驴乳营养特性及其活性成分热稳定性研究进展

赵家乐，韩立华，杜军，杜裕和，周丽萍，毛学英

（1.中国农业大学食品科学与营养工程学院教育部北京市共建功能乳品重点实验室，北京100083；2.新疆昆仑绿源农业科技发展有限责任公司，新疆和田848000）

0 引言

驴乳不仅具有较高的营养价值，还具有良好的功能特性。与反刍动物乳相比，驴乳含有较高比例的必需脂肪酸和不饱和脂肪酸，使其在预防心血管疾病和自身免疫病等方面具有良好的效果[1]。驴乳与人乳的乳糖含量相近，不仅提高了其口感，而且有利于促进机体对钙的吸收[2]。此外，驴乳致敏性较低，牛乳蛋白过敏的婴幼儿对驴乳表现出良好的耐受性[3]。

驴乳中丰富的抑菌活性成分及其较强的抑菌活性是驴乳区别于其它乳源的另一个重要特征。高含量的溶菌酶、乳铁蛋白、免疫球蛋白以及生物活性肽等使得驴乳具有较高的抗炎[4]、抑菌[5]、抗肿瘤[6]等活性，这些抑菌成分降低了胃肠道感染的发生率，尤其是在婴幼儿时期效果更为明显[7-8]。

为了更好地开发和利用驴乳，本文将驴乳的基本组成、营养价值等方面与牛乳和人乳对比分析，并总结归纳了驴乳的主要抑菌成分及其作用机制。在此基础上，分析了热处理对驴乳抑菌活性成分的影响，以期为驴乳的进一步研发提供理论基础。

1 驴乳的营养成分

1.1 蛋白质

相较于牛乳（蛋白质含量为32.5 mg/mL），驴乳的总蛋白含量较低（约为14.2 mg/mL），其与人乳更相近（16.3 mg/mL）[9-10]，不会对肾脏带来过高的溶质负荷。乳蛋白主要包括酪蛋白和乳清蛋白，其中酪蛋白主要由αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白组成，乳清蛋白主要由α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、溶菌酶、乳铁蛋白等组成。不同来源乳的酪蛋白和乳清蛋白含量和种类不尽相同，不同类型乳的蛋白组成如表1所示，驴乳的乳清蛋白含量高，约为4.9～9.3 mg/mL，占总氮含量的35%～50%，而牛乳的乳清蛋白约为5.7 mg/mL，仅占总氮含量的20%[11-12]。驴乳的乳清蛋白主要由α-乳白蛋白、β-乳球蛋白和溶菌酶组成，其平均含量和占总氮含量的比例分别为1.80 mg/mL和22.56%，3.75 mg/mL和29.85%，1.00 mg/mL和21.03%。驴乳乳清蛋白还包括免疫球蛋白，血清白蛋白和乳铁蛋白，分别占总氮的11.5%，6.2%和4.5%[3]。驴乳中的酪蛋白含量较低，约为6.4～10.3 mg/mL，而牛乳的酪蛋白含量为24.6～28.0 mg/mL，约为驴乳的3.7倍[13]。驴乳酪蛋白中β-酪蛋白含量最高（54.28%），其次是αs1-酪蛋白（35.59%）、αs2-酪蛋白（7.19%）和κ-酪蛋白（2.79%）[14]。较低的酪蛋白含量和酪蛋白/乳清蛋白比例使得驴乳形成的乳凝块较软，比牛乳更易消化吸收[15-16]。乳蛋白致敏性不仅与乳蛋白的抗原表位有关，还与其在胃肠道的停留时间相关[17]，较低的酪蛋白与乳清蛋白比例缩短了驴乳在胃中的停留时间，这也是驴乳致敏性较低的原因之一。

表1 不同乳的蛋白质含量[11,14]

