文郭利亞 黃 銳 杜兵耀 任大喜 胡長利 張養(yǎng)東*

（1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所；2 河南科技學(xué)院；3 中墾華山牧乳業(yè)有限公司’4 浙江大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院奶業(yè)科學(xué)研究所；5 江蘇南京衛(wèi)崗乳業(yè)有限公司）

近20 年來，乳品營養(yǎng)或乳品化學(xué)領(lǐng)域的研究者，對哺乳動物奶汁的新發(fā)現(xiàn)和研究集中在一個(gè)焦點(diǎn)上：奶與奶制品中存在著種類眾多、含量甚微、作用明顯的生物活性物質(zhì)（Biologically Active Compounds in Milk）。這些生物活性物質(zhì)對哺乳動物后代的作用，并不完全是傳統(tǒng)意義上的營養(yǎng)功能（Nutritional Functions），而是不經(jīng)過一般營養(yǎng)成分的完整代謝循環(huán)，發(fā)揮“機(jī)體調(diào)節(jié)、維持身體生化、生理平衡”的健康功能[1]?！赌膛c奶制品化學(xué)及生物化學(xué)（第二版）》將其歸類為“奶的非營養(yǎng)功能（Non-nutritional Functions of Milk）”[2]?！胺菭I養(yǎng)功能”對食品科學(xué)來說并非一個(gè)新概念[3]，但此說法在我國奶業(yè)產(chǎn)業(yè)及研究中少見提及，不但較為陌生，且與傳統(tǒng)認(rèn)識存在差異。

本文主要是對《奶與奶制品化學(xué)及生物化學(xué)（第二版）》內(nèi)容的一些學(xué)習(xí)總結(jié)和思考，與大家交流分享，拋磚引玉，以期引起國內(nèi)同行和相關(guān)人士關(guān)注。同時(shí)，也期望交流匯集更多信息和討論，征得奶的“Non-nutritional Functions”更合適的中文譯名。

奶的非營養(yǎng)功能概念及釋義

奶汁的概念及基本作用

奶汁，也可稱作乳汁，是雌性哺乳動物所產(chǎn)生的一種特殊生物體液，目前地球上生存著超過4 000 種哺乳動物，每種都有獨(dú)特的奶汁。奶汁的作用是滿足分娩出生的幼體動物在其生命最初時(shí)期的生長發(fā)育所需的全部營養(yǎng)，直到幼體動物發(fā)育到有能力利用其他食物資源來維持生存的程度，即“斷奶”。在哺乳期，母體的奶汁可以滿足幼體動物健康生存和生長發(fā)育的全部需求。因此，奶汁在食物營養(yǎng)學(xué)上歷來也享有“完全食物（Complete Nutritional Requirements）”的美譽(yù)[2]。

本文討論奶的非營養(yǎng)功能自有特點(diǎn)，與藥品及其他食物不完全一樣。其本質(zhì)上依然屬于奶汁營養(yǎng)成分組成，但是具有某些確定的特殊性作用[3]。在國際上，奶業(yè)研究者對這些特殊性功能，給出的早期文字描述是“特定的生化、生理功能，對人體健康的影響力巨大”[1]。本文將聚焦于此類“特定的生化、生理功能”，即重點(diǎn)介紹奶的非營養(yǎng)功能研究動態(tài)。同時(shí)，本文所述的“奶汁”“乳汁”及“奶”，除非另有說明，均指生乳，即從健康奶畜乳房中擠下的可能經(jīng)過過濾和冷卻，但未經(jīng)過加熱和其他處理的奶[4]，因?yàn)闊o論對奶進(jìn)行熱殺菌還是非熱殺菌處理，都會改變奶的非營養(yǎng)功能成分的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

