四个欧洲国家中蛋白质比例的变化：利用植物蛋白和新型蛋白进行饮食替代建模

《Future Foods》：Shifting Protein Ratios in Four European Countries: Dietary Substitution Modelling with Plant and Novel Proteins

　　梅雷尔·C·达斯（Merel C. Daas）|彼得·范特维尔（Pieter van ’t Veer）|耶莱娜·米莱舍维奇（Jelena Mile?evi?）|塞西尔·M·辛格-波维尔（Cécile M. Singh-Povel）|詹妮·拉皮（Jenni Lappi）|马蒂尔德·米兰娜（Matilde Milana）|桑德·比斯布鲁克（Sander Biesbroek）
瓦赫宁根大学与研究中心人类营养与健康系，荷兰瓦赫宁根6700 AA

**摘要**
将饮食转向更多植物性和新型蛋白质来源对于实现环境目标至关重要，但可能会带来营养方面的挑战。本研究评估了通过用基于替代蛋白质的类似物（包括植物、蟋蟀、微藻和微生物菌体）替代肉类和乳制品来改变饮食中蛋白质比例的营养和环境影响，在四个不同的欧洲饮食背景下进行了分析。利用来自芬兰、德国、意大利和塞尔维亚的具有全国代表性的饮食数据，应用线性规划模型来模拟保持原有餐食结构的1:1替代情况。饮食被优化至蛋白质比例为50:50和30:70（动物性：植物性/新型蛋白质），同时尽量减少产品替代的数量。分别需要每天0.0-0.5次和0.5-3.0次的替代才能达到目标，从而平均减少3-29%的温室气体排放和19-50%的土地使用。模型中的平均可利用蛋白质摄入量超过了需求，但在仅依赖植物性类似物的30:70情景下，这一比例降至膳食参考值的93%以上。营养素摄入的变化显示了既有益处（纤维、单不饱和脂肪酸、维生素E、铁和镁的增加）也有不利影响（维生素A、B2、B6、B12和D、钙、碘、钾、硒和锌的减少），其中一些不足可以通过强化措施得到缓解。这些发现表明，通过适度且现实的替代物来改变饮食中的蛋白质比例可以带来显著的环境效益。然而，主要由动物产品提供的营养素潜在不足问题需要通过制定类似物的强化和重新配方策略来解决。

**引言**
全球食品系统的重大变革对于养活不断增长的世界人口同时减缓环境退化至关重要（FAO等，2018；IPCC，2023）。在食品安全、高收入国家，将饮食中的蛋白质消费从主要以动物性来源转向更多植物性和新型来源（通常称为蛋白质转型）有助于实现健康和环境目标（Poore和Nemecek，2018；Willett等，2019）。这种转变已经显现出来，越来越多的人自认为是弹性素食者（Dagevos，2021），大规模的活动如“无肉星期一”和“纯素一月”也越来越受欢迎（Grassian，2020；Semba等，2024）。食品行业对此做出了回应，推出了更多模仿动物产品口感、外观和功能的肉类和乳制品类似物（Bohrer，2019；Pingali等，2023）。近年来，这些类似物的市场迅速扩张，许多西方国家的消费者需求、产品可用性和销售额都在增加（Good Food Institute，2024）。通过提供动物产品的替代品，这些类似物提供了一种无需大幅改变消费者饮食习惯即可调整饮食中蛋白质比例的实际方法（Sch?sler等，2012）。尽管类似物的可用性不断增加，但其消费量仍然较低，通常只是补充而非替代传统的肉类和乳制品，导致总体动物蛋白摄入量仍然很高（Daas等，2025）。

同时，人们对肉类和乳制品类似物的营养质量和健康影响也提出了担忧（Hu等，2019）。这些产品使用各种成分和加工技术制造，常被归类为超加工食品（de las Heras-Delgado等，2023）。总体而言，植物性肉类类似物的能量、蛋白质和（饱和）脂肪含量低于相应的动物产品，而碳水化合物、糖和钠的含量较高（Lindberg等，2024）。这些食物提供的蛋白质质量也可能较低，因为植物蛋白通常具有不完整的氨基酸谱且消化率低于动物蛋白——尽管这种差异的程度取决于具体的植物蛋白形式（例如全食物、浓缩物、分离物等）（Mariotti，2017）。此外，植物性食物天然缺乏某些动物产品中的微量营养素（例如维生素B12），或者含有生物利用度较低的微量营养素（例如铁和锌）（Beal等，2023）。因此，如果不适当补充替代品，大幅减少动物性食品的消费可能会导致某些人群的营养素缺乏（Beal等，2023；Phillips等，2015）。

为了解决这些营养问题，人们越来越关注探索传统植物蛋白之外的替代蛋白质来源（Cavallo和Califano，2024）。目前市场上大多数肉类和乳制品类似物依赖于有限的植物蛋白成分，主要是大豆、小麦、豌豆和燕麦（Bohrer，2019；Lindberg等，2024）。新兴的新型蛋白质来源，如昆虫、微藻和微生物菌体，具有结合良好营养价值和环境效益的潜力（Parodi等，2018）。例如，昆虫是高质量蛋白质的来源，微藻富含欧米伽-3脂肪酸（Jafarzadeh等，2024）。此外，这些新型蛋白质被认为比动物产品和某些植物性替代品具有更低的环境影响，尽管关于其环境足迹的全面数据仍然有限（Green等，2022；Parodi等，2018）。因此，扩大类似物中的蛋白质来源范围可以在不损害环境可持续性的前提下显著提高这些产品的营养价值。然而，基于不同蛋白质成分的类似物的营养和环境影响仍知之甚少。虽然已有几项饮食建模研究探讨了用植物性类似物替代肉类和乳制品（Lindberg等，2024；Nájera Espinosa等，2025），但这些研究仅关注了传统植物蛋白。此外，对于这些替代如何影响蛋白质质量和整体饮食营养充足性，特别是在文化背景不同的饮食环境中，研究还很有限。为了解决这些空白，本研究旨在评估通过用植物性（如杏仁、腰果、鹰嘴豆、椰子、榛子、扁豆、燕麦和土豆）和新型（如蟋蟀、微藻和微生物菌体）蛋白质来源的类似物替代常见肉类和乳制品对营养充足性、蛋白质充足性（经质量校正后）和环境可持续性的影响。我们应用线性规划模型，利用四个具有不同饮食模式的欧洲国家的全国食品消费数据，模拟了保持原有餐食结构的现实替代情况。此外，我们还评估了反映欧洲当前实践的肉类和乳制品类似物强化策略的营养影响。

