大豆和牛奶在國民膳食結構優化方面的分析與展望

摘要 本文闡述了大豆和牛奶在營養價值、保健功能、安全風險及生產成本等方面的研究現狀，分析了大豆及其制品的優勢，為推動國民膳食結構調整，提高國民健康水平，增強人們的身體素質提供理論支持。

關鍵詞 大豆；牛奶；保?。粻I養；安全風險

中圖分類號 TS201.4? ?文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）10-0118-06

近年來，蛋白質組學技術在我國食品蛋白質組成、功能成分以及機體營養物質代謝研究中逐步應用，主要集中在富含蛋白的大豆或乳制品領域[1]。以大豆為原料的食品、保健品、醫藥制品不斷發展壯大，特別是大豆精深加工產物的大豆蛋白及其副產物發展迅速。隨著科研人員對大豆和牛奶營養和保健價值的研究逐步深入，兩者的優劣勢越來越明顯。隨著健康中國戰略的提出，大健康產業已成為具有巨大市場潛力的新興產業，包括醫療產品、保健用品、營養食品、醫療器械、保健器具、休閑健身、健康管理、健康咨詢等多個與人類健康緊密相關的生產和服務領域[2]。大豆及其制品在保健用品、營養食品領域有著舉足輕重的位置。郭順堂等[3]指出我國植物基的乳和肉替代品有悠久的歷史，各種植物乳尤其是豆奶，發展勢頭迅猛，提出提高傳統食品的利用水平，實現植物蛋白攝取方便化和美味化以及制造技術的智能化，構建高附加值、高營養、高效率的植物基肉類產品的倡議。大豆分離蛋白及濃縮蛋白作為植物肉的主要及關鍵原料發展迅速。本文從營養價值、保健功能、安全風險和蛋白質成本等方面對大豆和牛奶進行對比分析，為我國膳食結構的調整提供理論依據，有助于推動我國大健康產業的發展和增強人們的體質。

1 營養價值

1.1 蛋白質

大豆的蛋白質含量約占38.0%～45.0%，包含人體所必需的8種氨基酸，大豆分離蛋白的蛋白質消化率校正后的氨基酸分數（PDCAAS）為1[4]，牛乳與羊乳蛋白的蛋白氨基酸組成與大豆蛋白相近[5]。牛乳平均蛋白質含量為3.1%～4.0%，主要由79.6%的酪蛋白、11.5%的乳清蛋白和3.3%的乳球蛋白組成[6～8]。牛乳蛋白質消化吸收率為87.0%～89.0%，生物學價值為85。大豆蛋白和牛奶蛋白均是完全蛋白，人體消化吸收好。大豆蛋白具有較強的食品加工功能特性。

1.2 碳水化合物

大豆中碳水化合物的含量占比為20.0%～30.0%，主要為可溶性碳水化合物大豆低聚糖和不溶性碳水化合物膳食纖維。大豆低聚糖能夠促進腸道中有益菌的增殖，但其本身不易被人體吸收，是肥胖癥患者和高血糖患者的保健食品原料；膳食纖維能夠促進胃腸道的蠕動，有利于排出體內對機體有毒有害的物質，預防慢性炎癥和一些疾病的發生[9]。

牛奶中的碳水化合物主要成分是乳糖，含量為4.8%～5.0%[6]。嬰幼兒通常能夠分泌乳糖酶，但斷奶后，乳糖酶在人體內的分泌逐漸減少，從而引起成人乳糖不耐癥，需要通過不同的飲食策略緩解乳糖不耐癥[10]。

從碳水化合物上看，大豆及其制品中的碳水化合物主要是非能量糖類，其中膳食纖維是人體主要營養物之一，具有營養保健功能，對人體健康具有積極作用，而牛奶中的碳水化合物主要是乳糖，成年人特別是我國成年人攝入后產生乳糖不耐癥的風險較大。