非營養(yǎng)功能概念的提出及發(fā)展

奶的非營養(yǎng)功能，是Fox等學(xué)者在1998年《奶與奶制品化學(xué)及生物化學(xué)（第一版）》一書中，第一次提出的一個(gè)全新的、發(fā)展中的概念[5]，但當(dāng)時(shí)沒有給出具體定義或釋義。然而概念的出現(xiàn)并非偶然，一方面食品行業(yè)很早就有利用乳脂、乳蛋白等成分作為調(diào)理食品質(zhì)地狀態(tài)等用途，并且將此類效應(yīng)稱為某類乳成分的“功能”；另一方面，早在1965年，國際醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域就開始關(guān)注奶酪加工中出現(xiàn)的“糖巨肽”[6]，之后許多研究發(fā)現(xiàn)“乳蛋白的衍生肽”可能具有潛在的多種生物活性功能[7，8]。然而，《奶與奶制品化學(xué)及生物化學(xué)（第一版）》對奶的功能性的論述，無論篇幅和深度都非常有限，乳蛋白的功能探討只有兩個(gè)小節(jié)，分別是第四章中：“4.15 Functional Milk Proteins（限于改善食品理化性質(zhì)的功能）”和“4.16 Biologically Active Proteins and Peptides（側(cè)重于蛋白質(zhì)和多肽潛在的生物活性功能）”。2015年出版的《奶與奶制品化學(xué)及生物化學(xué)（第二版）》，有關(guān)章節(jié)發(fā)生了明顯變化，第一版中的“4.15 Functional Milk Proteins（功能性牛奶蛋白）”繼續(xù)得以保留，但修改成了“4.18 Functional Milk Protein Products（功能性牛奶蛋白產(chǎn)品）”；第一版中的“4.16 Biologically Active Proteins and Peptides（生物活性蛋白和肽類）”的內(nèi)容則大幅擴(kuò)容，新增了含有12個(gè)小節(jié)的獨(dú)立一章，即“Chapter 11. Biologically Active Compounds in Milk（奶中的生物活性成分）”，這是第二版中最大的更新部分，也是全書一個(gè)新的亮點(diǎn)。

在第二版更新的時(shí)間里，現(xiàn)代生物化學(xué)對蛋白質(zhì)衍生的多肽等物質(zhì)的認(rèn)識也進(jìn)一步深化，發(fā)現(xiàn)由氨基酸構(gòu)成的一類小分子蛋白質(zhì)，具有與蛋白質(zhì)相同的化學(xué)組成，不僅是生命的重要組成部分，還能夠擔(dān)當(dāng)溝通組織細(xì)胞與器官之間的信息因子，具有直接參與人體細(xì)胞的代謝活動等作用[9]。

盡管第二版的出版時(shí)間與第一版間隔近20 年，然而“奶的非營養(yǎng)功能”作為一個(gè)持續(xù)發(fā)展中的新概念，至今依然沒有給出具體確切的定義，可見概念的定義還未到成熟定型之時(shí)，仍尚待更多的實(shí)踐和證明。這些新的研究動向?qū)o全球奶產(chǎn)業(yè)、乳品功能和人類健康，帶來更大的開拓和發(fā)展空間。

圖1 牛奶的非營養(yǎng)功能示例[1]

非營養(yǎng)功能的外延內(nèi)容

由于迄今未見以語言文字給出“奶的非營養(yǎng)功能”的術(shù)語釋義，只能在找到的有關(guān)資料中，梳理一些哺乳動物奶的“非營養(yǎng)功能”的可能內(nèi)容，即定義的“外延”。

長期以來人類對牛奶的了解，遠(yuǎn)超其他哺乳動物的奶汁。歷史上很早就有利用新鮮牛奶來解毒和清洗傷口的記載，18世紀(jì)之前，人類就知道牛奶里含有抗菌、抑菌成分，例如乳過氧化物酶、免疫球蛋白等。近年來，奶類研究也高度集中在牛奶上，但研究工作很少將牛奶從傳統(tǒng)的“營養(yǎng)功能”提升到“非營養(yǎng)功能”的層次進(jìn)行分析。本文以牛奶為例，探討牛奶的非營養(yǎng)功能的外延內(nèi)容。