1.2 脂肪及脂肪酸

驴乳的脂肪含量为0.5%～1.7%，低于牛乳（3.7%）及人乳（3.1%）的平均脂肪含量[10]。驴乳的脂肪含量因饲养条件、泌乳期等有所变化，泌乳期第15天时驴乳的脂肪含量最高（1.7%），泌乳期第180天时驴乳的脂肪含量最低（0.5%）[12]。驴乳的脂肪球较小，平均直径为1.92μm，仅相当于牛乳脂肪球直径的二分之一，较小的脂肪球直径增加了驴乳脂肪球表面积，更利于被脂肪酶水解[18]。

驴乳的饱和脂肪酸含量约为57 g/100 g脂肪，与人乳相似（45 g/100 g脂肪），低于牛乳的饱和脂肪酸含量（71 g/100 g脂肪）；驴乳的不饱和脂肪酸含量约为43 g/100 g脂肪，与人乳接近（55 g/100 g），但高于牛乳的不饱和脂肪酸含量（29 g/100 g）[19-20]。驴乳的多不饱和脂肪酸含量较高（表2），且多不饱和脂肪酸占总脂肪酸的比例高于人乳和牛乳[21]。从表2中可以看出，驴乳的α-亚麻酸含量丰富（6.32%～16.33%），远高于其在人乳（1.03%）及牛乳（1.80%）中的含量，因此驴乳可以作为α-亚麻酸的重要来源；但相较于人乳和牛乳，驴乳中花生四烯酸的含量较低。驴乳的n-3多不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸含量的15.2%～30.5%，高于牛乳（15.48%）和人乳（2.4%～6.3%）。此外，驴乳中n-6与n-3不饱和脂肪酸的比值较低，有利于预防动脉粥样硬化和血栓的形成[22-23]。

表2 不同类型的乳中脂肪酸含量[3,12,20,24]

1.3 乳糖

驴乳的乳糖含量约为7.12%[9,25]，与人乳接近（6.7%～7.8%）[12,26]，但高于牛乳（4.6%）。高乳糖含量能够促进肠道对钙磷吸收以及骨骼中矿物质的积累，有助于预防骨质疏松症[27]。乳糖是半乳糖的重要来源，而半乳糖是能量以及复杂分子结构中关键成分形成的重要物质，对生命早期生长极为重要。此外，半乳糖在辅助治疗大脑疾病方面具有积极作用[28-29]。

乳糖还可作为肠道益生菌的代谢底物，有利于益生菌的生长和繁殖[30]。驴乳中含有唾液酸寡糖，其含量与反刍动物乳相当。唾液酸寡糖有着良好的抑菌和益生效果，还能够提高机体的免疫力[31]。

1.4 矿物质及微量元素

驴乳灰分含量为0.3%～0.5%，介于人乳（0.2%～0.3%）和牛乳（0.7%～0.8%）之间，驴乳的灰分含量不受饲养条件的影响，但受泌乳期的影响。在泌乳期的第一个月，驴乳灰分含量最高，这可能是因为幼驴在早期生长阶段对矿物质的需求较高，而驴乳是此生长阶段唯一的营养来源[12,32]。随着泌乳时间的延长，驴乳中灰分含量持续下降[33]。

如表3所示，在驴乳常量元素中，Ca含量最丰富，其次是K、P、Na、Mg。微量元素Zn、Fe、Cu的含量与人乳接近，且Fe和Cu的含量远高于牛乳。驴乳的Ca/P比和牛乳相接近，但低于人乳。与牛乳相比，驴乳的矿物质含量更接近于人乳，低矿物质含量和低蛋白含量使得驴乳不会给婴儿带来过高的肾脏负荷，研究表明用母乳和驴乳分别喂养的婴儿具有相似的肾脏负荷[34]。

表3 不同类型乳中矿物质含量[32,35-37]

2 驴乳活性成分及其特性

2.1 溶菌酶

驴乳中溶菌酶占乳清蛋白总量的21.03%，分子量约为17 ku，其在驴乳中的含量为1 mg/mL，远高于人乳（0.12 mg/mL）和牛乳（0.003 mg/mL）[38-39]，这使得驴乳有更好的天然抑菌效果驴乳溶菌酶有溶菌酶A和溶菌酶B两种存在形式，这两种溶菌酶均由129个氨基酸组成，其区别在于位置48、52和61处被不同的氨基酸所取代[40]。