**方法**
**研究人群和饮食数据**
为了捕捉欧洲各地饮食习惯的多样性，我们选择了四个来自不同欧洲地区的国家：芬兰（北部）、德国（西部）、意大利（南部）和塞尔维亚（东部）。选择这些国家是基于它们拥有高质量、最新的饮食数据以及相对较大的人口样本。成人饮食数据来自这些国家最新的全国食品消费调查，这些调查旨在招募具有广泛代表性的样本。数据来自欧洲食品安全局（EFSA）的全面欧洲食品消费数据库（EFSA，2022），即芬兰的FINDIET 2017（n=1773）（Kaartinen等，2020）；德国的NATIONAL NUTRITION SURVEY II 2007（n=13,926）（Heuer等，2015）；意大利的IV SCAI ADULT 2018-2020（n=1203）（Aida等，2022）；以及塞尔维亚的RS_ADULTS 2019-2020（n=2737）（Zekovic等，2022）。所有国家的数据都是通过连续两天的24小时饮食回顾收集的，并根据EFSA FoodEx2分类系统对食物进行分类（EFSA，2015）。EFSA授权我们出于研究目的使用这些数据。

提供了包括年龄、性别、教育水平、婚姻状况、体重和身高在内的人口统计和人体测量信息。年龄分为三组：18-34岁、35-49岁和50-64岁。教育水平分为低（无教育至初中教育）、中（高中至高等教育）和高（大学及以上教育）。体质指数（BMI）计算为体重除以身高平方（kg/m2），并根据世界卫生组织（WHO）的临界值分为体重过轻、正常体重、超重或肥胖（WHO，2010）。使用Goldberg方法（Goldberg等，1991）并经过Black（Black，2000）改进的方法识别能量摄入的误报情况，将参与者分类为低估报告者、正常报告者和高估报告者。

为了确保数据的一致性，研究仅限于18-64岁的成年人，排除了该年龄范围外的参与者（n=5878）。排除了哺乳期（n=58）或怀孕（n=212）的参与者。还排除了仅报告了一天的消费情况的参与者（n=141），以减少异常消费日的影响并反映更习惯性的摄入情况。不合理的能量摄入（n=338），定义为每个国家报告的能量摄入量的最低和最高1.25%，也被排除在外。最终的研究人群包括来自芬兰的1142名参与者、德国的10,071名参与者、意大利的700名参与者和塞尔维亚的1,119名参与者。由于并非所有国家都有调查抽样权重，因此分析基于未加权的样本进行；因此，最终的研究人群并不直接代表全国人口。

**营养成分和蛋白质消化率数据**
饮食数据通过FoodEx2分类系统与详细的营养成分信息关联起来。理想情况下，使用特定国家的食物成分数据库以确保准确性和相关性。对于芬兰和德国，基于现有的FoodEx2映射（Finnish Institute for Health and Welfare，2024；Sch?fer等，2024），建立了与它们各自食物成分数据库（Fineli版本2.0，芬兰健康与福利研究所，2024；BLS版本3.02，Max Rubner-Institut（MRI），2014）的直接链接。芬兰的66种剩余食物（占食物总数的2.3%，摄入量的0.8%）根据营养价值和/或成分组成进行了手动匹配。对于意大利和塞尔维亚，由于食物成分数据库缺乏FoodEx2编码或营养数据不足，使用了荷兰NEVO数据库（版本2021/7.1，RIVM，2021）作为替代。这一链接过程已在之前的出版物中描述（Daas等，2025）。由于数据库中缺乏氨基酸组成（BLS除外）和蛋白质消化率的信息，因此使用了瓦赫宁根大学与研究中心的氨基酸数据库（版本2.0）（Heerschop等，2023）。在适用的情况下，氨基酸值根据（特定国家的）食物成分数据库的蛋白质含量进行了标准化。

关于类似物中营养成分和（体内或体外）蛋白质消化率的信息主要来自欧盟资助的GIANT LEAPS项目（Caliskan等，2026，2025；Halm等，2025；Hernández Olivas等，2026）。表S1提供了用于确定这些早期出版物中未包含的营养值的方法。对于蛋白质含量的估算，对所有蛋白质成分应用了更保守的氮-蛋白质转换因子5.75（而不是标准的6.25），以更准确地反映这些植物性和新型来源的真实蛋白质含量（Mariotti等，2008）。对于项目中未包含的蛋白质来源，包括杏仁、腰果、椰子、榛子、豌豆、土豆、大豆和小麦麸质，我们从已建立的食物或饲料成分数据库中获取了信息，包括NEVO（版本2021/7.1，RIVM，2021）、BLS（版本3.02，Max Rubner-Institut（MRI），2014）、FoodData Central（版本12.1，USDA，2024）和CVB（版本2023，CVB，2023）。必要时，数据还补充了来自文献（FrieslandCampina Ingredients，2024；Guillin等，2022；Montowska等，2019；WHO，2007）或成分供应商的信息。对于某些蛋白质成分，无法获得完整的营养谱；这些差异在结果解释中得到了考虑。表S2提供了用于获取每种蛋白质成分的营养成分和蛋白质消化率值的数据来源的详细概述。这些估计值来自多种数据来源，采用了不同的方法论方法。为了最小化潜在的变异性，我们优先使用已建立的数据库，并在可能的情况下选择使用类似分析方法的来源。

