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不同哺乳动物乳中主要营养成分研究进展

时间:2024-07-28

邱 冀,孟 阳,赵 怿,佀辰钰,李 春,2,*

(1.东北农业大学食品学院,乳品科学教育部重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150030;2.东北农业大学 黑龙江省绿色食品科学研究院,黑龙江 哈尔滨 150028)

动物乳营养价值高,营养成分主要包括蛋白质、乳糖、脂肪、矿物质、维生素等。乳中的营养成分能够为生命初期提供能量,同时能够促进机体发育,提高免疫系统功能[1]。乳制品的多样性有助于形成更加多样化的饮食,扭转不健康的趋势,改善饮食选择。通过对比分析可以得出不同哺乳动物乳成分之间的相似或差异,利用不同哺乳动物乳的成分特点,可以为研制婴儿配方羊乳粉、酸马乳、牦牛曲拉等特种乳产品提供可能。本文对不同哺乳动物乳中的蛋白质、脂肪、乳糖等主要营养成分进行介绍,并概述不同哺乳动物乳成分差异的应用,旨在为研究开发新型乳制品提供理论依据。

1 不同哺乳动物乳中营养成分

乳是人类膳食结构中比较完善的一种食物,可以促进机体生长发育,乳中富含各类人群所需的多种营养成分,主要包括蛋白质、乳糖、脂肪、维生素、矿物质等[2-3]。这些营养成分可以有利于免疫系统发挥作用,促进大脑、神经系统的发育[4]。不同哺乳动物乳成分的组成及占比也各不相同,具有不同的特点和应用。

由表1可知,不同哺乳动物乳中营养成分含量存在一定差距。驴乳中的水分含量高达90.79%;人乳的蛋白质含量较低,仅为乳中总组分的1.97%,绵羊乳中蛋白质含量较高;脂肪含量相差较大,含量最高的水牛乳和含量最低的驴乳脂肪含量分别占总组分的6.75%和0.95%,相差5.8%;马乳和驴乳的乳糖含量分别占总组分的6.40%、5.95%,人乳为6.30%,马乳和驴乳中的乳糖含量与人乳比较接近,具有成为人乳替代品的潜力[5,12-13]。人乳的矿物质含量较低,占总组分的0.27%,水牛乳和绵羊乳的矿物质含量较高,分别占总组分的0.81%和0.94%。不同哺乳动物乳的pH值都维持在6.70左右,比较接近,没有较大差别。

2 不同哺乳动物乳中蛋白质的比较

蛋白质作为组成所有细胞和组织的重要部分,是促进机体正常生长发育的物质基础,同时也是乳中最重要的成分之一[14-15]。哺乳动物乳中的蛋白质能够满足机体的生长需要,促进免疫系统的调节功能,对哺乳动物的生长发育具有重要意义。酪蛋白和乳清蛋白是哺乳动物乳蛋白质的重要组成部分。

2.1 酪蛋白

表2 不同哺乳动物乳的酪蛋白组成和含量Table 2 Casein contents in milks of different mammals

酪蛋白是哺乳动物乳蛋白的主要组分,主要由αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白、γ-酪蛋白、κ-酪蛋白等组成[21]。由表2可知,对常见哺乳动物乳汁中酪蛋白的组成及含量进行分析得出,绵羊乳中总酪蛋白含量较高,达到4.41 g/100 mL,其中αs-酪蛋白含量为57.0 g/100 g酪蛋白,β-酪蛋白含量为32.0 g/100 g酪蛋白,κ-酪蛋白含量为12.0 g/100 g酪蛋白。有研究显示,绵羊乳具有更加紧凑的酪蛋白结构,并且胶束表面的疏水位点较少[22]。相比于牛乳,羊乳含有较高含量的酪蛋白,这使羊乳比牛乳更容易被人体吸收利用[23]。相比其他哺乳动物,乳中酪蛋白含量较低的是人乳和驴乳,分别为0.40 g/100 mL和0.63 g/100 mL,人乳中酪蛋白以β-酪蛋白为主,含量为60~70 g/100 g酪蛋白,αs-酪蛋白含量较低,仅为11.1~12.5 g/100 g酪蛋白。

2.2 乳清蛋白

乳清蛋白主要由α-乳白蛋白、血清白蛋白、乳铁蛋白及β-乳球蛋白等组成[24]。其中β-乳球蛋白可以与疏水性多酚结合制备多酚-蛋白质复合物,改善乳蛋白的功能性质,提高乳中蛋白质的稳定性[25]。乳铁蛋白是一种极为重要的非血红素铁结合糖蛋白,具有调节免疫系统、抗炎和预防癌症的作用。

表3 不同哺乳动物乳的乳清蛋白组成和含量Table 3 Whey protein contents in different mammalian milks g/100 mL