從圖1可以發(fā)現(xiàn)，牛奶的非營養(yǎng)功能，在骨骼健康、心臟健康、體重控制、情緒調(diào)整、免疫防御、消化系統(tǒng)健康、口腔健康等多個(gè)方面發(fā)揮作用。追溯根源，這些功能主要由乳蛋白和肽類提供，包括免疫球蛋白、酶和酶抑制劑、結(jié)合蛋白或載體蛋白、生長因子和抗菌劑等[2]。除此之外，牛奶里的脂類、糖類、維生素、微量元素等其他營養(yǎng)素也可能具有生物活性，或是構(gòu)成生物活性物質(zhì)的必要組成部分。

圖2 牛奶中的生物活性物質(zhì)

圖1顯示，中心位置是“牛奶里的生物活性物質(zhì)”，說明這些生物活性物質(zhì)是產(chǎn)生非營養(yǎng)功能的主要成分。研究發(fā)現(xiàn)，牛奶里的生物活性物質(zhì)包含很多種類（圖2）[1，2]。

生物活性物質(zhì)（Bioactive Components）的定義仍在發(fā)展之中，目前并沒有統(tǒng)一的結(jié)論。主流說法和概念，是指能夠影響生物學(xué)過程的底物，對身體功能或身體狀況乃至身體健康產(chǎn)生影響的成分。也有學(xué)者認(rèn)為，食物中的生物活性物質(zhì)還應(yīng)包括兩個(gè)必須條件[2]：一是膳食中的組分必須能在實(shí)際生理?xiàng)l件下發(fā)揮明顯的可度量的生物學(xué)效應(yīng)；二是測得的生物活性必須對健康有利，不得有毒性、致敏性或致突變性等有害效應(yīng)。一些研究者對奶中的生物活性物質(zhì)，按生理功能提出了分類體系，包括胃腸系統(tǒng)發(fā)育、活動和功能，新生兒發(fā)育，免疫系統(tǒng)發(fā)育，以及微生物活動（包括抗生和促生作用）4 個(gè)方面[2]。但此分類系統(tǒng)局限在純理論探討，而在具體研究和討論多種生物活性物質(zhì)類型時(shí)，顯得不夠全面，仍然主要采用傳統(tǒng)營養(yǎng)成分歸屬來源的方法進(jìn)行分類，且該分類系統(tǒng)也容易產(chǎn)生一種導(dǎo)向：認(rèn)為生物活性物質(zhì)是以源于蛋白類的物質(zhì)居多，源于其他營養(yǎng)素的較少。因?yàn)閭鹘y(tǒng)營養(yǎng)成分中的脂肪、碳水化合物、金屬微量元素、維生素等某些物質(zhì)生理功能的發(fā)揮，也多是在與某些特殊蛋白片段或與蛋白協(xié)同后才能產(chǎn)生[1]。

從奶中生物活性物質(zhì)看奶的非營養(yǎng)功能

奶中蛋白質(zhì)類生物活性物質(zhì)

1880年前后，從化學(xué)角度研究已認(rèn)識到，哺乳動物奶汁中最主要的蛋白質(zhì)可以分為酪蛋白和乳清蛋白兩大類，兩者性質(zhì)不同，在乳品工業(yè)中均占有重要地位。隨著對非營養(yǎng)功能認(rèn)識的提升，酪蛋白和乳清蛋白正變得越來越重要，新的證據(jù)表明，它們不僅是重要的營養(yǎng)物質(zhì)，而且在人類新陳代謝和維護(hù)健康過程中起著至關(guān)重要的特殊作用[2]。

奶中多肽類物質(zhì)

氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)，是決定蛋白質(zhì)性質(zhì)和功能的關(guān)鍵。早期形成這個(gè)概念的事實(shí)多來自于乳清蛋白，因此在相當(dāng)長一段時(shí)間里，對乳清蛋白類產(chǎn)品的重視程度，遠(yuǎn)大于酪蛋白類產(chǎn)品。之后研究逐漸發(fā)現(xiàn)，許多產(chǎn)生非營養(yǎng)功能的氨基酸序列是“鑲嵌”在大顆粒的酪蛋白或較大顆粒的乳清蛋白結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，分子量相對較小，并不獨(dú)立出現(xiàn)在天然乳汁中。