溶菌酶也称作N-乙酰胞壁质酶，是驴乳发挥抑菌作用的主要蛋白质[41]。溶菌酶的作用机制可分为两种，一种是独立发挥作用使细菌裂解，溶菌酶能够水解N-乙酰胞壁酸及N-乙酰葡萄糖胺之间的β-1,4糖苷键，从而破坏主要由肽聚糖形成的细菌细胞壁[42]；另一种是作为免疫反应调节成分来提高巨噬细胞的吞噬作用[43]。溶菌酶对不同种类微生物的抑制活性有差异，且有效作用浓度一般不低于10μg/mL[44-45]。溶菌酶不仅自身具有抑菌效果，还能够与乳铁蛋白、免疫球蛋白发挥协同作用，免疫球蛋白和乳铁蛋白能够显著提高溶菌酶对单核细胞增生李斯特菌、金黄色葡萄球菌以及痢疾变形虫生长繁殖的抑制作用[46]。驴乳溶菌酶属于钙结合溶菌酶，能够结合钙离子形成极其稳定的复合物，且复合物具有更强的抗菌活性[47]。除此之外，溶菌酶也具有较好的抗炎和抗肿瘤效果[48]，能够减少胃肠道感染的发生率[39]。离子浓度能够影响乳中溶菌酶的活性，高浓度的（>50 mmol/L）一价和二价离子如Na+、K+、Ca2+、NH4+在不同程度上抑制溶菌酶的活性，低离子浓度（<50 mmol/L）反而促进溶菌酶的活性[49-50]。

驴乳溶菌酶对酸和蛋白酶的抗性强，具有较好的胃肠道耐受性。用胃肠液处理驴乳溶菌酶，只有约25%的溶菌酶被胃肠液消化，表明驴乳溶菌酶有着很好的抗消化特性，能够避免被胃肠液破坏从而在肠道免疫中更好地发挥作用[51-52]。因此，驴乳溶菌酶不仅含量丰富，且具有胃肠道耐受性好、抑菌活性高等特点。

2.2 乳铁蛋白

在驴乳中，乳铁蛋白占乳清蛋白总量的4.48%，分子量约75 ku，其在驴乳中的含量约为0.4 mg/mL，介于牛乳和人乳之间[38,53]。乳铁蛋白是转铁蛋白家族中铁结合能力最强的一种铁结合糖蛋白，约由700个氨基酸组成，其对铁的结合能力是其它转铁蛋白的200多倍。乳铁蛋白有铁饱和乳铁蛋白（Fe-LF）和缺铁状态的铁结合蛋白（Apo-LF）两种存在形式，其结构由两个α-螺旋连接的对称结构域（N叶和C叶）组成，并且每个结构可以高亲和且可逆结合一个铁离子[54]。

乳铁蛋白具有较强的抑菌和抗病毒活性，能够抑制革兰氏阴/阳性菌、真菌、酵母菌以及病毒的生长和繁殖，但是能够增强益生菌的活性[55]。目前认为乳铁蛋白的抗菌机制主要有以下两方面：一方面乳铁蛋白依靠自身的铁螯合能力，与病原微生物竞争铁源并营造出缺铁环境，从而限制微生物的生长，保护机体细胞免受损伤；另一方面，乳铁蛋白能够通过带正电的氨基端阻止细菌表面脂多糖（LPS）与细菌内阳离子（Ca2+、Mg2+）的相互作用，进而破坏细菌细胞膜的通透性，达到裂解细菌的目的[56]。此外，体内外研究结果表明，乳铁蛋白能够抑制特定细菌对宿主细胞的吸附，这可能是因为乳铁蛋白的寡糖结合了细菌黏附素从而阻止了病原菌与宿主细胞的相互作用[57]。乳铁蛋白具有抗病毒作用，因为其可以在病毒感染的前期阻断病毒与细胞受体的结合，并且能够在病毒进入细胞后干扰病毒的复制，从而抑制病毒的活性[58]。