由表3可知,乳清蛋白含量只有在绵羊乳中达到了1.00 g/100 mL,其余哺乳动物的乳清蛋白含量均低于1.00 g/100 mL,其中牛乳的乳清蛋白含量最低,为0.60 g/100 mL。马乳、骆驼乳和人乳α-乳白蛋白含量较高,分别为0.27、0.29、0.30 g/100 mL。牛乳β-乳球蛋白含量最高,达到0.40 g/100 mL。人乳中没有β-乳球蛋白,主要是因为β-乳球蛋白不容易被蛋白酶消化,而β-乳球蛋白的积累在婴儿体内不容易被分解,会导致婴儿过敏[11]。山羊乳中β-乳球蛋白含量较低,食用山羊乳能够降低食用人群蛋白质过敏的现象[30]。不同哺乳动物乳中的血清白蛋白含量普遍较低,没有较大差异。

3 不同哺乳动物乳中脂肪的比较

脂肪是乳中营养成分之一,可以作为乳中储存能量的物质,提供必需脂肪酸和脂溶性维生素等[31]。有研究表明,乳脂肪除了能够为机体提供能量以外,还具有一定的生理活性。约97%以上的乳脂均为甘油三酯,其余为胆固醇和磷脂等。甘油三酯由甘油和脂肪酸结合而成,构成乳脂肪球膜的主要成分则是磷脂。

3.1 脂肪酸

作为甘油三酯的主要成分之一,脂肪酸对乳脂功能作用的发挥起着至关重要的作用,从脂肪酸碳链的长度划分,可以将其分为长链脂肪酸和短链脂肪酸,其中人体对短链脂肪酸的吸收利用能力更强,乳清蛋白促进胰岛素发挥作用也是通过中短链脂肪酸发挥作用,从而促进脂肪的分解。从脂肪酸含有的双键个数分类,可以将脂肪酸分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸2 类,其中不饱和脂肪酸十分有益于人体健康。

表4 不同哺乳动物乳的脂肪酸组成Table 4 Fatty acid composition in milks of different mammals %

由表4可知,不同哺乳动物乳中的脂肪酸含量存在较大差异,牦牛乳中的脂肪酸大部分是中长链脂肪酸(C14~C18),驴乳中的脂肪酸大部分是中短链脂肪酸(C4~C12)。比较单不饱和脂肪酸的含量可以得出,人乳和牛乳中油酸(C18:1)的含量较高,分别占脂肪酸含量的31.26%和29.80%,驴乳和绵羊乳的油酸含量较低,分别占脂肪酸含量的9.65%和15.29%。不同哺乳动物乳中的棕榈油酸(C16:1)含量基本维持在脂肪酸含量的2.00%左右,只有骆驼乳中棕榈油酸的含量高达10.13%。

3.2 磷脂

磷脂在哺乳动物乳脂肪中所占比重较小,具有疏水、亲水属性,这种特别的属性使得磷脂可以发挥稳定水相中悬浮乳脂的作用,并且可以使浓度相对较高的乳脂和蛋白质存在于同一溶液中[34]。超半数的磷脂与完整的脂肪球膜相结合,剩下的小部分磷脂留在水相中,与溶解的蛋白质膜结合[35]。磷脂主要由磷脂酰胆碱(phosphatidylcholine,PC,又称卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE,又称脑磷脂)、磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol,PI,又称肌醇磷脂)、磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,PS)、溶血磷脂(lysophospholipid,LP)和鞘磷脂(sphingomyelin,SP)构成[36-37]。

表5 不同哺乳动物乳的磷脂含量Table 5 Phospholipid composition in milks of different mammals %

由表5可知,哺乳动物乳的磷脂组成中主要以PC、PE和SP为主,牛乳、牦牛乳和绵羊乳的PC含量较高,分别占总磷脂的34.50%、29.51%、29.20%。牦牛乳、绵羊乳和骆驼乳的PE含量较高,分别占总磷脂的42.12%、36.00%、35.90%,其中牦牛乳中PE含量最高,与绵羊乳相比高出6.12%。人乳的SP含量较高,占总磷脂的38.90%,牛乳的SP含量仅占总磷脂的25.20%,与人乳相差较大。与PC、PE和SP相比,PS、PI、LP的含量相对较低,牛乳和绵羊乳的PS含量仅占总磷脂的3.10%,绵羊乳的PI含量仅占总磷脂的3.40%,山羊乳的LP含量仅占总磷脂的0.50%。

4 不同哺乳动物乳中乳糖含量差异

乳糖是哺乳动物乳中最重要的碳水化合物,同时也是乳粉的重要功能性成分之一,乳糖对于人体吸收乳制品十分重要,很多人因为对乳糖的消化能力不足,在食用乳制品后会产生腹痛、腹胀等乳糖不耐的症状[41]。

表6 不同哺乳动物乳的乳糖含量Table 6 Lactose contents in milks of different mammals

由表6可知,半数以上的哺乳动物乳中乳糖含量均低于5%,驴乳、马乳和人乳中的乳糖含量较高,分别为5.95%、6.40%、6.30%,其中马乳的乳糖含量最高,为6.40%,与人乳相似,有成为人乳替代品的潜力。山羊乳、水牛乳和骆驼乳中乳糖含量相对较低,分别为4.21%、4.45%、4.56%,其中山羊乳中乳糖含量最低。