這可能是在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，人類對奶的健康功能的認(rèn)識大多局限在獨(dú)立存在于奶汁中的個(gè)別蛋白質(zhì)成分，例如各種免疫球蛋白、乳過氧化物酶等；而對天然奶汁里不獨(dú)立存在而是“鑲嵌”在獨(dú)立成分內(nèi)部的生物活性物質(zhì)，認(rèn)識和了解得較晚的一個(gè)原因。因?yàn)檫@些成分只有在被機(jī)體攝入并在消化道內(nèi)降解之后，或者在體外采用某種方法水解，這些內(nèi)部的生物活性物質(zhì)才能被釋放出來，人類才能夠觀察到其存在并研究其是否具有活性作用。目前的研究已改變了對乳清蛋白和酪蛋白認(rèn)識的重要性次序，已確認(rèn)發(fā)現(xiàn)的源自酪蛋白生物活性肽的種類和數(shù)量，明顯多于乳清蛋白[2]。2000年前后，國內(nèi)學(xué)者介紹國外研究進(jìn)展時(shí)，這些活性物質(zhì)被稱為“乳源性生物活性肽”[10]。

截至目前，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)奶中存在著數(shù)百上千種不以“免疫蛋白”命名的具有免疫功能的蛋白質(zhì)。準(zhǔn)確地說，是其中帶有某種特殊氨基酸序列的片段（Fragment），這些片段一旦被釋放出來，就具有顯著的免疫作用。例如早期人類在用酶法制作奶酪時(shí)，發(fā)現(xiàn)牛奶、羊奶的蛋白質(zhì)對來自犢牛和羔羊胃黏膜的提取物非常敏感，一接觸就發(fā)生沉淀，后來證明這主要是酪蛋白的沉淀物。1965年研究發(fā)現(xiàn)，飲奶（包括牛奶、羊奶或人乳）后，人的胃里也出現(xiàn)類似的沉淀物，同時(shí)還出現(xiàn)了第一個(gè)酪蛋白的降解產(chǎn)物，是來自κ-酪蛋白的f106-169片段，該片段由于高度糖基化，所以命名為“糖巨肽（Glycomacropeptides，C-GMP）”[2]。不同動物奶汁得到的f106-169片段，性狀亦不完全一樣，主要差異在于糖基化的程度不同[2]。因此，低度糖基化的也被稱為“酪蛋白巨肽（Caseinomacropeptide，CMP）”[2]。這是迄今為止，進(jìn)食牛奶后在消化道前端的胃里，發(fā)現(xiàn)的最早自然釋放出來的“非營養(yǎng)生物肽”，具有抗菌抗病毒等功能；也是動物機(jī)體高效率間接獲得的一種生物活性物質(zhì)，由此改變了對乳中蛋白質(zhì)營養(yǎng)的傳統(tǒng)認(rèn)識[2]。

酪蛋白的生物活性功能

天然奶汁中酪蛋白主要是以“團(tuán)聚”的方式，形成酪蛋白膠束大顆粒（Casein Micelles）而穩(wěn)定存在。1958年研究者提出第一個(gè)酪蛋白膠束結(jié)構(gòu)模型后，許多學(xué)者進(jìn)一步研究，不斷進(jìn)行完善，陸續(xù)提出和構(gòu)建了近20 種“酪蛋白膠束結(jié)構(gòu)模型”?；菊J(rèn)為，酪蛋白膠束是由400～600 個(gè)不同的酪蛋白隨機(jī)參與組成的一個(gè)酪蛋白膠束大顆粒。每個(gè)大顆粒的外面薄薄稀疏的一層，是由親水性κ-酪蛋白帶著膠體磷酸鈣（CCP）組成[2]。包裹在里面的是疏水性的其他類酪蛋白，比如α-酪蛋白、β-酪蛋白等，內(nèi)部的這些酪蛋白組分之間多由膠體磷酸鈣基團(tuán)連接在一起[2]。因此，通常情況下，奶中的酪蛋白膠束顆粒表面并非是“電中性”的，所以整體顯示出穩(wěn)定的膠體性質(zhì)。兩個(gè)代表性的早期結(jié)構(gòu)模型見圖3。