**基于替代蛋白质的肉类和乳制品类似物**
开发了基于替代蛋白质的肉类和乳制品类似物的配方。这一过程分为三个步骤。首先，我们确定了每个国家消费最多的动物产品，以确定所需的类似物类型。分析主要集中在肉类和乳制品上，因为这些构成了欧洲饮食中最大的动物蛋白份额（Daas等，2025），这意味着鸡蛋、鱼类和动物脂肪没有被替代。为此，我们计算了每个食品类别（即加工肉类、反刍动物肉类、非反刍动物肉类、白肉、其他肉类、牛奶、酸奶、奶油和甜点以及奶酪）的平均消费量以及消费者数量。两种方法得出的结果一致。在与来自四个国家（JM、CMS、JL、MM）的研究人员合作下，最终选定了用于替代的动物产品（见表S2）。其次，我们使用了特定国家的消费者调查（Pronk等人，2025a，2025b）来确定替代品中首选的蛋白质来源。这些调查也是欧盟资助的GIANT LEAPS项目的一部分。消费者调查的详细方法在其他地方有描述（Pronk等人，2025a，2025b）。蛋白质来源的选择基于市场可用性、技术可行性和新颖性，包括植物性来源（如杏仁、腰果、椰子、蚕豆、亚麻籽、榛子、大麻、扁豆、燕麦、豌豆、土豆、藜麦、油菜籽、大米、大豆和葵花籽）和新型来源（如蟋蟀、培养牛肉和微藻）。偏好是根据感知味道来确定的（不包括感知健康和环境可持续性指标），因为味道和价格被认为是消费者行为的主要驱动因素（Glanz等人，1998）。由于素食者和纯素食者有不同的偏好，分析仅限于杂食者和弹性素食者群体（占样本的90-97%）。新型蛋白质来源，如蟋蟀、微藻和微生物质量，在任何国家都不受欢迎，但考虑到本研究的目的，它们被默认包括在内。最终选择了每个国家每个食品类别的蛋白质来源（见表S2）。第三，使用选定的动物产品和蛋白质来源，我们根据现实市场产品创建了肉类和乳制品替代品的配方。相关产品是通过Innova Market Insights的新产品数据库（Innova Market Insights，2024）确定的，该数据库列出了这四个国家目前市场上可获得的肉类和乳制品替代品。如果可能，选择的主要基于选定的蛋白质来源的产品。如果这些产品不可用，则根据食品加工的技术可行性，用豌豆、大豆或小麦基产品替换30-100%的主要蛋白质成分。该数据库提供了成分列表、主要成分（通常是蛋白质来源）的数量和产品的宏量营养素组成信息。这些信息与单个成分的营养成分数据结合使用，以得出最终配方。不贡献于产品营养价值的成分（如风味增强剂、乳化剂、防腐剂和稳定剂）或用于强化的成分（如维生素和矿物质）被排除在外。总共创建了47种肉类替代品和53种乳制品替代品，详细的配方见表S2。

为了评估不同蛋白质比例、蛋白质来源类型和强化策略的影响，我们模拟了多种饮食情景。在当前的欧洲饮食中，大约60-70%的膳食蛋白质来自动物来源（EFSA，2012；Halkj?r等人，2009）。为了反映潜在的饮食转变，我们考虑了两种蛋白质比例情景：一种是动物蛋白与植物/新型蛋白的50:50比例，代表短期目标；另一种是30:70的比例，代表长期目标。此外，还考察了两种基于蛋白质来源类型的情景：一种仅允许使用植物蛋白来源进行替代，另一种允许同时使用植物和新型蛋白来源进行替代。为了评估强化的作用，我们包括了强化和未强化的肉类和乳制品替代品情景。强化策略与欧洲市场的当前做法一致（Siegrist等人，2024）。具体来说，肉类替代品理论上被强化了维生素B12（0.75 μg/100g）、铁（4.2 mg/100g）和锌（3 mg/100g），乳制品替代品被强化了维生素B12（0.75 μg/100g）、维生素B2（0.42 mg/100g）、维生素D（1.5 μg/100g）和钙（240 mg/100g），相当于欧盟法规No 1169/2011（欧盟，2011）设定的每日推荐摄入量的30%。营养值仅调整到强化水平，以确保天然含量较高的产品不会被额外强化。线性规划被用来模拟观察到的饮食中肉类和乳制品与配方替代品的替代。目标是在最小化产品替代数量的同时，改变每个国家的平均膳食蛋白质比例。膳食数据被加载到模型中，包括两个消费日的所有报告食品项目。模型基于1:1的替代原则运行，意味着餐食中的全部动物产品（克）必须用替代品替换。替代品限于类似类型的产品，以保持现有的餐食结构并提高模拟饮食的可接受性。例如，香肠可以用扁豆基香肠替换，乳制品酸奶可以用燕麦基酸奶替换。观察到的饮食中的所有其他食品项目保持不变。为了强制改变膳食蛋白质比例，应用了人口层面的蛋白质约束，限制了饮食中动物蛋白的比例（即50%或30%的动物蛋白）。这一约束是在人口层面应用的，以反映改变平均膳食蛋白质比例的政策目标，而不是施加个体层面的目标。模型分别对男性和女性进行了运行，以考虑他们在份量和饮食模式上的差异。有关模型算法的更多详细信息，请参见补充文件2。

数据使用R（版本4.2.1）进行预处理和分析，线性规划在FICO Xpress IVE（版本1.26.00）中执行。OpenAI的ChatGPT（版本GPT-4）被用来协助生成编程代码。所有代码都由作者进行了审查和验证。

评估了观察到的和模拟的饮食对蛋白质充足性（经过质量校正）、营养充足性和质量以及环境可持续性的影响。

由于蛋白质摄入的充足性取决于所摄入蛋白质的数量和质量，我们使用了蛋白质充足性和质量评分（PAQS）来计算可用蛋白质摄入量（Heerschop等人，2025）。可用蛋白质摄入量可以定义为消化和吸收后符合身体需求的氨基酸。PAQS包括三个组成部分：（1）满足必需氨基酸（IAAs）的需求（即IAA参考谱）；（2）满足非必需氨基酸（DAAs）的需求（即每日蛋白质需求减去IAAs需求的总和）；（3）满足每日蛋白质需求。这种评估应在餐食层面进行，因为氨基酸只能在有限的时间内相互补充，尽管确切的时间范围尚不确定（Adhikari等人，2022）。鉴于任何多余的IAAs都可以在体内转化为DAAs，DAAs的需求（组成部分2）永远不会成为限制因素，因此从进一步计算中排除。通过将餐食中的粗蛋白摄入量乘以其加权蛋白质消化率（基于单个食品项目对餐食的蛋白质贡献），然后乘以吸收的IAAs相对于其参考谱的最小比例（上限为1），计算并汇总了每日可用蛋白质摄入量。吸收的IAAs是通过将氨基酸摄入量乘以蛋白质消化率来计算的。由于用于量化蛋白质和氨基酸的方法学方法不同，食品项目的总氨基酸含量并不总是与其总蛋白质含量一致。由于PAQS公式中这两种测量方法可以互换使用，因此需要标准化氨基酸值，使其总和与食品项目的总蛋白质含量相对应。IAA参考谱来自世界卫生组织（WHO，2007）。最后，使用与其他营养素相同的方法，将可用蛋白质摄入量与每日蛋白质需求进行比较，如“营养充足性和质量”部分所述。