5 特种乳的开发与应用

目前我国乳制品的消费市场主要以牛乳为主,其他哺乳动物乳制品所占市场份额较小,但不同哺乳动物乳中营养成分的差异和发挥功能的效果差异较大,只有将除牛乳以外的其他哺乳动物乳推广到整个乳制品消费市场,才能让消费者享受到营养多样化、功能性较强、口感各异的乳制品[42]。特种乳是指除牛乳以外的营养丰富的乳制品,如水牛乳、牦牛乳、羊乳、马乳、驴乳、骆驼乳等,可满足不同人群对于乳制品的需求,同时还能够起到保健的作用[43]。推动特种乳产品的发展不仅能够丰富乳制品消费市场,还能够增强国民体质,同时能够助力推动少数民族地区畜牧业的发展。将不同哺乳动物乳中营养成分进行比较,可以更好地了解特种乳的特点和应用范围。常见的特种乳产品有婴儿配方羊乳粉、酸马乳、牦牛曲拉、辅助治疗糖尿病的骆驼乳产品等。

5.1 婴儿配方羊乳粉

婴儿配方乳粉是指改变全脂乳粉的成分,使其成分更接近人乳。传统的婴儿配方乳粉主要以牛乳为原料,种类单一,而羊乳中的蛋白质含量比人乳高,能够为婴儿提供更丰富的营养物质,同时,羊乳不含牛乳中的αs2-酪蛋白,不会引起肠胃不适、腹泻及其他乳制品过敏等不良反应。婴儿配方羊乳粉调整了蛋白质的成分、饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的比例,在合理范围内增加了维生素及微量元素的含量,可以满足婴儿生长发育阶段对营养成分的需求。综合来看,婴儿配方羊乳粉有很广阔的市场前景[44-45]。

5.2 酸马乳

相对其他哺乳动物乳,马乳中的必需氨基酸、乳糖、维生素等含量较高,具有极高的食用营养价值及益于人体健康的保健功能,且鲜马乳中含有大量的乳酸菌[46],能够促进机体对马乳的消化吸收。酸马乳又被草原地区人们称作“策格”,是以鲜马乳为原料,经过发酵制成的酒精发酵乳产品,经过发酵的马乳具有丰富的营养价值,且具有降低胆固醇、提高免疫力、辅助治疗等医疗保健功效[47]。酸马乳食疗法是蒙古医学中典型的食疗方法,深受草原人民的欢迎和喜爱。

5.3 牦牛曲拉

牦牛乳中富含蛋白质、脂肪、矿物质、乳糖等组分,如此丰富的营养成分含量,使其被称赞为“天然浓缩乳”[48]。牦牛乳这种优点使其成为生产各种功能性乳制品原料的较佳选择,牦牛曲拉是一种将牦牛乳脱脂后,在自然发酵条件下使蛋白凝固的粗干酪产品。牦牛曲拉保留了牦牛乳本身臻纯的口感和营养价值,广受牧区人们的欢迎,近年来一些新型牦牛曲拉乳制品也逐渐走进大众视野[49]。

5.4 辅助治疗糖尿病的骆驼乳产品

因骆驼多生活在沙漠中,骆驼乳又被称为沙漠黄金,骆驼乳中蛋白质、乳糖和矿物质的含量较高,且骆驼乳中除了含有常规乳中的营养成分以外,还含有促进血糖降低的成分,这种成分的化学结构与胰岛素类似,又被称为类胰岛素,此外骆驼乳中的矿物质也具有能够降低血糖的功能。近年来,一些以骆驼乳为原料的糖尿病辅助治疗产品正在积极研究和开发中[50]。

6 结 语

通过对不同哺乳动物乳之间主要营养成分的比较,在不同哺乳动物乳营养物质之间发现了显著的差异:马乳中的蛋白质和矿物质含量较低,但马乳中蛋白质和脂肪含量更接近于人乳,在人乳替代品的研制方面可能有应用潜力;水牛乳含有较多的蛋白质、酪蛋白和脂肪,是很好的加工原料,尤其是在干酪制作方面;驴乳和马乳的蛋白质组成与人乳最接近,主要以未加工的形式被消耗;骆驼乳则在抗炎方面有很好的应用;山羊乳用途十分广泛,可以作为治疗产品及功能性乳制品的原料。但是一些物种的数据有限或缺乏使分析不够全面,还需要进行深入的研究。众所周知,除品种差异外,乳类成分也会因各种因素而发生变化,因此,在进行乳制品研究时,应该重视报告喂养制度、泌乳阶段等数据。从不同品种乳中生成营养数据,并在品种水平上报告营养数据,扩大动物乳的数据库。动物多样性的研究有助于物种和品种的延续,并有助于保护多样化的遗传资源。

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