圖3 酪蛋白膠束的結(jié)構(gòu)模型

圖4 κ-酪蛋白的氨基酸序列

κ-酪蛋白是由169 個(gè)氨基酸組成的長鏈，沒有螺旋和折疊等蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)[圖3（b）、4]。在自然狀態(tài)下，奶在動物胃里接觸到胃黏膜表面的凝乳酶后，發(fā)生酶解，長鏈斷裂，酶解位點(diǎn)出現(xiàn)在Phe105和Met106之間的肽鍵上，其中f1-105較長的一段具有疏水性，這一段也稱為副-κ-酪蛋白（para- κ-casein），將與其他內(nèi)部疏水的多種酪蛋白共沉淀而進(jìn)入乳凝塊（也是制作奶酪時(shí)第一步操作獲得的凝奶）；較短的另一段f106-169帶著糖基，保持著水溶性，在制作奶酪時(shí)排放進(jìn)入乳清。

研究證明，人類飲奶后，在胃里會出現(xiàn)的酪蛋白巨肽（CMP/GMP），發(fā)揮著調(diào)控胃酸分泌、防止蛋白過敏、抑制胃中病原菌細(xì)菌生長、抗病毒、抗毒素、免疫調(diào)節(jié)等功能，且糖基化程度越高功能效果越強(qiáng)[2]。需要注意的是，由于奶及奶制品加工熱處理強(qiáng)度差異，只有未經(jīng)加熱操作的生乳和經(jīng)過最低強(qiáng)度熱處理得到的巴氏消毒奶，在進(jìn)入消化道之后才會出現(xiàn)這樣的變化和功能。因?yàn)樯橹欣业鞍孜词艿綗釗p傷或破壞，酪蛋白膠束外圍成分處在天然狀態(tài)下，巴氏消毒奶熱損傷或破壞相對最小，κ-酪蛋白一級結(jié)構(gòu)中的Phe105和Met106之間的肽鍵處于“開放”狀態(tài)，在凝乳酶作用下才能夠發(fā)生“斷裂”，進(jìn)而酶解產(chǎn)生酪蛋白巨肽（CMP/GMP）[2]。

研究發(fā)現(xiàn)，f106-169蛋白片段隨著食物的消化運(yùn)動沿著胃腸道下行，在遇到其他酶或滿足降解條件時(shí)，又會發(fā)生多種降解，得到f106-116、f106-112和f106-110等不同的片段，可能有6 種之多，且都有各自的生理功能，統(tǒng)稱為κ-酪蛋白衍生肽（κ-casein-derived peptides）[2]。研究者認(rèn)為，在一段氨基酸鏈序列里可能不止一個(gè)片段具有生物活性，從胃到十二指腸遠(yuǎn)端的區(qū)域里，能夠降解釋放出來的活性肽的數(shù)量和分子量都在逐漸減小[2]。這些認(rèn)識加快了在“鑲嵌”方向上發(fā)現(xiàn)新的功能性物質(zhì)的速度，也推動了從奶中乳清蛋白、非主要蛋白質(zhì)（微量蛋白）、酶類和非蛋白態(tài)含氮物等其他成分里尋找生物活性物質(zhì)的研究。分析認(rèn)為，某些特定氨基酸短序列可在酪蛋白一級結(jié)構(gòu)不同位置重復(fù)（Overlapping）出現(xiàn)，并可能在消化道里不同的部位發(fā)生降解，原因在于這些物質(zhì)抵御消化道內(nèi)“被消化”能力的強(qiáng)弱不同，所得到的蛋白片段出現(xiàn)差異，因而具有不同的活性功能。另一方面，不同的氨基酸序列降解出來的蛋白質(zhì)片段，也存在相同活性作用的可能[2]。