评估了饮食中与欧洲人群相关的营养素的充足性，特别关注减少动物性食品消费时至关重要的营养素（见表S3）。每个参与者的每日营养摄入量是两个报告消费日的平均值，随后表示为其（如果适用）年龄和性别特定的膳食参考值（DRVs）的百分比。需要注意的是，这种方法没有完全考虑个体之间的日变化；因此，估计的营养摄入量可能无法准确反映习惯性摄入量。DRVs包括人群参考摄入量（PRIs）、充足摄入量（AIs）和参考摄入范围（RIs），主要来自EFSA（EFSA，2017）；当这些数据不可用时，补充了北欧营养建议中的数据（Blomhoff等人，2023）。EFSA没有提供上限（ULs），因此从世界卫生组织（WHO，2015，2012）和联合国粮食及农业组织（FAO，2010）获取。有关应用的DRVs的详细信息见表S3。

使用Nutrient Rich Diet（NRD）评分（R??s等人，2015；Van Kernebeek等人，2014）总结了和评估了饮食的营养质量，该评分衡量了有益健康的营养素（即合格营养素）与因过量摄入可能产生不良影响而被抑制的营养素（即不合格营养素）之间的平衡。NRD算法将这种平衡计算为合格营养素的百分比DRVs之和（上限为100%）减去不合格营养素的百分比DRVs之和。在本研究中，应用了NRD15.3变体，包括十五种合格营养素（蛋白质、纤维、单不饱和脂肪酸（MUFA）、维生素A、B12、B1、B2、C、D和E、叶酸、钙、铁、钾和锌）和三种不合格营养素（糖、饱和脂肪酸（SFA）和钠）。蛋白质摄入量作为可用蛋白质计入NRD评分中，考虑了其生物利用率。

使用SHARP-ID（Mertens等人，2019）评估了与饮食相关的环境影响，特别是温室气体（GHG）排放和土地使用。这个标准化的生命周期评估（LCA）数据库为945种FoodEx2编码的食品提供了与欧洲环境相关的环境影响估计，这些数据来自182种初级产品的生命周期清单（LCI）数据。我们使用Agri-footprint（Blonk Sustainability，2023，2022）、Ecoinvent（Wernet等人，2016）和文献（Francis等人，2025；J?rvi?等人，2021；Sadhu等人，2025）中的LCI数据扩展了初级产品列表，包括了数据库中原本未包含的替代蛋白质来源。LCI数据的获取方法与SHARP-ID相同（即功能单位、系统边界和分配方法），并结合了包装、运输和家庭准备的信息，并根据生产、可食用部分、烹饪损失和增益以及食物损失和浪费的转换因子进行了调整。替代蛋白质来源的应用因子与原始数据库中的因子一致，除了面粉、浓缩物和分离物的生产因子（如果可能的话，是专门为每种蛋白质来源获取的（Blonk Sustainability，2023，2022；Francis等人，2025；Heusala等人，2020；Ralet和Guéguen，2000；Sadhu等人，2025；Van Der Borght等人，2005）。配方肉类和乳制品替代品的影响是根据其单个成分的贡献计算的（见表S2）。请注意，在计算环境影响时没有考虑强化。对于SHARP-ID未直接覆盖的四个欧洲国家中消费的食品，我们进行了外推以扩展LCA数据，如前所述（Daas等人，2025）。最后，计算了每种饮食的每日GHG排放量（kg CO2-eq）和土地使用量（m2*year）。

研究国家的人群特征在性别分布上相当，52-56%为女性（表1）。年龄分布有所不同，平均年龄从塞尔维亚的41.1岁到芬兰的45.0岁不等。芬兰的BMI最高（27.1 kg/m2），其次是德国（26.1 kg/m2），意大利和塞尔维亚最低（25.2 kg/m2和25.1 kg/m2）。相应地，芬兰和德国的超重和肥胖率超过60%，而意大利（43%）和塞尔维亚（47%）的比率较低。各国在能量摄入量报告不足方面的情况存在差异，报告不足的比例最低的是德国（13%）和意大利（15%），而最高的是芬兰（20%）和塞尔维亚（24%）。表1显示了来自欧洲食品安全局（EFSA）综合欧洲食品消费数据库的国家膳食调查的四个欧洲国家研究人群的社会人口统计和人体测量特征（EFSA，2022年）。

特征 | 芬兰（n=1142） | 德国（n=10,071） | 意大利（n=700） | 塞尔维亚（n=1119）
------|------------|-------------|--------------|-------------------
性别 | 男性 | 554 | 48.5% | 446 | 44.3% | 336 | 48.0% | 550 | 49.2% |
| 女性 | 588 | 51.5% | 561 | 55.7% | 364 | 52.0% | 569 | 50.8% |
年龄（岁） | 45.0±13.0 | 43.1±12.6 | 42.4±12.3 | 41.1±13.3 |
年龄组 | 18-34岁 | 289 | 25.3% | 247 | 24.6% | 224 | 22.0% | 404 | 36.1% |
| 35-49岁 | 368 | 32.2% | 416 | 41.3% | 273 | 39.0% | 365 | 32.6% |
| 50-64岁 | 485 | 42.5% | 343 | 34.1% | 203 | 29.0% | 350 | 31.3% |
BMI（kg/m2） | 27.1±5.1 | 26.1±4.0 | 25.2±4.7 | 25.1±4.1 |
体重状况 | 2 | 低体重 | 80.7% | 93.0% | 18 | 2.6% | 26 | 2.3% |
| 正常体重 | 443 | 38.8% | 310 | 330.8% | 380 | 54.3% | 569 | 50.8% |
| 超重 | 421 | 36.9% | 563 | 55.9% | 209 | 29.9% | 396 | 35.4% |
| 肥胖 | 270 | 23.6% | 124 | 51.2% | 93 | 13.3% | 128 | 11.4% |

