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        羊乳組成及功能特性研究進(jìn)展

        2019-09-11 02:19:36高婧昕毛學(xué)英
        中國(guó)乳業(yè) 2019年8期
        關(guān)鍵詞:人乳羊乳低聚糖

        文/高婧昕 毛學(xué)英*

        (中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院)

        羊乳被譽(yù)為“奶中之王”,是世界上公認(rèn)的最接近人乳的乳制品。近年來(lái),羊乳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越來(lái)越受到人們的關(guān)注,在羊乳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、生物利用率及生物活性等方面開展了大量研究。隨著人們對(duì)羊乳價(jià)值關(guān)注的提高,對(duì)羊乳的深入研究更為迫切。

        表1 羊乳、牛乳和人乳的蛋白組成[3]

        1 羊乳的主要成分

        1.1 蛋白質(zhì)

        羊乳蛋白中最主要的成分是酪蛋白(Casin,CN)和乳清蛋白,兩者的比例約為70:30,與牛乳(80:20)相比,更接近人乳比例(60:40)。酪蛋白主要有αs1-CN、αs2-CN、β-CN和κ-CN,對(duì)熱具有較好的穩(wěn)定性,等電點(diǎn)為pH值4.6,幾乎擁有全部的必需氨基酸。與酪蛋白相比,乳清蛋白具有較為完善的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu),對(duì)熱不穩(wěn)定。與牛乳相比,羊乳的酪蛋白含量較低,組成更接近人乳,這可能是其致敏性較低的原因[1]。此外,由于羊乳中酪蛋白含量較低,更容易消化吸收,羊乳也更適宜嬰幼兒、老人及消化不良的人群飲用[2]。羊乳、牛乳和人乳的蛋白組成詳見表1。

        1.2 脂肪及脂肪酸

        羊乳脂肪含量為3.6%~4.5%,高于牛乳(3.5%左右)和人乳(3.4%左右)。羊乳脂肪球的平均直徑為2.5~2.8 μm,牛乳脂肪球的平均直徑為3.3~5.5 μm[4]。羊乳脂肪球直徑小,與脂肪酶的接觸面積更大,使其容易消化吸收[5]。

        羊乳中的脂肪酸以飽和脂肪酸為主,其中辛酸和癸酸是其特征脂肪酸[6],也是羊乳中的主要致膻成分[7]。張宇等[6]測(cè)得人乳飽和脂肪酸:單不飽和脂肪酸:多不飽和脂肪酸的比例為1.41:1.29:1,牛乳為 19.12:9.98:1,羊乳為11.14:3.98:1,羊乳脂肪酸組成在比例上更加接近人乳。此外,羊乳的中鏈脂肪酸(C6-C14)含量比牛乳高40%左右[8]。中鏈脂肪酸具有抑制膽固醇沉積、抗感染、控制血脂和血糖等多種生物學(xué)活性[8~10]。

        1.3 碳水化合物

        乳中最主要的糖類是乳糖,羊乳中的乳糖含量略低于牛乳,但羊乳中低聚糖的含量較高,為250~300 mg/L,而牛乳中的含量?jī)H為30~60 mg/L[11]。乳中低聚糖是一種益生元,具有抗炎、增強(qiáng)免疫力、抗黏附作用等多種生物學(xué)活性[12~14];此外,由于大多數(shù)低聚糖不能被胃腸消化,所以可能在嬰兒腸道中發(fā)揮著重要作用[15]。Daddaoua等[12]探究羊乳低聚糖對(duì)三硝基苯磺酸誘導(dǎo)的結(jié)腸炎大鼠的影響,發(fā)現(xiàn)喂食500 mg/kg·天)的羊乳低聚糖能夠緩解結(jié)腸炎大鼠的腸壁增厚和壞死性病灶的縱向延伸,下調(diào)白細(xì)胞介素-1β水平,誘導(dǎo)型一氧化氮合酶、環(huán)氧合酶2和粘蛋白3在結(jié)腸中的表達(dá),對(duì)結(jié)腸炎大鼠的炎癥具有改善作用。Urakami等[13]發(fā)現(xiàn)羊乳低聚糖能夠抑制腸炎沙門氏菌在Caco-2細(xì)胞的黏附性,并且其抑制能力與人乳低聚糖相當(dāng)。

        1.4 礦物質(zhì)元素

        在羊乳中發(fā)現(xiàn)的主要礦物質(zhì)元素是鈣、磷和鉀等(表2)。羊乳中的鈣和磷含量較高,鈣含量比牛乳高9.83%,是人乳中的4 倍左右,是優(yōu)質(zhì)的補(bǔ)鈣食品。羊乳中的硒含量高于牛乳,接近人乳。硒是人體必須的微量元素之一,它具有抗癌、抗氧化、清除自由基等多種生物活性[16]。但羊乳和牛乳中的鐵含量均低于人乳,鐵也是人體必需的微量元素,參與體內(nèi)氧的轉(zhuǎn)運(yùn)、交換和組織呼吸過程,維持機(jī)體正常造血功能,對(duì)人體健康有重要意義[17]。因此,若以羊乳為基料加工嬰幼兒配方乳粉,需要強(qiáng)化鐵元素含量。