按照傳統(tǒng)的營養(yǎng)學(xué)理論，動物機(jī)體利用食物里的一般營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收規(guī)律是：在胃腸道里經(jīng)過消化、吸收、重組、運(yùn)送等過程（圖5）[13]。

圖5 主要營養(yǎng)物質(zhì)代謝路徑圖

研究發(fā)現(xiàn)，奶中κ-酪蛋白可以在不經(jīng)過完整的消化吸收循環(huán)，提前釋放出活性肽，為身體提供高效“服務(wù)”。值得關(guān)注的是，人體攝入牛奶后，胃中獲得酪蛋白巨肽，酪蛋白膠束的最外的水化層破裂，被包裹在里面的各種疏水酪蛋白同時(shí)暴露出來。隨后在胃里會很快出現(xiàn)第二批蛋白降解產(chǎn)物，由原來包裹在膠束里面的αs1-酪蛋白和β-酪蛋白降解得到的，如f165-199（αs1）和f193-209（β-CN），且都與CMP相似，具有不同的特殊生理功能[2]?？梢栽O(shè)想，如果αs1-酪蛋白和β-酪蛋白缺失膠束外面水化層的保護(hù)，在胃里出現(xiàn)的第二批降解產(chǎn)生的活性肽，很難說就是具有特殊功能的f165-199（αs1）和f193-209（β-CN）。

乳蛋白非營養(yǎng)功能的啟示

總之，牛奶中特定的蛋白質(zhì)與其他食物資源的蛋白質(zhì)相比，很大的區(qū)別是在消化道里不需要經(jīng)過完整的消化代謝循環(huán)過程，可以分步降解而出現(xiàn)許多功能性活性肽，且能夠出現(xiàn)在機(jī)體最需要的空間點(diǎn)和時(shí)間點(diǎn)上。牛奶的這個(gè)特點(diǎn)，正是現(xiàn)代醫(yī)藥學(xué)中靶向藥物追求的目標(biāo)，只是導(dǎo)向和護(hù)送到達(dá)“靶點(diǎn)”的所有保護(hù)性修飾，是自然發(fā)生的。同時(shí)還應(yīng)看到，在許多條件或場合下，肽類不是單獨(dú)而是與其他部分營養(yǎng)成分結(jié)合起來才能產(chǎn)生作用。這些新的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識，較好地幫助理解奶的非營養(yǎng)功能，對以后制定或解釋“Non-nutritional Functions of Milk”的定義或內(nèi)涵，也將會是必不可缺的組成內(nèi)容。同時(shí)，奶的非營養(yǎng)功能與中醫(yī)學(xué)倡導(dǎo)的食藥同源理念，在一定程度上較為契合。

奶中其他類生物活性物質(zhì)

近年來許多研究發(fā)現(xiàn)除了乳蛋白之外，奶中其他營養(yǎng)素包括脂類、糖類、維生素和礦物質(zhì)中也存在生物活性物質(zhì)，而且也具有類似的特征，即在消化道里不需經(jīng)過完整消化代謝循環(huán)過程，而是自然地在消化道中逐步降解出各種功能性成分。

乳脂類和乳糖類

傳統(tǒng)營養(yǎng)學(xué)認(rèn)為乳脂的主要功能是提供能量，但其中的部分成分，具有一些特定的生物活性功能，例如必需脂肪酸、亞油酸和亞麻酸以及脂溶性維生素、甾醇、磷脂等。新的研究發(fā)現(xiàn)，6～10 個(gè)碳鏈長度的中鏈脂肪酸（MCFAs）具有減體重、減脂肪方面的特殊效果。如共軛亞油酸（CLA），有抑制癌細(xì)胞、抗肥胖、免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)以及抑制動脈粥樣硬化形成和控制糖尿病等效果，被認(rèn)為具備治療或預(yù)防II型糖尿病、預(yù)防心臟病以及控制體重等促進(jìn)健康的潛在作用。生物體內(nèi)的各種膜狀物質(zhì)歷來備受關(guān)注[14]，也包括奶中的脂肪球膜，該膜表面不僅附聚著大量，可能具有抗菌、抗病毒、抗乳腺癌等功效的糖蛋白、脂蛋白、糖脂等活性成分，更重要的是脂肪球膜上可能存在著特定的小環(huán)境，是多種“生物信使”的重要場所。