1. 报告不足的比例
- 德国：20.1%
- 意大利：13.1%
- 芬兰：20.0%
- 塞尔维亚：24.0%

2. BMI（身体质量指数）
- 芬兰：27.1±5.1
- 德国：26.1±4.0
- 意大利：25.2±4.7
- 塞尔维亚：25.1±4.1

3. 体重状况
- 低体重：80.7%
- 正常体重：443%
- 超重：421%
- 肥胖：270%

4. 能量摄入量报告不足/过度报告的情况
- 报告不足的比例：
- 德国：20.1%
- 意大利：13.1%
- 芬兰：20.0%
- 塞尔维亚：24.0%
- 报告过度的比例：
- 德国：0.0%
- 意大利：0.0%
- 芬兰：0.9%
- 塞尔维亚：0.4%

5. 膳食替代
- 各国观察到的和模型化的饮食中平均蛋白质比例见图1（表S4）：
- 芬兰、意大利和塞尔维亚：65-70%的蛋白质来自动物来源
- 德国：54%
- 饮食替代有效地将动物蛋白与植物蛋白的比例调整到目标水平（50%和30%）

6. 食品替代的数量
- 不同情景和国家的替代数量不同（图2和表S5）：
- 50:50情景：德国和塞尔维亚每天0.0次替代，芬兰每天0.5次（72-73克）
- 30:70情景：德国每天0.5次替代，芬兰每天最多3.0次（292-299克）

7. 蛋白质来源的选择
- 各国选择的蛋白质来源基本一致（图4和表S5）：
- 仅允许植物蛋白来源时：德国基于燕麦，其他国家基于土豆
- 允许植物和新型蛋白质来源时：模型化饮食中还包括微生物蛋白（2-31%）和蟋蟀蛋白（0-10%）

8. 蛋白质充足性
- 观察到的饮食中粗蛋白摄入量平均为1.00-1.16克/千克体重，超过推荐摄入量的20-40%
- 模型化饮食中可利用蛋白摄入量低于粗蛋白摄入量
- 允许新型蛋白质来源后，所有情景下的平均摄入量均高于推荐水平

9. 营养充足性和质量
- 多种营养素的摄入量在模型化饮食中有所增加
- 某些营养素的摄入量在某些情景下超过了推荐水平

10. 食品替代对特定类型食品的影响
- 肉类和乳制品的绝对消费量减少，但总消费量保持不变
- 芬兰和塞尔维亚的纤维、单不饱和脂肪酸、维生素E、铁和镁的摄入量增加在芬兰和德国，这些营养素的摄入量在30:70的情景下也观察到了较低的情况。接近推荐水平的营养素摄入量——包括饱和脂肪酸（SFA）、维生素A、B2、B6和B12、碘和锌——在某些情景下降到了推荐值以下。所有观察到的饮食中，SFA的摄入量都超过了上限（UL），在意大利和塞尔维亚的30:70情景中降至8.8-9.5 E%（88-95%）。维生素A的摄入量在芬兰和塞尔维亚最低（分别为863-885 μg RE/天，123-126%），在30:70情景中进一步降至627-682 μg RE/天（90-98%）。维生素B2（1.13 mg/天，71%）和B6（1.50 mg/天，91%）的摄入量在意大利已经低于推荐日摄入量（DRV），在芬兰的30:70纯植物性情景中也降至不足水平（分别为1.28 mg/天，80%；在芬兰和塞尔维亚的30:70情景中为1.23-1.46 mg/天，75-89%）。值得注意的是，在额外添加了新型蛋白质来源的情景中，维生素B2的趋势相反。维生素B12的摄入量在所有国家中都显著下降，在30:70纯植物性情景中从观察到的饮食中的4.2-6.1 μg/天（106-152%）降至2.8-3.5 μg/天（69-88%）。在30:70情景下，芬兰和意大利女性的碘摄入量低于推荐值（分别为140-145 μg/天，93-97%），而在相同条件下，塞尔维亚的锌摄入量也变得不足（6.4-7.7 mg/天，75-91%）。

对所有肉类和乳制品替代品的强化通过最小化营养素的减少，在某些情况下甚至维持或提高了维生素B12、B2和D、钙和锌的摄入量，从而缓解了营养素的下降。所有国家的维生素B12和锌的摄入量都保持在推荐水平以上，避免了低于推荐值的下降。在芬兰和德国，维生素B2和钙的摄入量仍然充足，而在意大利，强化还增加了维生素B2的摄入量；在意大利和塞尔维亚，强化也增加了钙的摄入量。此外，除了塞尔维亚外，所有国家的维生素D摄入量都有所增加。

总体营养质量通过NRD15.3评分进行评估，在塞尔维亚观察到的饮食中最低（687分），其次是意大利（713分）和德国（725分），芬兰最高（809分）（见图5和表S8）。男性的评分始终高于女性。在模拟的情景中，营养质量相对稳定，当仅允许植物性蛋白质来源时，观察到了一些下降。这些下降在芬兰（782分）和意大利（693分）的30:70纯植物性情景中最为明显。强化肉类和乳制品替代品缓解了这些营养质量的下降，使得在30:70情景中所有国家的NRD15.3评分都高于观察到的饮食。

**对环境可持续性的影响**
不同国家观察到的饮食对环境的影响各不相同，平均温室气体排放量在5.63-6.02 kg CO2-eq/天之间，平均土地使用量在7.15-7.48 m2*年/天之间（见图6和表S9）。意大利参与者的饮食具有最低的温室气体排放量和土地使用量，而德国参与者的饮食具有最高的温室气体排放量，塞尔维亚参与者的饮食具有最高的土地使用量。