        表2羊乳、牛乳和人乳中的主要礦物質(zhì)元素[3]

        2 羊乳的消化吸收特性

        羊乳比牛乳更容易消化吸收。一方面,羊乳的脂肪球比牛乳小,在胃腸中與脂肪酶的接觸面積更大[5];且羊乳的中短鏈脂肪酸的含量顯著高于牛乳和人乳[18],中短鏈脂肪酸與長(zhǎng)鏈脂肪酸的代謝方式不同,其在唾液中前胃脂肪酶的作用下即可開始水解,可以不經(jīng)過再酯化而直接被吸收[8],因而中短鏈脂肪酸比長(zhǎng)鏈脂肪酸更易消化吸收[19]。Meena等[20]采用體外消化模型,研究了不同品種乳脂消化的差異,發(fā)現(xiàn)每體積乳樣品釋放的游離脂肪酸量為:山羊乳>駱駝乳>牛乳>水牛乳,脂肪消化率為:水牛乳<牛乳<山羊乳<駱駝乳,原因可能是羊乳和駱駝奶中脂肪球的直徑較小。

        另一方面,羊乳較牛乳含有較少的酪蛋白,其蛋白質(zhì)在胃中形成的細(xì)軟凝乳更容易消化吸 收[2]。 Hodgkinson等[21]模擬嬰幼兒的胃腸條件,分別消化牛乳和羊乳60 min,發(fā)現(xiàn)羊乳酪蛋白的消化率高于牛乳。牛乳中酪蛋白的等電點(diǎn)為pH值4.6,而羊乳中為pH值4.1[22];羊乳形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中水分含量更高,使羊乳酪蛋白更容易被胃蛋白酶消化[23]。Maathuis等[2]采用嬰兒體外消化模型,比較羊乳嬰幼兒配方乳粉和牛乳嬰幼兒配方乳粉消化的差異,發(fā)現(xiàn)羊乳嬰幼兒配方乳粉的蛋白消化率更高。

        3 羊乳的活性物質(zhì)

        羊乳營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富,同時(shí)還含有很多活性物質(zhì),如生長(zhǎng)因子、低聚糖等,具有抗氧化、降低膽固醇、改善腸道功能等多種功能。羊乳蛋白水解產(chǎn)生的生物活性肽也具有很多重要的功能,成為近年來(lái)食品領(lǐng)域研究的熱點(diǎn);除此之外,發(fā)酵羊乳的功能特性也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

        3.1 抗氧化活性

        羊乳蛋白具有抗氧化活性。Simos等[24]對(duì)比牛,Prisca、Ionica和Saanen山羊以及驢乳的抗氧化能力,發(fā)現(xiàn)羊乳的體外總抗氧化能力最高,其中Prisca山羊乳的體外總抗氧化能力顯著高于其他4 種乳,可達(dá)(66.70±2.30)mM α-生育酚;志愿者在連續(xù)40 天每天飲用600 mL Prisca山羊乳后,血漿總抗氧化能力顯著升高。此外,乳中還有一些其他的抗氧化成分,如維生素C、維生素E以及超氧化物歧化酶等。Sunaric等[25]測(cè)得羊乳中的維生素E含量為1.33 μg/mL,牛乳中的維生素E含量為0.73 μg/mL,羊乳中維生素E的含量幾乎為牛乳中的兩倍。羊乳中維生素C和超氧化物歧化酶的含量也均高于牛乳。

        羊乳經(jīng)酶解或微生物發(fā)酵后抗氧化活性會(huì)升高。李志成等[26]研究山羊乳酪蛋白酶解物的體外抗氧化活性,結(jié)果表明山羊乳酪蛋白酶解物·OH清除率的EC50值是其蛋白的3.59倍,ABTS+·的清除能力是其蛋白的158.72 倍,螯合 Fe2+的能力是其蛋白的5.44 倍。Moreno-Fernandez等[27]發(fā)現(xiàn)喂食發(fā)酵山羊乳后Wister大鼠肝臟、紅細(xì)胞和血漿超氧化物歧化酶的活性均有不同程度的提高,大鼠血漿的總抗氧化狀態(tài)顯著提高。

        3.2 降低膽固醇

        羊乳中含有較多的中鏈甘油三脂(C8-C12),比牛乳中高46%[28]。張新勝等[29]研究發(fā)現(xiàn)中鏈甘油三酯能夠減輕高膽固醇血癥小鼠體重,減少體脂肪積累和改善膽固醇代謝,且能促進(jìn)其體內(nèi)膽固醇的逆轉(zhuǎn)運(yùn)。

