苯*酮丙**尿症 (PKU) 或称苯丙氨酸羟化酶缺乏症是一种常染色体隐性遗传疾病，全球发病率约1/15000，随民族和地区而不同，中国地区发病率约为 1/11000，约有 12 万患者，在治群体约有 2 万人。这是一种用饮食就能治疗控制的罕见病。
苯*酮丙**尿症患儿通常被称为“不食人间烟火”的孩子，他们是由于体内苯丙氨酸羟化酶缺乏或活性降低，导致苯丙氨酸不能通过正常代谢途径转化为酪氨酸和其他代谢产物，从而旁路代谢途径增强，生成苯*酮丙**酸、苯乙酸和苯乳酸，并从尿中大量排出，产生苯*酮丙**尿的代谢疾病。新生儿期给予低苯丙氨酸饮食，可避免患儿的智力损害，如未得到及时治疗，则导致患者在出生 3 个月后表现出智力、运动发育落后，毛发由黑变黄，皮肤白，全身和尿液有特殊的鼠臭味(由苯乳酸引起) ；随着年龄增长，约 2/3 的年长儿患有轻微神经系统体征，严重者可有脑性瘫痪，给患儿和家庭造成极大的痛苦和不幸。
目前，针对该病的治疗方法主要有食疗法、基因治疗等，基因疗法是运用基因重组的方法制备口服制剂等供患者食用，由于基因突变种类较多，该方法具有一定的局限性、安全性，导致其不能广泛应用；食疗法通过限制饮食中苯丙氨酸含量而被公认为最安全、有效的方法，现用于婴儿的特医食品多采用多种营养素复配而成的蛋*粉白**，国内外均有厂商生产针对苯*酮丙**尿症患者的特膳食品。
低苯丙氨酸特医食品的研发是解决苯*酮丙**尿症患者食疗过程中遇到问题的重要途径。本文就蛋白原料的筛选、蛋白中苯丙氨酸的游离、苯丙氨酸的吸附、特膳食品的制备等方面进行综述，旨在为低苯丙氨酸特膳食品的制备提供参考。
1、低苯丙氨酸蛋白的制备
目前，低苯丙氨酸蛋白制备技术是利用酶解的方法将蛋白中苯丙氨酸充分游离，随后运用吸附或超滤的手段将游离苯丙氨酸脱除的过程。该技术主要包括蛋白原料的筛选、苯丙氨酸的游离、苯丙氨酸的脱除等关键环节。
低苯丙氨酸蛋白制备现主要有酶解与吸附结合、酶解与超滤结合两种，酶解与超滤结合的方法，首先用糜蛋白酶和羧肽酶-A 酶解乳清蛋白，其中苯丙氨酸含量 4%，酶解后水解物经截流量为 10KD 的滤膜进行超滤，苯丙氨酸含量降至 0.19%；可以看出，采用酶解与超滤结合的方法可以将苯丙氨酸有效脱除，但低于 10KD 的物质多为小分子肽、氨基酸等活性物质，这造成了营养浪费，在实际生产中不宜推广。
酶解与吸附结合的方法，一种经纯化的粗制微生物蛋白酶作用于酪蛋白，蛋白水解物通过选择性吸附，其苯丙氨酸含量由 4.8%降至 0.5%；Lopes等以大米作为原料，胰蛋白酶 A、胰蛋白酶 B 作为酶制剂进行酶解，蛋白含量由 19.63%提高至77.92%，活性炭吸附后，苯丙氨酸量降至 0.36%。由此可见，采用超滤脱除苯丙氨酸的方法高于吸附脱除，但在低苯丙氨酸蛋白的制备中，应尽可能多的保留天然蛋白中的营养素。采用酶解与吸附结合的方法可较大程度的保留天然蛋白中的营养物质，且工业生产中易于实现。
因此，制备低苯丙氨酸蛋白的技术中，酶解与吸附结合最具前景，虽然国内外已有部分针对如何有效去除苯丙氨酸的研究，低苯丙氨酸蛋白制备技术仍需要重大突破。其中蛋白的筛选、苯丙氨酸的游离、苯丙氨酸的吸附是该技术的关键。
2、蛋白原料的筛选
蛋白质的营养组成与人体需要密切相关，选用合适的蛋白可制备高品质的低苯丙氨酸蛋白。制备低苯丙氨酸的原料主要有动物蛋白与植物蛋白。下文就动物蛋白、植物蛋白的营养构成、功能性质进行分析。
2.1动物蛋白