与溶菌酶不同的是，驴乳乳铁蛋白易被胃肠道蛋白酶降解[51]。乳铁蛋白水解后得到的乳铁素能够增加宿主细胞中干扰素IFN-γ的含量[59]。因此，乳铁蛋白不仅可以直接在肠道中发挥其生物学作用[60]，也可以通过分解生成的生物活性肽即乳铁素达到抑菌目的。

2.3 免疫球蛋白

驴乳中免疫球蛋白含量占乳清蛋白总量的11.5%，其在驴乳中的平均含量约为1.3 mg/mL，高于牛乳（0.5～1.0 mg/mL）和人乳（1.0～1.3 mg/mL）[12,61]。驴乳中通常存在3种免疫球蛋白，即IgA、IgG以及IgM，其中IgG又分为IgG1和IgG2。这些免疫球蛋白具有相似的基础结构，均由4条多肽链组成，这4条多肽链又分为2条重链和2条轻链，2条重链和2条轻链之间通过二硫键连接，形成的亚基分子量约为160 ku。IgG由一个亚基组成，而IgA和IgM分别由2个和5个亚基组成，分子量分别为400 ku和1 000 ku，对哺乳动物而言，IgG是初乳中含量最高的免疫球蛋白，而IgA是成熟乳中含量最高的免疫球蛋白[41]。

在驴乳中，免疫球蛋白能够与乳铁蛋白、乳过氧化物酶、溶菌酶协同保护机体的先天性免疫系统。在抑菌方面，免疫球蛋白不但可以直接结合细菌表面的特定位点使细菌失活，还可以中和微生物毒素阻止其在胃肠道黏膜的吸附[62]。驴乳免疫球蛋白对艾滋病及肺结核也具有一定疗效[63]。驴乳免疫球蛋白对胃肠道蛋白酶具有一定的耐受性，经胃肠道蛋白酶作用后，仍有三分之一的免疫球蛋白不被消化，未被消化的组分能够在肠道中保持免疫活性，发挥免疫调节和抑菌等生物学活性[11,58]。

2.4 生物活性肽

驴乳蛋白不仅本身具有生物学活性，还富含生物活性肽序列，经酶解、发酵等方式处理后可生成具有生理功能的生物活性肽[64]。驴乳蛋白生物活性肽主要源自酪蛋白和乳清蛋白的水解[65]，这些生物活性肽具有高效的免疫调节、抗炎、抑菌和抗病毒作用[63,66]。驴乳蛋白免疫调节肽能够促进脾淋巴细胞增殖，提高巨噬细胞的吞噬作用以及促进抗体合成，从而增强其对病原菌的抵抗能力。生物活性肽还能够提高肠道粘膜免疫功能，降低过敏反应，促进新生儿免疫系统的形成[67-68]。在抑菌活性方面，未经加工和消化的驴乳虽然能够抑制大肠杆菌、单核细胞增生李斯特菌以及蜡状芽孢杆菌的生长和繁殖，但经消化后的驴乳对病原菌的抑制作用更为明显，表明驴乳蛋白水解后产生的生物活性肽有助于提高其抑菌活性[69]。另外，乳铁蛋白经胃蛋白酶作用产生的乳铁蛋白肽较乳铁蛋白本身具有更强的抑菌活性，且对革兰氏阴性菌/阳性菌均有一定的抑制作用，这与多肽序列中色氨酸和精氨酸含量高有关[64]。

驴乳蛋白生物活性肽不仅具有免疫调节活性和抑菌活性，还具有血管紧张素转化酶（Angiotensin Converting Enzyme,ACE）抑制活性和抗血栓活性。Bidasolo等[70]在驴乳的胃肠模拟消化物中鉴定出具有ACE抑制活性的β-酪蛋白肽；Clare等[67]发现驴乳蛋白肽具有抗血栓活性，能够抑制血小板的凝集。因此，驴乳蛋白肽具有良好的生物学功能，对维持机体的健康具有重要作用。