        López-Aliaga等[30]研究發(fā)現(xiàn)喂食羊乳的大鼠血漿膽固醇含量降低8.6%,喂食牛乳的大鼠血漿膽固醇含量上升9.7%;此外,喂食羊乳還使大鼠血漿中甘油三酯的濃度顯著降低,對(duì)脂代謝具有類似于橄欖油的積極作用。Kalyan等[31]用羊乳脂肪和酪蛋白喂食高膽固醇血癥的大鼠,發(fā)現(xiàn)兩者均能顯著降低高膽固醇血癥大鼠的血漿膽固醇水平,分別達(dá)到(107.7±6.04)mg/dL和(101.1±4.35)mg/dL;同時(shí)使高密度脂蛋白膽固醇的含量顯著上升,低密度脂蛋白膽固醇的含量顯著下降。

        3.3 修復(fù)和改善腸道功能

        羊乳中的表皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(Epidermal Growth Factor,EGF)對(duì)腸道的發(fā)生、表型維持以及損傷后的修復(fù)十分重要[32]。Wang等[33]研究發(fā)現(xiàn),膳食EGF有利于提高斷奶仔豬的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率,改善腸道發(fā)育,并增加營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的mRNA表達(dá)。此外,羊乳中的低聚糖含量較高,低聚糖具有調(diào)節(jié)腸道菌群、潤(rùn)腸通便以及提高機(jī)體免疫力等功能。羊乳低聚糖對(duì)結(jié)腸炎大鼠的炎癥具有改善作用[12]。

        Wang等[34]分析了羊乳和牛乳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,并采用16S rRNA高通量測(cè)序評(píng)估兩者對(duì)小鼠腸道微生物區(qū)系的影響,發(fā)現(xiàn)與牛乳相比,羊乳對(duì)小鼠腸道微生物區(qū)系產(chǎn)生的影響更大,雙歧桿菌、歐氏菌屬和阿克曼氏菌的數(shù)量均顯著上升。Zhang等[35]發(fā)現(xiàn)與喂食牛乳相比,喂食羊乳的小鼠在注射CCl4后腸道微生物區(qū)系與對(duì)照組更為相似,從而認(rèn)為在注射CCl4前后喂食羊乳,能夠有效調(diào)節(jié)CCl4導(dǎo)致的小鼠腸道微生物失調(diào)。

        3.4 低致敏性

        牛乳是嬰幼兒最常見的過敏原之一,牛乳中含有20 多種蛋白質(zhì),其中αs1-酪蛋白和β-乳球蛋白是主要的過敏原[1]。研究發(fā)現(xiàn),α-酪蛋白是牛乳中其他過敏原(如β-乳球蛋白)的載體,它們與酪蛋白相連而更難消化[36]。羊乳中αs1-酪蛋白的含量比牛乳低[2],研究表明,羊乳較牛乳相比具有較低的致敏性,在嬰幼兒食品中具有非常廣闊的應(yīng)用前景[37]。Kapila等[38]對(duì)牛乳和羊乳主要乳蛋白(酪蛋白和乳球蛋白)致敏性小鼠體液免疫和細(xì)胞免疫反應(yīng)進(jìn)行了比較評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)羊乳蛋白致敏小鼠血清中總IgE和IgG含量低,脾淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)最小,即羊乳蛋白的致敏性較低。

        然而,有研究表明,部分對(duì)牛乳過敏患者也會(huì)對(duì)羊乳過敏。Spuergin等[39]對(duì)比發(fā)現(xiàn)牛乳、綿羊乳和山羊乳α-酪蛋白中有85%的氨基酸相同;用來(lái)自牛乳、綿羊乳和山羊乳的α-酪蛋白抑制IgE與牛α-酪蛋白的結(jié)合,發(fā)現(xiàn)3種α-酪蛋白具有高度交叉反應(yīng)性。因此,還需要進(jìn)一步評(píng)價(jià)羊乳對(duì)牛乳過敏患者的致敏性,以提供準(zhǔn)確的營(yíng)養(yǎng)建議和減少不利于健康的意外攝入。

        4 結(jié)語(yǔ)

        羊乳營(yíng)養(yǎng)豐富,蛋白質(zhì)組成比牛乳更接近人乳,且容易消化、吸收;此外羊乳還有抗氧化、改善腸道功能以及改善過敏癥狀等多種功能特性,近年來(lái)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。隨著人們對(duì)羊乳營(yíng)養(yǎng)價(jià)值認(rèn)識(shí)的深入,羊乳及其相關(guān)產(chǎn)品的種類也越來(lái)越多,具有廣闊的市場(chǎng)前景。C

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