1.3 脂肪

國產大豆中的脂肪含量為16.0%～24.0%大豆脂肪酸主要有5種組分，分別為油酸、亞油酸、亞麻酸、軟脂酸和硬脂酸，其中軟脂酸和硬脂酸為飽和脂肪酸，油酸、亞油酸和亞麻為不飽和脂肪酸。大豆脂肪酸中軟脂酸約占8.6～10.9%，油酸約占24.4～26.0%，亞油酸約占51.6～55.4%，亞麻酸約占7.5～7.9%和硬脂酸約占2.9～3.9%[11]。以α-亞麻酸為母體的ω-3系列多不飽和脂肪酸和以亞油酸為母體的ω-6系列多不飽和脂肪酸是人體必需脂肪酸。

牛奶中含脂肪3.5%～4.3%[6]，飽和脂肪酸含量高，必需脂肪酸遠低于大豆油。牛奶乳脂中飽和脂肪酸含量占總脂肪酸的65.9%～65.2%，不飽和脂肪酸占31.8%～32.3%，其中亞油酸約占總脂肪酸含量的1.2%，亞麻酸約占總脂肪酸含量的0.4%[12]。

從脂肪種類和含量上看，大豆油是我國居民優質的日常食用油脂來源，含有豐富的不飽和脂肪酸，特別是必需脂肪酸含量豐富，而牛奶中的脂肪酸中飽和脂肪酸占大部分。

1.4 維生素

大豆中含有維生素A、維生素B1、維生素B2、維生素B3、維生素B5、維生素B6、葉酸、維生素E等，主要為維生素E、葉酸、維生素B3、維生素B1、維生素B2等。大豆中葉酸含量1.81 mg/kg[13]，維生素E含量189.0 mg/kg；維生素B1含量4.1 mg/kg，維生素B2含量2.0 mg/kg，維生素B3 21.0 mg/kg，總維生素A 0.18 mg

RAE（視黃醇活性當量）/kg，胡蘿卜素（維生素A的源物質）2.20 mg/kg[14]。

牛奶中維生素E含量約0.3 mg/kg[15]，維生素C含量0.2 mg/kg[16]，葉酸0.037 mg/kg[17]，維生素B1 0.3 mg/kg，維生素B2 1.2 mg/kg，維生素B3 1.1 mg/kg，總維生素A 0.54 mgRAE/kg，視黃醇0.54 mg/kg[14]。

從維生素含量上看，大豆中的多種維生素含量遠遠高于牛奶，大豆中的維生素E含量是牛奶的630倍，葉酸含量是牛奶的49倍，維生素B1含量是牛奶的14倍，維生素B3 含量是牛奶的19倍，總維生素A含量（視黃醇當量，視黃醇及胡蘿卜素）是牛奶的2倍。

1.5 礦物質

大豆中所含礦物質含量占大豆籽?？傊氐?.5%～6.8%，且種類繁多，有鉀、磷、鈣、鎂、碘、鐵、硒、鋅、鈉等，其中含量最高的是鉀、磷、鈣。大豆鈣含量1 910 mg/kg，鐵含量82 mg/kg，鎂含量1 990 mg/kg，鉀含量15 030 mg/kg，鋅含量33.4 mg/kg，鈉含量22.0 mg/kg[14]。這些礦物質在機體組織的正常生理活動和新陳代謝中起著重要作用。

牛奶是人類優質的鈣源補充劑，其鈣、磷比例約為1.3∶1.0，符合人體對鈣、磷的需求比例，易于吸收，牛乳中鈣含量1 070.0 mg/kg[14]，鋅含量2.6 mg/kg[15]，鉀含量1 800 mg/kg，鎂含量110 mg/kg，鐵含量3.0 mg/kg，鈉含量637.0 mg/kg[14]。