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**图6. 四个欧洲成年群体观察到的饮食和模拟饮食的平均温室气体排放量和土地使用量。条形图后的数字表示与观察到的饮食相比的百分比变化。** 饮食情景包括：（1）50:50 - 植物（50%的蛋白质摄入来自动物来源，肉类和乳制品替代品中仅允许植物性蛋白质来源）；（2）50:50 - 植物和新型（50%的蛋白质摄入来自动物来源，肉类和乳制品替代品中允许植物性和新型蛋白质来源）；（3）30:70 – 植物（30%的蛋白质摄入来自动物来源，肉类和乳制品替代品中仅允许植物性蛋白质来源）；（4）30:70 - 植物和新型（30%的蛋白质摄入来自动物来源，肉类和乳制品替代品中允许植物性和新型蛋白质来源）。

所有模拟的饮食相比观察到的饮食都降低了环境影响（见图6和表S9）。在50:50情景中，德国的减少幅度最小，温室气体排放量减少了3%，土地使用量减少了3-4%。在30:70情景中，减少幅度更大，温室气体排放量减少了19-22%，土地使用量减少了28-29%。在30:70情景中，德国的变化最小，意大利的变化最大。替代品中允许的蛋白质来源类型对环境结果的影响很小。当仅使用植物性蛋白质来源时，温室气体排放量略有增加；而当额外添加新型蛋白质来源时，土地使用量略有增加。

**讨论**
将饮食转向更健康、更可持续的模式是日益重要的政策优先事项，其中蛋白质转型——减少动物蛋白的比例，增加植物性和新型蛋白的比例——常被提出作为关键策略。然而，改变饮食行为仍然困难，对消费者来说，采取小而实际的步骤可能更为可行。为了探索这种渐进式变化的潜力，本研究模拟了用基于植物（如杏仁、腰果、鹰嘴豆、椰子、榛子、扁豆、燕麦和土豆）和新型（如蟋蟀、微藻和微生物蛋白）的替代品替代常见的肉类和乳制品产品，如何帮助实现人口层面的饮食蛋白质比例变化，并改善四个欧洲国家的可持续性结果。即使是有限的替代也能带来显著的环境效益：为了达到50:50和30:70的蛋白质比例目标，分别需要每天平均替代0.0-0.5次和0.5-3.0次，从而在各国平均减少了3-29%的温室气体排放量和19-50%的土地使用量。随着蛋白质比例的变化，平均可利用蛋白质摄入量有所下降，但在30:70情景中仍高于个人需求（>93%的DRV）。营养素摄入量表现出混合效应：纤维、单不饱和脂肪酸（MUFA）、维生素E、铁和SFA有所改善，但维生素A、B2、B6、B12和D、钙、碘、钾、硒和锌有所下降，钠摄入量有所增加。用关键营养素强化替代品缓解了其中一些下降，并提高了整体营养质量。

**营养后果**
我们的分析表明，用替代品替代肉类和乳制品产品对蛋白质摄入量的影响有限，尽管这种影响取决于被替代的动物产品以及使用的替代蛋白质来源。在所有国家和模拟情景中，粗蛋白摄入量仍远高于需求，这与早期研究的结果一致，这些研究报道用植物性肉类和/或乳制品替代品替代动物产品后蛋白质摄入量没有减少或仅有轻微减少（Biscotti等人，2024年；Marchese等人，2024年；Tso和Forde，2021年；Wanders等人，2025年）。然而，当考虑蛋白质质量时，在30:70纯植物性情景中，芬兰女性和意大利男性的可利用蛋白质摄入量低于推荐值。Wanders等人（2025年）在荷兰人群中也观察到了粗蛋白和可利用蛋白摄入量之间的类似差异；但他们得出结论认为没有重大不足风险，可能是因为他们的分析仅关注了肉类替代（导致36%的动物蛋白），而我们的研究还允许替代乳制品（导致50%和30%的动物蛋白）。乳制品替代品——特别是那些非大豆基的——通常比动物性替代品的蛋白质含量低得多，而肉类替代品的蛋白质含量与动物肉类更为接近（Siegrist等人，2024年）。值得注意的是，在芬兰和意大利，当大量替代乳制品时，（可利用）蛋白质摄入量有所下降；而在德国和塞尔维亚，主要替代肉类产品时，摄入量基本保持不变。在替代品中加入新型蛋白质来源有助于维持蛋白质摄入量，这可能是由于它们的消化率更高，且氨基酸谱更平衡（Parodi等人，2018年）。通过适当组合植物（和新型）蛋白质在替代品中，也可能实现类似的好处（Hernández Olivas等人，2026年；Mariotti，2017年）。

除了蛋白质之外，替代动物产品还带来了营养上的改进和缺点。纤维、SFA、MUFA、维生素E、铁和镁的摄入量有所改善——其中几种在观察到的饮食中低于推荐水平。在之前的替代研究中也观察到了这些营养素的改善（Biscotti等人，2024年；Farsi等人，2022年；Lawrence等人，2023年；Marchese等人，2024年；Salomé等人，2021年；Tso和Forde，2021年），尽管一些研究报道铁（Farsi等人，2022年；Salomé等人，2021年）和镁（Tso和Forde，2021年）的摄入量有所下降。在我们的研究中，特别是在替代品中加入新型蛋白质来源的情景中，铁的摄入量有所增加，这表明这些来源可能有助于支持铁的充足供应。然而，我们的分析没有考虑铁的生物利用度。鉴于植物食品和一些新型食品（如昆虫）中的非血红素铁通常比动物产品中的血红素铁的生物利用度低（Hunt，2003年；Mwangi等人，2022年），这可能部分解释了与Salomé等人（2021年）的研究结果的不同。