傳統(tǒng)營養(yǎng)學(xué)中，糖類的主要功能也是提供熱量，但陸地哺乳動物奶汁中糖類含量普遍不高，與奶中出現(xiàn)的脂類和新生嬰兒體內(nèi)儲存的“棕色脂肪”所攜帶的熱量相比，明顯偏低。奶中的糖類里，乳糖占有絕對高的比例，其他糖類如葡萄糖、果糖等含量甚微。盡管幾乎所有哺乳動物奶中都存在微量寡糖，但也存在個(gè)別哺乳動物的奶汁中不含乳糖的情況[2]。研究也逐步認(rèn)識到，奶中糖類的主要功能并非是單一地提供熱量，可能更重要的功能是非營養(yǎng)功能?？蒲杏懻撝杏幸粋€(gè)長久存疑的問題：“半乳糖是否能進(jìn)入大腦成為大腦的組成成分（Cerebroside）[11]，現(xiàn)在則再次成了一個(gè)研究熱點(diǎn)。有跡象表明半乳糖的一個(gè)重要角色，可能是在新生兒體內(nèi)充當(dāng)了傳遞生物指令的信使作用。

所有的哺乳動物包括人類，斷奶之后普遍會出現(xiàn)乳糖不耐受的現(xiàn)象[2]。對其原因的探討，也是一個(gè)值得深入的研究內(nèi)容。動物學(xué)家認(rèn)為，斷奶是物種為了生存競爭而形成一種自我保護(hù)的本能反應(yīng)[14]。乳糖不耐癥可能是機(jī)體發(fā)出的一種斷奶警告，不斷奶可能存在潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)，除了以前有爭議的誘發(fā)白內(nèi)障之外，現(xiàn)在還發(fā)現(xiàn)含乳糖的食物可能會促進(jìn)乳糖不耐癥動物腸道里的腸球菌（Enterococcus）過度生長，干擾腸道微生物的菌相平衡[15]。另一方面，也可能因?yàn)殡S著新生幼體身體的組織分化和發(fā)育趨于成熟，斷奶之后的生長發(fā)育，機(jī)體不再需要乳糖類信使傳遞指令。

維生素

隨著對奶的非營養(yǎng)功能認(rèn)識逐步增加，對奶中維生素和微量元素的認(rèn)識也發(fā)生了許多變化。以前以為維生素或微量元素本身就是營養(yǎng)素，都能夠獨(dú)立發(fā)揮作用，現(xiàn)在的認(rèn)識可能不完全是這樣。

近年來，研究發(fā)現(xiàn)奶中維生素可與特異蛋白質(zhì)結(jié)合發(fā)揮作用，比如維生素A、D、B2、葉酸、B12等。維生素被轉(zhuǎn)運(yùn)到達(dá)腸道之前，能夠與特異蛋白質(zhì)結(jié)合，使得腸道微生物不能利用這些維生素，只能為人體利用，因此，也產(chǎn)生了間接的抗生作用。如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)溶解在乳脂里的視黃醇，能夠與β-乳球蛋白結(jié)合而發(fā)揮功能。在β-乳球蛋白的二級結(jié)構(gòu)中，15%為α-螺旋，43%為β-折疊，外形似一個(gè)直徑約為3.6 nm的球體。應(yīng)用X射線晶體學(xué)對β-乳球蛋白的三級結(jié)構(gòu)研究，發(fā)現(xiàn)表面結(jié)構(gòu)致密的球體內(nèi)部存在一個(gè)“空心狀的窩”，稱為花萼（Calyx）（圖6）[2]。中心位置的色氨酸殘基（Trp19），是空心狀的窩底。結(jié)合上去的視黃醇，就嵌在β-乳球蛋白的花萼里。

