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營養教育專欄-大豆分離蛋白的小秘密

2021-07-06

 

大豆分離蛋白的小秘密
 
作者:黃啟彰 博士/特聘教授
現職:國立體育大學/運動科學研究所
 
    許多人都說每天要吃魚吃肉才能營養足夠,尤其運動過後要讓肌肉增加聽說一定要吃足夠的蛋白質,但現在吃素的人越來越多,難道吃素就真的就會營養不足,沒辦法增加肌肉量嗎?市面上有很多號稱可以取代魚、肉的大豆分離蛋白又是什麼?
想要了解大豆分離蛋白(Isolated soy protein, ISP),就必須先知道大豆蛋白:是什麼有哪些種類其生理活性為何?
最後再為大家介紹運動營養實驗室近年來,透過運動訓練合併補充ISP,對於產後婦女、更年期以及臨床合作機構在慢性中風患者身上,看到健康促進與功能提升的實證成效。
 
一、大豆蛋白是什麼:
大豆蛋白為大豆中所提取的蛋白質屬於植物性蛋白質的一種。其中約含有36%蛋白質,其蛋白質由豆粕中提取,屬於一種完全蛋白質。大豆蛋白提供了所有種類的必需胺基酸,是一種常見的肉類替代品,對於一般素食者和純素食者而言,是一個很好的蛋白質來源。大豆蛋白含極少的飽和脂肪,是血脂異常者蛋白質的優質來源,也相當適合需要控制乳製品與膽固醇攝取的民眾。
而其中大豆分離蛋白(Isolated soy protein, ISP)蛋白質含量達 90%,他是一種少數可以替代動物性蛋白的植物性蛋白質,經高科技萃取後保留高純度的蛋白質,胺基酸種類約有近20種,能夠維持人體正常功能,其中有9種為人體無法自行合成的必需胺基酸,因此如果日常飲食無法攝取足夠的胺基酸,進而可能影響健康與生理機能。大豆分離蛋白具高營養價值,具有水溶性,可應用在各種產品中,但售價較為昂貴 (Messina et al., 2018)
 
二、大豆蛋白的生理活性:
大豆蛋白的好處在於它屬於植物性蛋白,當純素食者的族群們無法選擇動物性蛋白來源的食物、牛奶或乳清時,非常推薦大豆蛋白作為食用的優質蛋白質來源。除此之外,有實證研究證實,長期補充大豆蛋白具有降低人體總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇濃度,進而改善心血管疾病(Ruscica et al., 2018)
大豆含有豐富優質的植物性蛋白、大豆異黃酮、卵磷脂與膳食纖維等,對於現代飲食的好處與重要性值得重視。當然飲食中仍需均衡其他營養素,像維生素與礦物質也是相當重要的。
 
三、大豆分離蛋白的最新研究先知:
肌少症(Sarcopenia)近年來常見的議題,也是老年族群常見的問題,常造成生活失能以及後續醫療照護上的長期負擔;而骨質疏鬆症(Osteoporosis)則是常見於更年期後的高齡女性,會導致後續跌倒骨折失能的風險。由於肌少症骨質疏鬆症這兩者的致病機轉相似,且臨床上有互相交互作用的表現,故合併後則為
骨鬆型肌少症(Osteosarcopenia)。因此如何有效的預防或介入骨鬆型肌少症對於高齡銀髮健康促進是相當重要的議題。大豆分離蛋白(Isolated Soy Protein)富含支鏈胺基酸(BCAA),並證實具有增加肌肉蛋白合成的作用,而且對運動表現、改善體組成或供應能量都有正面效果。而阻力運動訓練發現能減少脂肪量,增加肌肉量以及改善骨質。所以,我們運動營養實驗室透過雙側卵巢移除(OVX)動物模式模擬更年期後婦女骨鬆型肌少症。實驗結果證實,阻力運動訓練(採漸增重量負荷運動訓練模式,每週5天、每天1次,持續6)後,立即補充大豆分離蛋白(相當於人體1次補充20ISP),有助於提升OVX母鼠骨質硬度與增加肌肉量之效果(Lin et al., 2018)
 