從礦物質上看，大豆中的有益礦物質含量遠遠高于牛奶，特別是鐵、鋅、鎂、鉀，而與高血壓相關的鈉含量遠低于牛奶。

2 保健功能

大豆及其制品保健功能的物質基礎主要有大豆蛋白、大豆膳食纖維、大豆低聚糖、大豆卵磷脂、大豆異黃酮等成分。研究表明，日攝入25 g大豆蛋白質可降低機體中膽固醇水平、減少患冠心病的風險[18]。大豆蛋白分子量跨度較大，在人體消化吸收時可實現持續、分階段提供蛋白營養，小分子蛋白含量相對較少[19]，但具有生物活性的物質較多[20]，是開發保健食品的重要源料。大豆分離蛋白對四氯化碳致小鼠的化學性肝損傷具有拮抗作用，其中7S蛋白是主要的保肝活性因子[21，22]。膳食纖維、異黃酮、皂苷、肌醇六磷酸酶、蛋白酶抑制素等具有抑制癌癥的作用 [23]。大豆磷脂具有降低膽固醇、改善脂代謝、預防心腦血管疾病和治療肝臟疾病等功效[24]。大豆異黃酮可以緩解更年期癥狀、抗炎、抗菌、抗氧化，還具有很好的抗癌功效[25]，大豆分離蛋白的異黃酮含量可達2 305～3 326 mg/kg。

牛奶的保健功能主要體現在乳蛋白、亞油酸、維生素、礦物質上。乳蛋白具有抗癌、抗炎、提高免疫力等功能[8]。亞油酸具有抗癌、抗氧化、抗動脈粥樣硬化、降低膽固醇、抑制脂肪積累、促進生長、增強機體免疫力等多種生物活性功能。維生素E具有抗氧化、消除自由基、增強免疫力等生物學作用。鋅與人體的免疫功能密切相關，能增強機體免疫力、促進生長發育等[15]。Sonestedt等[26]研究發現大量攝入發酵乳可以降低心血管疾病的風險。Wu等[27]研究發現，較高的酸奶和白干酪/乳清干酪攝入量與ER陰性乳腺癌的風險呈負相關，對預防ER陰性乳腺癌具有積極意義。

從保健功能上看，大豆富含多種有益的功能因子，包括蛋白、大豆膳食纖維、大豆低聚糖、大豆卵磷脂、大豆異黃酮等，而牛奶的保健功能主要集中在發酵乳制品中。發酵乳中的醇類、有機酸及氨基酸等代謝物能夠預防癌癥、提升消化功能、抑制細菌腐敗，增強免疫力等[28-29]，非發酵乳的作用不明顯[26-27]。

3 安全風險

3.1 大豆及其制品的安全風險

3.1.1 抗營養因子。大豆的抗營養因子主要為胰蛋白酶抑制劑、凝集素、脲酶、脂肪氧合酶[30]。與此同時，胰蛋白酶抑制劑、凝集素、脲酶、脂肪氧合酶等也具有醫療保健功能，還可以作為食品添加劑[20]。

3.1.2 過敏原。β-伴大豆球蛋白和大豆球蛋白被認為是主要的致敏性蛋白[31]，采用熱加工、輻射、酶解、高壓等多種傳統理化方式進行加工改性，可以降低其致敏性[32]。2021年5月，糧農組織/世衛組織食品過敏原風險評估特別聯合專家磋商會報告指出由于缺乏有關流行率、嚴重程度和/或效力的數據，或由于某些食物的地區消費，委員會建議大豆不應列為全球優先過敏原[33]。Savage[34]基于非大豆食用傳統的西方人的研究認為，大豆過敏影響大約0.4%的兒童，大約50.0%的大豆過敏兒童在7歲時不再過敏。Klemola等[35]研究發現，大豆蛋白可以作為大部分牛乳蛋白過敏患者的替代品，以降低其過敏性。

3.1.3 植物雌性激素。大豆異黃酮是一類具有多種生物活性的天然植物雌激素，主要包括染料木素、大豆黃素及少量黃豆素。研究表明，一些特殊人群，如幼兒、胎兒、孕婦若長期暴露于植物雌激素下，也許會對健康產生不利影響[36]。動物試驗表明，生命早期接觸大豆異黃酮會影響動物生殖系統的結構和功能及其基因表達，但目前尚無證據表明這種作用會發生在食用大豆配方奶粉的嬰幼兒身上[37]。