目前，低苯丙氨酸蛋白制备研究中多采用酪蛋白、乳清蛋白等。酪蛋白既是氨基酸的来源，也是钙和磷的来源，在胃中形成凝乳以便消化，采用荧光法测定原料中（酪蛋白）苯丙氨酸的含量为 3.9%。乳清蛋白被称为蛋白之王，具有营养价值高、易消化吸收、含有多种活性成分等特点，是公认的人体优质蛋白质补充剂，其中乳清蛋白中蛋白含量高达 80%，其苯丙氨酸含量达到 4-6%。
酪蛋白、乳清蛋白都是婴幼儿产品的很好的原料，从营养上讲，乳清蛋白毫无疑问是适于开发婴幼儿产品的优质蛋白，但动物蛋白成本高、会造成部分儿童的过敏，因此在开发利用是常常受到限制。
2.2植 物 蛋 白
植物蛋白主要包括花生蛋白、大豆蛋白、菜籽蛋白、棉籽蛋白、大米蛋白、小米蛋白、玉米蛋白、小麦蛋白、核桃蛋白等，蛋白质的营养价值是以其所含的氨基酸组成是否合理、完全来衡量的。
采用大豆蛋白、玉米蛋白为原料，其中大豆蛋白含量约为 55%，苯丙氨酸含量 4-6%，大豆蛋白是植物蛋白中的佼佼者，但大豆蛋白中含有过敏原，且有豆腥味，不适合做开发低苯丙氨酸产品的原料；
玉米蛋白含量约为 40%，苯丙氨酸含量为 5%，但其组成复杂，口感粗糙，水溶性低，食品功能特性较差，限制其在食品工业中应用。
将大米直接酶解去除其苯丙氨酸，但直接用大米做原料，首先要先提取植物蛋白，这在一定程度上降低了生产效率。
由此可见，尽管有部分研究，但从蛋白性质上可见，开发植物蛋白制备低苯丙氨酸蛋白有广阔的前景。
就氨基酸组成而言小米蛋白、杏仁蛋白不含色氨酸，故其营养价值受到影响，而大米蛋白、大豆蛋白等氨基酸组成较合理，对人体所需的 8 种必需氨基酸均有较好的组成。
就苯丙氨酸含量而言：通过比较，不同来源的植物蛋白中苯丙氨酸含量一般在 3.6%-5.6%之间，且荞麦蛋白中苯丙氨酸相对较少，但其谷氨酸和脯氨酸含量较低，荞麦与其他谷类粮食有很好的互补性，但荞麦蛋白是一种抗消化蛋白，不适合做婴儿产品的基料；
而小麦蛋白与大米蛋白苯丙氨酸含量相差较小，但小麦蛋白消化性较差，因此从苯丙氨酸含量而言大米蛋白作为原料是较好的选择。
就过敏性而言：花生蛋白、大豆蛋白、小米蛋白等均具有常见过敏原，大米蛋白具有低过敏性，适合作为婴幼儿食品的基料。
从上述分析可以看出：多数植物蛋白中存在着消化差、有过敏原、氨基酸缺乏等问题，而大米蛋白具有过敏性低、生物效价高、消化率高的优点且苯丙氨酸含量适中，因此可以作为制备低苯丙氨酸蛋白的原料。
动物蛋白中蛋白质的种类和结构更加接近人体的蛋白结构和数量，氨基酸种类齐全，营养价值高；但动物蛋白同时包含大量的饱和脂肪及大量的胆固醇，多吃容易导致冠心病、高血压等，对健康有长期危害。但目前研究所用的原料仍多为动物蛋白，对植物蛋白的开发利用较少，可加强植物蛋白的综合利用的探究；大米蛋白是一种公认的优质蛋白，符合 WHO/FAO 推荐的理想模式，但由于其溶解性差，常用作饲料，造成了优质蛋白的资源浪费；因而，大米蛋白作为制备低苯丙氨酸蛋白的原料具有一定的优势。
3、苯丙氨酸的游离
酶解是采用具有特异性酶切位点的酶制剂在其最佳酶解条件下将苯丙氨酸从蛋白结构中解离出的过程，充分游离苯丙氨酸是低苯丙氨酸蛋白制备技术至关重要的一环。下面将现有研究中所选用酶种类及酶解条件进行详述。
3.1 酶 种 类
选用的酶制剂有胃蛋白酶、链霉蛋白酶、糜蛋白酶、羧肽酶-A、胰蛋白酶等动物酶，也有木瓜蛋白酶、风味蛋白酶等植物蛋白酶，也包括从 A. oryzae、Bacillus subtilis、Aspergillus sojae、Bacillus stearothermophilus 等中提取的生物蛋白酶。
对木瓜蛋白酶、胰蛋白酶等 6 种蛋白酶进行筛选，筛选所得最佳效果酶即是活性最大的酶（木瓜蛋白酶），不同的酶均在其最适条件作用时，使用木瓜蛋白酶的效果最好，苯丙氨酸的脱除率约为 80%。