同时，许多欧洲国家已经存在风险的几种营养素（Rippin等人，2017年；Roman Vi?as等人，2011年），包括维生素D、钙、钾和硒，在大多数情景中进一步下降。在芬兰和意大利的30:70（纯植物性）情景中，钙（以及维生素B2）的摄入量下降尤为明显，因为替代了更多的乳制品。这突显了乳制品在确保这些营养素充足摄入方面的重要作用（Phillips等人，2015年）。在专门研究用植物基替代品替代乳制品的其他研究中也观察到了类似的下降（Biscotti等人，2024年；Salomé等人，2021年）。在观察到的饮食中，维生素A、B2、B6、B12、碘和锌等营养素接近推荐水平，但在某些情景中低于需求。许多这些营养素在早期研究中也被报告存在问题（Biscotti等人，2024年；Farsi等人，2022年；Lawrence等人，2023年；Marchese等人，2024年；Salomé等人，2021年；Tso和Forde，2021年）。此外，钠的摄入量在所有替代情景中略有增加。然而，这可能部分反映了观察到的饮食中对钠摄入量的低估，因为在烹饪过程中添加的盐——尤其是在调味肉类时——很难在饮食调查中捕捉到（McLean，2014年）。相比之下，替代品中的钠是在加工过程中预先添加的，并根据包装信息估算的，使得模型值更为准确，可能夸大了实际增加量。

**强化肉类和乳制品替代品**
用关键营养素（包括维生素B2、B12和D、钙和锌）强化替代品有效地缓解了这些营养素的下降，从而防止了潜在的不足。类似的研究也报告了乳制品替代品的钙强化效果（Biscotti等人，2024年；Salomé等人，2021年）。强化还有助于提高整体营养质量，如NRD15.3评分所示。这些结果支持了最近关于在饮食转型期间自愿或强制强化替代蛋白产品的呼吁（Drewnowski等人，2024年；Grasso等人，2023年）。然而，欧洲各地的强化实践并不一致：在大多数西欧国家，不到20%的肉类替代品和不到60%的乳制品替代品至少强化了一种微量营养素（Siegrist等人，2024年）。为了确保替代品能够可靠地作为动物产品的营养充足替代品，食品政策必须为行业提供结构化的指导和激励措施，以实施一致和有效的强化策略。同时，饮食指南可以提供实用建议，帮助消费者识别在营养上与其替代品相当的替代品。

**环境后果**
使用饮食蛋白质比例作为环境可持续性的指标，本研究表明，在所有模拟情景和国家中，饮食相关的环境影响都是一致的减少。温室气体排放量的减少幅度与在欧洲（Mertens等人，2020年）和新西兰（Reynolds等人，2023年）进行的基于植物性肉类替代品的早期替代研究的结果一致。有趣的是，无论这些替代品是仅基于植物蛋白来源，还是还包括了新的蛋白来源（如蟋蟀、微藻和微生物菌体），环境结果的改善都发生了。这表明，与总体减少动物性食品消费相比，替代蛋白的类型对饮食环境可持续性的影响相对较小。事实上，大多数替代蛋白的环境影响都明显低于动物产品——尤其是牛肉（Clark等人，2019年；Smetana等人，2023年）。这也可能解释了在意大利观察到的巨大环境收益（温室气体排放减少了50%，土地使用减少了45%），因为该国的反刍动物肉类消费量相对较高。然而，由于这些新兴蛋白来源（微藻、菌蛋白、微生物菌体和培养肉）的生产规模较小，相关数据仍然有限（Smetana等人，2023年）。此外，关于其他环境影响指标（如用水量和能源需求）的了解也较少，在这些方面某些替代蛋白的表现可能不那么理想。尽管存在这些不确定性，但远离（特定的）动物产品仍然是实现更可持续饮食的关键策略（Willett等人，2019年），替代蛋白来源为这一转变提供了一条有前景的路径，尽管这条路径仍在发展中。虽然肉类和乳制品的替代品为消费者提供了便利性和熟悉感，但它们通常比最少加工的植物蛋白来源（如豆类、谷物或豆腐）对环境更不友好（Smetana等人，2023年）。本研究中的许多替代品是由蛋白浓缩物和分离物制成的，这些通常通过资源密集型的工业过程生产，如研磨、提取、纯化和干燥（Aimutis和Shirwaiker，2024年；Thakur等人，2024年）。这些加工步骤需要大量的水、能源和化学品，并且通常涉及专门的设备，从而增加了环境负担。尽管大多数与食品相关的环境影响发生在初级生产阶段（Poore和Nemecek，2018年），但新的证据表明，密集加工会显著增加排放量（Aimutis和Shirwaiker，2024年；Smetana等人，2023年）。在某些条件下，挤压型植物基肉类的环境影响可以接近鸡肉（Detzel等人，2022年）。然而，由于生产方法的透明度低以及缺乏标准化的公开数据，当前生命周期评估（LCA）方法中往往没有充分考虑到加工阶段（Aimutis和Shirwaiker，2024年）。此外，不同的加工技术（热水提取与化学分离）或使用其他制造过程的副产品可能会导致环境性能的巨大差异（Allotey等人，2023年）。此外，食品产品（如替代品）中维生素和矿物质的添加所带来的环境影响通常没有被考虑在内，尽管根据特定营养素的生产和来源，这些添加物可能会进一步增加负担。随着高度加工的替代蛋白市场的持续扩大，更详细和透明的加工相关数据对于准确的可持续性评估以及指导向低影响蛋白解决方案的创新至关重要。

我们的发现提出了关于将重点放在蛋白质转换作为政策策略的有效性的重要问题，强调需要采取更广泛的整体饮食和食品系统方法来实现健康和可持续性目标。虽然动物蛋白与植物蛋白的比例可以作为一个有用的指标，但它有几个局限性。例如，它没有反映实际摄入的蛋白量，在许多高收入国家，这一量已经超过了生理需求（Heerschop等人，2025年）。它也没有直接反映整个饮食的环境可持续性。在我们的分析中，德国人在四个研究国家中摄入的动物蛋白比例最低，因此，他们需要最小的转变就能达到50:50和30:70的目标。然而，观察到的德国饮食仍然与最高的温室气体排放量相关，这表明较低的动物蛋白比例并不一定意味着较低的环境足迹。这部分可能是因为德国的总能量摄入量较高，因为环境影响与总体食品消费密切相关；当按2000千卡标准化影响时，德国饮食的温室气体排放量和土地使用量最低（结果未显示）。因此，我们推测较高的绝对影响主要是由高能量密度食品（包括糖和糖果、含糖饮料和酒精饮料）的更大消费量造成的，这些食品在大量摄入时会对环境造成重大负担。此外，德国相对较高的加工肉类消费也可能是一个因素，因为这类产品通常每单位能量提供的蛋白较少，但仍伴随着相当大的环境影响。此外，我们的模型集中在消费者层面用替代品替换肉类和乳制品上，而没有改变整个植物蛋白来源（豆类、谷物、坚果和种子）或其他有益健康的植物食品（水果和蔬菜）的消费。虽然这种方法在短期内可能反映了现实的消费者行为，但它并没有代表改善营养充足性和饮食可持续性所需的更广泛的饮食变化。鉴于当前研究中观察到的几种必需微量营养素的下降，即使保持蛋白质摄入量，仅关注蛋白质也是不够的。因此，未来的策略应该超越蛋白质转换的范畴，而是促进与健康和可持续饮食原则相一致的全面饮食变化（FAO和WHO，2019年）。