3.2 牛奶的安全風險

3.2.1 乳糖不耐癥。全世界乳的生產和消費以牛乳為主，約占95%，但亞洲黃種人中乳糖不耐癥的人群占有相當大的比重[38]。楊月欣等[39]研究了中國兒童乳糖酶缺乏和乳糖不耐受的發生率，結果表明，3～5歲，7～8歲和11～13歲組兒童中，乳糖不耐受發生率分別為12.2%、32.3%和29.0%。中國四大城市兒童乳糖酶降低或消失發生的年齡在7～8歲。

3.2.2 過敏原。牛奶蛋白是常見的八大過敏原之一。研究結果表明，A1β-酪蛋白很可能是引起消化不適癥狀的原因之一[40]，部分人群可能會因為攝入而發生過敏[41]，主要表現為出現皮膚、胃腸道或呼吸等方面的疾病，可能引發死亡風險，過敏率約為2.0%～7.5%[42-43]，兒童對牛奶的嚴重反應率為25.3%，成人為39.3%[44]。最主要的過敏原是酪蛋白、β-乳球蛋白和α-乳白蛋白，涵蓋了乳蛋白的主要成分[45]。母乳中乳清蛋白/酪蛋白比值初乳階段為90∶10，過渡乳為80∶20左右，成熟乳為60∶40左右[46]，而牛奶的比值約為13∶87，相差比例較大，增加了過敏的風險。

3.2.3 雌激素。牛奶中的雌激素為食物源性雌激素，是環境雌激素的一種。張樹成等[47]在分析男性精液質量的變化時發現，男性精子質量下降、數量減少，可能與環境雌激素有關。牛奶中雌激素含量要高于100年前的傳統牛奶，可能的主要原因是對奶牛注射大量的雌激素類藥物，隨著奶牛的分泌帶到奶中[48]。Ganmaa等[49]用逐步回歸法分析了40個國家的飲食與女性乳腺癌、卵巢癌及子宮內膜癌發病率和死亡率的相關性，推測牛奶和乳制品中雌激素與乳腺癌、卵巢癌和子宮內膜癌的發生有關。Qin等[50]提出牛奶及乳制品中的雌激素可能是前列腺癌發生的誘因之一。Remesar等[51]計算人類飲食中雌酮的吸收率，發現46.6%來源于乳制品。牛奶和乳制品是人體雌性激素的主要膳食來源，主要含有內源性雌性激素雌二醇和孕酮，市場上部分商品牛奶中的雌二醇含量達到5～20 pg/mL，而兒童血清中的雌二醇含量則低于2 pg/mL。因此，長期攝入含有高雌性激素含量的牛奶會導致兒童性早熟或對成人的內分泌系統產生干擾[52]。

3.2.4 牛奶與疾病風險。Fraser[53]等研究發現，牛奶與乳腺癌風險之間存在顯著關聯，較高的牛奶攝入量會增加患乳腺癌的風險，并且不論是全脂牛奶還是低脂牛奶，對患乳腺癌風險的影響都沒有明顯的差異。Liu等[54]觀察到大量攝入全脂牛奶會略微增加患卵巢癌的風險（OR=1.228），相關性顯著（P=0.022）。Liu等[55]研究認為，全脂牛奶的大量攝入與結直腸癌患者的死亡率增加有關。Borin等[56]研究認為，豆奶在腎結石風險因素方面優于牛奶。男性攝入全脂牛奶會顯著增加前列腺癌的死亡風險，并且全脂牛奶攝入量的增加與前列腺癌死亡風險的增加之間存在線性劑量關系。Kaluza等[57]對絕經后婦女組成的人群經過16.6年的跟蹤調查，發現長期大量飲用牛奶與ER+/PR+乳腺癌的風險增加相關。Wang等[58]分析多項研究報告發現食用乳制品（非酸奶）可能會增加非霍奇金淋巴瘤的風險。

