉合成重要的支链氨基酸。其泡沫质地通过IDDSI 3-4级测试，验证了其作为吞咽障碍适用食品的潜力。稳定性研究表明，产品在4°C冷藏条件下可安全保存至少7天，且微生物指标始终符合即饮产品标准，确保了食用安全。感官评估证实了其在目标人群（老年人）中的良好接受度，特别是易于吞咽的特性解决了其核心需求。本研究的创新点在于将低价值的碎米副产品转化为高附加值的功能性食品，并采用可持续的植物蛋白组合，符合当前对环境友好型食品开发的趋势。
研究结论部分指出：本研究成功开发了一款用于增加老年人蛋白质摄入量的蛋白质泡沫产品。该产品由碎米蛋白、糙米蛋白和大豆分离蛋白组成。其泡沫质地被证实符合IDDSI 3-4级标准，适用于吞咽障碍人群。这款新型蛋白质泡沫产品含有5.31 g/100 g蛋白质、所有必需氨基酸，并在7天内表现出稳定的色泽和泡沫特性。微生物分析证明该产品符合即饮产品的微生物评估标准。重要的是，感官评价表明该新型蛋白质泡沫深受老年人欢迎。所开发的蛋白质泡沫可帮助存在吞咽问题的老年人满足蛋白质需求。未来的研究工作应着重于通过优化配方（如调整蛋白质比例、微调水解条件、添加天然稳定剂）来提高蛋白质含量和改善泡沫稳定性。