可以直观的看出，根据酶的性质，对目标蛋白特异性剪切可提高酶的利用率，对苯丙氨酸的游离有很大帮助。现有提取新型生物蛋白酶效果较差，不能将苯丙氨酸充分游离；特异性强的蛋白酶酶解效率高于新型生物蛋白酶但仍不能将苯丙氨酸降至我国国标要求（配方食品中应限制的苯丙氨酸含量≤1.5mg/g 蛋白质等同物(GB29922-2013)），且存在着成本高的问题。
3.2酶 解 条 件
由于蛋白酶不同的结构特征、分子构成，它们的性质在酶解过程中受反应温度、p H、离子强度、时间等影响，选择适宜的酶解条件是苯丙氨酸游离的一个重要因素。
由于低苯丙氨酸蛋白的制备中离子强度、温度、p H 等影响苯丙氨酸的游离效果，研究中应选择合适的酶解参数，有效缩短酶解时间、提高酶解效率、简化流程；将苯丙氨酸从蛋白中充分游离，为下一步苯丙氨酸的吸附奠定基础。
4、苯丙氨酸的吸附
苯丙氨酸的吸附是将酶解暴露出的游离苯丙氨酸经吸附剂从体系中吸附，以达到脱除体系中苯丙氨酸的目的。苯丙氨酸的吸附包括吸附剂的选择与吸附条件的确立。
4.1吸 附 剂
吸附剂是能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。吸附剂一般有以下特点：大的比表面、适宜的孔结构及表面结构，对吸附质有强烈的吸附能力，一般不与吸附质和介质发生化学反应，制造方便，容易再生等。按化学成分可分为碳质和氧化物吸附剂，按表面极性分类可分为极性和非极性吸附剂等。
目前，吸附过程应选用专一性较强的吸附剂，如疏水性、非极性吸附剂；此类吸附剂可有效吸附体系中游离苯丙氨酸；目前吸附剂主要有大孔吸附树脂和活性炭等。
将酶解后的蛋白水解液经活性炭吸附，经冻干测定苯丙氨酸去除率高达 94.1%，终产物的苯丙氨酸含量为 82.5 mg/kg；以大孔吸附树脂作为吸附剂，该吸附剂为非极性吸附树脂，可吸附如苯丙氨酸、脯氨酸、甘氨酸等疏水性氨基酸，对苯丙氨酸去除效果较好，吸附后苯丙氨酸含量低至 0.3%-0.5%；利用对玉米穗进行热化学处理，经改性后作为吸附剂吸附苯丙氨酸，最大吸收量为109mg/g；较活性炭、炭气凝胶等吸附剂，其吸附效果较好。
农业残渣作为吸附剂前体物质的可行性，将咖啡滤饼残渣用亚磷酸盐处理并在 350℃下活化，可将该吸附剂活性达到最高；且吸附效果与体系 p H 有关。
采用了球形炭气凝胶作为吸附剂，该吸附剂是由苯酚、三聚氰胺和甲醛乳化聚合溶胶-凝胶法合成，孔径大小可以通过催化剂的不同来调节，颗粒大小可以通过搅拌速率来调节；其最大吸收量为 66.1mg/g。
目前，工业上常用吸附剂为大孔吸附树脂与活性炭，而球形炭气凝胶里含有三聚氰胺、甲醛等有害物质，不适合用于生产食品，经活化的咖啡豆与玉米穗未得到充分开发，在工业效能上仍有一定的发展空间；应大力发展多种特异性吸附剂，常用的活性炭、大孔吸附树脂在效率上仍有待进一步提高。
4.2吸 附 条 件
由于不同吸附剂的结构特征，吸附条件受孔径大小、颗粒大小、洗脱速度、洗脱温度、体系p H等条件的影响。
以活性炭为吸附剂，蛋白与活性炭的比例为 1:88，三种活性炭同时使用按照孔径的大小从上至下一次排列于 20ml 的层析柱中，此过程活性炭的总用量为 2.01g；