在安全風險方面，大豆及其制品主要集中在抗營養因子、過敏原和植物雌性激素3個方面，其中的抗營養因子通過正常的熟化能夠有效去除。作為植物雌性激素，大豆異黃酮具有一定的保健功能，目前已被廣泛應用于各類保健食品中，大劑量的使用對嬰幼兒可能產生潛在的不良影響，因此需要特別關注。作為過敏原已經從八大過敏原中排除，過敏危害較小，并且在牛奶過敏人群中的過敏率低，可作為牛奶過敏人群的替代。牛奶的安全風險主要集中在乳糖不耐癥、過敏原和雌激素方面，我國乳糖不耐癥患者比重較大，且沒有經濟有效的處理方式進行優化。作為八大過敏原之一，過敏患者數量較多，過敏反應危害較大。牛奶作為哺乳期動物的主要食物，其中雌激素的存在無法避免，綜合分析表明牛奶可能與多種癌癥存在關聯，因此有必要謹慎看待當前的牛奶消費指南。

3.2.5 其他。牛奶中的鐵僅為母乳中的1/5，1 L牛奶中僅含1 mg鐵，而1個1歲的幼兒每天至少需要5～8 mg鐵，加之牛奶中的鐵難以吸收，故以牛奶為主食的嬰幼兒，極易患“牛奶性貧血”。除鐵含量低外，由于牛奶中缺銅，導致鐵不能正常吸收，牛奶中含較多的磷，可與鐵結合生成難溶于水的絡合物，導致鐵的利用率低[59]。

4 成本分析

一般奶牛精飼料的豆粕占比為24%，精粗比為6∶4，不同產奶期有所不同，每天產奶19.8 kg/頭，一般每產1.0 kg奶需供給精飼料0.45～0.50 kg，精飼料的蛋白含量為18%[60]。每kg奶約需要0.12 kg豆粕。智研咨詢發布的《2021—2027年中國牛奶行業市場現狀調查及發展戰略研究報告》統計2020年中國牛奶產量為3 440.0 萬t，共需要豆粕412.8 萬t，共轉化乳蛋白約122.1 萬t，蛋白轉化率約為38.2%，生產牛奶造成了巨大的蛋白質浪費，而生產相同量的大豆蛋白只需要大豆約305.0 萬t，占我國年產大豆量的16%左右。按每hm²土地可以生產的蛋白質計算，1 hm²土地可生產大豆蛋白383.28 kg，而牛奶只能生產40.80 kg[18]，生產大豆蛋白使用的土地是生產牛奶蛋白的1/10左右。大豆的全國平均單位面積總成本為7 295.1 元/hm²，每hm²產大豆1 887.46 kg，平均3.86 元/kg[61]，蛋白質的產出成本為11.0 元/kg。牛奶成本為3.89 元/kg[62]，蛋白質的產出成本為109.6 元/kg。蛋白質是大豆和牛奶中最為重要的營養物質，而大豆的蛋白質的產出成本幾乎是牛奶產出成本的1/10。

5 討論與展望

大豆和牛奶的營養要素都很豐富，特別是蛋白質和脂肪，兩者是中國膳食指南中同層次的膳食營養來源。大豆蛋白質的氨基酸組成較均衡，根據研究，推薦每天攝入25 g大豆蛋白計算，應攝入至少65 g以上大豆，而我國的膳食指南建議攝入25～30 g，明顯不足。牛乳的獲得需要轉化各種植物蛋白包括大豆蛋白，蛋白轉化率低，蛋白轉化成本和占用土地面積是大豆的近10倍，同時產生溫室氣體，破壞環境。基于營養、保健、安全、環保、成本等多方面的綜合考慮，未來提高大豆及其制品在我國居民膳食中的比重，合理控制牛奶及其制品的比重，提高資源利用率，提高人民的健康水平，保護環境將成為社會發展的必然。

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（責編：何 艷）