这项研究有几个显著的优点。它使用了来自四个欧洲国家的具有不同饮食模式的全国代表性饮食数据，这使得跨国比较变得有意义，并增强了研究结果对欧洲食品政策的相关性。建模方法旨在反映早期饮食转换中的消费者行为，通过生成简单且现实的动物产品替代品来保持现有的餐食结构。重要的是，包括植物蛋白和新型蛋白来源提供了不同替代蛋白支持健康和可持续饮食潜力的更广泛视角。然而，也应注意一些局限性。首先，肉类和乳制品替代品的配方存在不确定性。这些替代品是根据有限的包装信息从现有市场产品中推导出来的，但不同品牌之间的变化和持续的产品重新配方可能会导致不准确性。此外，一些替代蛋白成分中某些微量营养素的成分数据有限或不可用，这对于可能存在显著数量的营养素来说尤其重要，可能会导致某些营养不足的过高估计。加工和食品基质对营养含量和消化率的影响也没有被考虑在内，这可能会影响结果，特别是对于可利用的蛋白（Lappi等人，2022年）。其次，由于意大利和塞尔维亚缺乏高质量、标准化的国家食品成分数据库，我们依赖于荷兰的食品成分数据库来估计营养摄入量。由于农业实践、食品强化政策和产品配方的差异，不同国家的食品成分可能会有所不同，这可能导致营养估计的某些程度上的分类错误。尽管如此，荷兰数据库提供了一个比现有国家特定来源更全面和 metodologically 更稳健的替代方案。第三，建模方法优先考虑用高蛋白替代品替换高蛋白的动物产品，以最小化替代品的数量。因此，低影响的动物性食品（例如白肉）也被替换了，这可能不符合环境和健康优先级（Willett等人，2019年）。用低营养密度、高影响的动物产品（如加工红肉和高脂肪奶酪）进行替代可能是一个更有效的策略。第四，饮食调查中的报告不足（13-24%被归类为报告不足）可能导致能量和营养摄入量的低估，从而高估了营养不足的风险。

鉴于基于植物和新型蛋白的肉类和乳制品市场的迅速扩张，了解它们在健康和可持续饮食中的作用变得越来越重要。我们的研究表明，通过适度且现实的替代品替换当前的饮食蛋白比例可以显著减少环境影响并提高几种有益营养素的摄入量。同时，这种转变可能会对欧洲饮食中通常由动物性食品提供的营养素摄入产生不利影响。强化和添加新型蛋白来源可以帮助弥补一些营养缺口并提高整体营养质量。这些发现强调了需要有针对性的重新配方和强化策略，以及为消费者提供明确的营养指导，以确保替代品能够在营养上充分替代动物产品。最终，饮食转变必须超越蛋白质替换，促进整体饮食质量的全面改善，以有效实现公共卫生和可持续性目标。

作者贡献：
Merel C. Daas：概念化、方法论、数据管理、正式分析、可视化、初稿撰写、审稿和编辑；
Pieter van ’t Veer：概念化、资金获取、方法论、审稿和编辑、监督；
Jelena Mile?evi?：概念化、资金获取、方法论、资源管理、审稿和编辑；
Cécile M. Singh-Povel：概念化、资金获取、方法论、审稿和编辑；
Jenni Lappi：概念化、方法论、审稿和编辑；
Matilde Milana：概念化、方法论、审稿和编辑；
Sander Biesbroek：概念化、资金获取、方法论、审稿和编辑、监督。所有作者都阅读并同意了发表的手稿版本。

这项工作得到了欧盟“地平线2020”研究和创新计划（项目编号101059632，GIANT LEAPS）的资助。

在准备这项工作时，作者使用了OpenAI的ChatGPT（GPT-4版本）来辅助生成编程代码。使用该工具后，作者根据需要审查和编辑了代码，并对发表文章的内容负全责。

个别层面的食品消费数据可向欧洲食品安全局（EFSA）请求获取：https://data.europa.eu/data/datasets/the-efsa-comprehensive-european-food-consumption-database?locale=en。荷兰（https://nevo-online.rivm.nl/）和芬兰（https://fineli.fi/fineli/en/index）的食品成分数据是公开可用的，德国的数据可以从Max Rubner-Institute（MRI）请求获取（https://www.blsdb.de/）。氨基酸数据库可以从瓦赫宁根大学与研究的人类营养与健康部门请求获取。SHARP-ID是公开可用的：https://doi.org/10.17026/dans-xvh-x9wz。替代蛋白成分的营养成分和环境影响数据来源在补充文件1中指定。用于数据协调和建模步骤的R和FICO Xpress IVE脚本可根据合理请求提供。

伦理声明：
本研究不适用伦理声明。

作者贡献声明：
Merel C. Daas：审稿与编辑、初稿撰写、可视化、方法论、数据管理、概念化；
Pieter van ’t Veer：审稿与编辑、监督、方法论、资金获取、概念化；
Jelena Mile?evi?：审稿与编辑、资源管理、方法论、资金获取、概念化；
Cécile M. Singh-Povel：审稿与编辑、方法论、资金获取、概念化；
Jenni Lappi：审稿与编辑、方法论、概念化；
Matilde Milana：审稿与编辑、方法论、概念化；
Sander Biesbroek：审稿与编辑、监督、方法论、资金获取、概念化。