懷孕期間由於飲食與行為改變,導致體重過度增加,造成生產後脂肪囤積的現象,在恢復期時體重卻停滯而無法回到懷孕前,甚至面臨長期過度肥胖之風險。婦女在懷孕期間體重持續上升至過度肥胖者,其在生產後之體重線性增加趨勢相較於一般孕婦來的高,有更高的風險日後成為重度肥胖者,故體重控制是特別重要的。關於生活方式的改變,在懷孕及生產後這段期間,適當的運動訓練介入與飲食控制對於健康的維持有相當的幫助,配合適當的飲食及運動訓練也有助於改善血糖的調控進而維持良好的體重控制,同時也能降低罹患肥胖及相關代謝疾病之風險,包括心血管疾病及第二型糖尿病等。所以,我們運動營養實驗室透過產後母鼠模式,探討補充ISP合併肌力訓練對產後母鼠優化體組成與運動表現之影響。實驗結果證實,
阻力運動訓練(採漸增重量負荷運動訓練模式,每週5天、每天1次,持續6)後,立即補充大豆分離蛋白(相當於人體1次補充40ISP),是有助於產後母鼠降體重、減少體脂肪與提升運動表現之效果(Wei et al., 2019;黃啟彰等人,2019)
 
國內林硯農醫師團隊(臺北醫學大學傷害防治學研究所副教授兼萬芳醫院復健醫學部主任)也在臨床營養權威雜誌Clinical Nutrition發表一項人體試驗報告,該研究主要是探討應用蛋白質補充劑ISP
慢性中風患者之復健訓練是否具有提升患者功能表現的效果(Cheng et al., 2020)。此一研究為同領域的先驅試驗,第1個研究ISP補充是否能增進中風患者的體能表現,本研究採隨機對照分組試驗,對於可以獨自行走的慢性中風患者,隨機分組至ISP補充之實驗組及等熱量補充之對照組,2組皆給每週3次,每次40分鐘的有氧腳踏車訓練。實驗組在運動時給予ISP補充(1份含有23.2克蛋白質),對照組給予等熱量安慰劑補充,週後結果顯示,補充ISP實驗組的受試者在心肺適能、質量、各種運動表現方面都有優於對照組的趨勢。然而,作者自己認為因收案人數較少,仍需大規模的臨床研究來證實蛋白質補充劑對於慢性中風患者的益處(Cheng et al., 2020)
 
 
 
參考文獻:
黃啟彰、徐藝洳、霍華明、溫雅停、魏立(2019)一種大豆分離蛋白用於製備產後婦女運動訓練時提高運動表現、增強身體組成及降低疲勞之食品或藥物的用途。中華民國專利。中華民國專利 I 667961號。(專利權期間:自2019年8月11日至2038年1月14日止)
Cheng YH, Wei L, Chan WP, Hsu CY, Huang SW, Wang H, Lin YN (2020) Effects of protein supplementation on aerobic training-induced gains in cardiopulmonary fitness, muscle mass, and functional performance in chronic stroke: A randomized controlled pilot study. Clinical Nutrition. 39(9): 2743-2750.
Lin CL, Lee MC, Hsu YJ, Huang WC, Huang CC, Huang SW (2018) Isolated Soy Protein Supplementation and Exercise Improve Fatigue-Related Biomarker Levels and Bone Strength in Ovariectomized Mice. Nutrients. 10(11): 1792.
Messina M, Lynch H, Dickinson JM, Reed KE (2018) No Difference Between the Effects of Supplementing With Soy Protein Versus Animal Protein on Gains in Muscle Mass and Strength in Response to Resistance Exercise. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. 28(6):674-685.
Pietsch VL, Bühler JM, Karbstein HP, Emin MA (2019) High moisture extrusion of soy protein concentrate: Influence of thermomechanical treatment on protein-protein interactions and rheological properties. Journal of Food Engineering. 251: 11-18.
Ruscica M, Pavanello C, Gandini S, Gomaraschi M, Vitali C, Macchi C, Morlotti B, Aiello G, Bosisio R, Calabresi L, Arnoldi A, Sirtori CR, Magni P (2018) Effect of soy on metabolic syndrome and cardiovascular risk factors: a randomized controlled trial. European Journal of Nutrition. 57(2): 499-511.
Sukalingam K, Ganesan K, Das S, Thent ZC (2015) An insight into the harmful effects of soy protein: A review. La Clinica Terapeutica. 166(3): 131-139.
Vincent A, Fitzpatrick LA (2000) Soy isoflavones: are they useful in menopause? Mayo Clinic Proceedings. 75(11): 1174-1184.
Wei L, Wen YT, Lee MC, Ho HM, Huang CC, Hsu YJ (2019) Effects of isolated soy protein and strength exercise training on exercise performance and biochemical profile in postpartum mice. Metabolism-Clinical and Experimental. 94: 18-27.