3 热处理对驴乳活性成分稳定性的影响

在标准生产条件下，驴乳中高含量的溶菌酶及乳铁蛋白等成分不仅使驴乳有着较低的初始菌数（104～105），还能够使驴乳在不做任何处理的情况下有着较长的自然保存期，Gubic等研究结果表明，生驴乳在不加任何处理的情况下，在4℃条件下储存5 d，其菌落总数没有显著变化[7]。但出于对长期储存以及品质特性的考虑，对驴乳进行加工处理是必要的。

热处理是延长乳制品保质期的常用手段，但不同来源乳对热处理的耐受程度不同，过度的热处理不仅对驴乳活性成分造成不利影响，且随着热处理强度的提高，驴乳中活性成分的含量及活性会持续降低[52]。在热处理温度为65℃下加热2 min驴乳溶菌酶含量与生驴乳相比无显著性差异，当在75℃下加热2 min时溶菌酶含量下降8.25%，当在85℃下加热2 min时溶菌酶含量下降60%，121℃下加热10 min，溶菌酶完全失活[30,49]。与生驴乳相比，喷雾干燥（90℃、25 s热处理，170℃干燥）只保留了30%的溶菌酶活力[71-72]。相比于溶菌酶，乳铁蛋白的热稳定低，当热处理温度高于65℃时即开始变性，在75℃和85℃的处理条件下完全变性[67]。β-乳球蛋白在75℃下加热2 min，其含量没有发生显著变化，但85℃下2 min的热处理使其含量从起始的3.24 mg/mL下降至0.39 mg/mL，几乎完全变性[49]。相较于β-乳清蛋白，α-乳白蛋白有着较高的热稳定性，驴乳中的α-乳白蛋白经喷雾干燥前后含量未发生显著变化，但β-乳球蛋白的含量由起始的6.43 mg/mL下降至5.51 mg/mL[73]。驴乳免疫球蛋白对巴氏杀菌的耐受性较高，经63℃、30 min或72℃、15 s处理，其含量未发生显著变化[3]。当热处理温度高于50℃时，驴乳的粒径显著增加，其溶菌酶和乳清蛋白的溶解度也会显著下降[73]。此外，驴乳酪蛋白比乳清蛋白对热处理更加敏感，这主要与驴乳酪蛋白胶束结构有关，在加热条件下酪蛋白胶束中的钙和磷重新分配导致其粒径增加、电位降低，从而降低了酪蛋白胶束的稳定性[74-75]。低温处理对驴乳活性成分的影响较小。经-20℃低温冷冻处理后，驴乳的溶菌酶和乳铁蛋白含量及活性与生驴乳相当，但冷冻驴乳中酪蛋白含量相较于生驴乳有所降低。经冷冻干燥后，溶菌酶含量下降约15%（1.17-0.96 mg/mL）但酶活力基本不变，α-乳白蛋白含量下降约20%，而β-乳球蛋白、酪蛋白以及总蛋白含量与生驴乳相似[62,66]。因此，采用低热或非热加工、冷冻干燥等处理等有利于保护驴乳活性成分。

4 总结与展望

驴乳的营养成分有异于牛乳，其蛋白质、乳糖和矿物质含量与人乳相似，且不饱和脂肪酸含量丰富。驴乳的溶菌酶、乳铁蛋白、免疫球蛋白等活性蛋白含量高，这些活性蛋白和驴乳蛋白生物活性肽是驴乳具有多种生物学活性的物质基础，不仅利于驴乳保存，且对革兰氏阴性菌/阳性菌、病毒等微生物均有较强抑制效果，还能够增强机体免疫力、调节肠道菌群以及预防婴幼儿的肠道感染。但是，这些活性蛋白对热敏感，高热强度会造成其变性且降低其生活学活性，低热处理、冷冻干燥等有利于其活性蛋白的保持。因此，驴乳的特异组成和活性成分使其成为潜在的功能性原料，但需要深入研究加工过程对驴乳活性物质稳定性和生物学作用的影响，可为驴乳产品的工艺设计与质量控制提供理论依据。