在不同的实例中探究了不同洗脱速度、体系 p H 等对大孔吸附树脂吸附效果的影响，探究了 p H 由 2-10，流速0.1-1.3m/h，温度 5-65℃范围内苯丙氨酸的吸附能力，得出在室温下 p H 偏碱性的流速下吸附能力较好的结论。但目前欠缺不同吸附条件对苯丙氨酸吸附条件的系统研究。应在吸附剂的开发的同时也研究不同条件对吸附效果的影响，以期对苯丙氨酸高效脱除。从上述研究中可以看出：不同原料、不同蛋白酶等对结果影响较大，但目前的方法使苯丙氨酸含量参差不齐，因而我们应着重研究以天然蛋白质为原料，对苯丙氨酸的游离与吸附。
5、特医食品的开发
湿法制备与干法制备是实际生产中两种常见方法，两者皆有裨益，其中湿法制备在低苯丙氨酸特医食品开发中使用较多。
湿法制备是指物料以液体形式进行混合后通过干燥的方式制成品。目前国内外专利已有关于该方法的研究：
Masson 等针对苯*酮丙**尿症患者的营养配方，该配方为蛋白质来源，是酪蛋白糖巨肽和除苯丙氨酸外必需氨基酸的混合物通过湿法混合制备而成，为苯*酮丙**尿症患者提供均衡的氨基酸，其作为蛋白补充剂使用；
吴乐斌等由固体葡萄糖浆 45-55 份、氨基酸 10-15 份、脂肪酸 20-25 份、核苷酸 0.01-0.05份、鱼油 0.05-0.2 份、膳食纤维 3-25 份、复合维生素 0.05-0.75 份、复合矿物质 0.1-0.8份和乳化剂 0.05-0.2 份组成，通过物料的湿法制备工艺制得针对苯*酮丙**尿症患者的配方粉。研究表明湿法制备会降低总体氨基酸的含量，破坏营养构成。
干法制备是指粉体在干态下或干燥后在设备中进行分散，同时按照一定比例进行梯度混匀的过程。
方松等探究了微波辅助干法制备羧甲基淀粉及其性能的研究；陈福泉等探究了非晶颗粒态玉米淀粉半干法制备及机理。但现尚未有采用干法制备低苯丙氨酸蛋*粉白**的研究，并且现对低苯丙氨酸蛋白产品制备尚未有湿法制备与干法制备两种方法的对比探究。
通过上述研究可以看出，低苯丙氨酸特膳食品研发工艺尚有一定的上升空间，应完善两种制备工艺方面的研究；系统的比较两种工艺的优缺点，以指导低苯丙氨酸特医食品的制备。
6、存在的问题与展望
综上所述，制备低苯丙氨酸特医食品是至关重要的，苯丙氨酸的游离与脱除是制备过程的关键环节，但目前研究中仍存在以下问题：
6.1存 在 的 问 题
蛋白种类的开发有一定局限性；
现用于低苯丙氨酸蛋白制备的原料大多为动物蛋白，缺少对植物蛋白的开发利用；
目前酶种类单一，特异性酶制剂有待进一步开发，酶解效率低，工艺繁琐，多存在脱盐处理；
专一性强的吸附剂种类少，吸附剂活化处理复杂，吸附效率低，经活化的咖啡豆与玉米穗等吸附剂未得到充分开发，工业效能低；
由于市场上低苯丙氨酸产品口感较差，，价格昂贵，从而对 PKU 治疗依从性并不高，且特膳食品种类少，加工品质亟待改善。
6.2 展 望
针对目前制备低苯丙氨酸特膳食品中存在的问题，今后的研究重点应侧重于以下几方面：
利用天然蛋白质进行苯丙氨酸脱除，有效利用天然蛋白质中的营养物质，提高植物蛋白的利用率，可大力开发以大米蛋白为原料制备低苯丙氨酸蛋白；
加强对酶解的研究，针对不同原料的作用位点，筛选特异性强的蛋白酶，进一步优化现有工艺，提高酶解效率；
加强吸附剂的筛选、吸附条件的研究，选择专一性的吸附剂，以保留较多天然活性物质，同时强化吸附条件的研究，提高吸附效率；
研究不同配方制备过程中营养物质的变化，并解决产品口感问题；应用现有加工方法开发特膳食品，改善其加工品质，增加产品的多样性，以低苯丙氨酸蛋白为基料研发多种产品，满足患者对食品口感、风味多方面的需要。
因此，制备低苯丙氨酸特膳食品研究具有十分重要的现实意义，建立高效制备低苯丙氨酸蛋白的技术、研发广泛用于生产的低苯丙氨酸蛋白、开发满足苯*酮丙**尿症患者需求的特医食品，使苯*酮丙**尿症患者真正感受到科技改变生活和生命。