目前，關(guān)于視黃醇如何穿透過脂肪球膜還有待研究，但已了解到在花萼里的視黃醇，可以免遭其他“傷害”，完整地被轉(zhuǎn)運(yùn)到腸道里面，被有效地吸收利用[2]。然而，在牛奶升溫或者高速泵送遭遇空氣沖擊時(shí)，β-乳球蛋白易發(fā)生變性，結(jié)構(gòu)里的螺旋、折疊等結(jié)構(gòu)發(fā)生松散，而結(jié)構(gòu)致密的表面也展開，花萼結(jié)構(gòu)會被破壞，視黃醇的功能也會隨之發(fā)生變化。β-乳球蛋白的展開狀態(tài)，對乳品加工的工藝控制具有非常重要的意義[11]。

表1 高鈣食物鈣含量排序表（摘引）

圖6 牛奶β-乳球蛋白三級結(jié)構(gòu)示意圖

又如，從牛奶和人乳中分離得到的葉酸結(jié)合蛋白（FBP），是一種分子量約35 kDa的糖蛋白。糖基化的FBP是水溶性的，具有抗消化酶水解能力。研究證明，F(xiàn)BP對葉酸的吸收、分布和存留至關(guān)重要，其中一個(gè)原因是由于葉酸結(jié)合了FBP，使微生物難以利用葉酸，微生物的生長受到抑制，從而間接發(fā)揮出抗菌作用。此外，還發(fā)現(xiàn)一定強(qiáng)度的熱處理會降低FBP的效用，可能與蛋白質(zhì)遇熱變性有關(guān)[2]。

微量元素

對微量元素的營養(yǎng)效果評估，總會認(rèn)為元素含量決定效果，最多考慮到元素的存在形態(tài)可能也是一個(gè)影響因素。如 “有機(jī)鐵比無機(jī)鐵容易吸收”的說法，至于“有機(jī)鐵”的定義卻無確切釋義。提到補(bǔ)鈣，一種普遍的說法是首選奶制品，認(rèn)為奶及奶制品含鈣量高。其實(shí)主要不是因?yàn)槟讨锈}含量高，補(bǔ)鈣關(guān)鍵在吸收，而是由于奶中的鈣吸收效率非常高，這是其他食物難以達(dá)到的。

（1）牛奶中的鈣含量

牛奶中鈣含量通常為120 mg/100 g左右，人乳的鈣含量約為30 mg/100 g。通過比較高鈣食物中的鈣含量[16]，可以發(fā)現(xiàn)，鈣含量排序前十位的食物中沒有牛奶，可見僅從含量上看，牛奶的鈣含量并不高，而石螺中鈣含量高達(dá)2 458 mg/100 g，是牛奶的20 多倍（表1）。

“食物營養(yǎng)成分表”中每100 g可食用部分的鈣含量數(shù)據(jù)，是實(shí)際測得的。測定的樣品需經(jīng)過高溫灼燒，灼燒后結(jié)合在元素上的其他物質(zhì)都發(fā)生灰化，因此，數(shù)據(jù)只是元素本身含量。由于“能夠結(jié)合元素的活性肽”的發(fā)現(xiàn)，打破了這個(gè)種認(rèn)識局限，當(dāng)前在進(jìn)行科學(xué)研究討論時(shí)，類似“有機(jī)”的說法也不斷被更新，較好地解釋即使含有相同含量的同一元素，產(chǎn)生的生物活性及最終效果卻可能大為不同。

（2）奶中微量元素存在形式

奶中酪蛋白和乳清蛋白都是含有多種微量元素的結(jié)合肽，功能區(qū)結(jié)構(gòu)主要是αs1-酪蛋白的f43-58和f59-79，αs2-酪蛋白的f46-70，β-酪蛋白的f1-25、f1-28、f33-48。盡管這些酪蛋白元素結(jié)合肽的氨基酸序列各異，但都包含同一段序列：Ser-Ser-Ser-Glu-Glu。但不同結(jié)合肽中含有的這一段相同序列，與金屬元素的結(jié)合力存在差異，原因可能與磷酸結(jié)合位點(diǎn)較遠(yuǎn)的氨基酸殘基的極性有關(guān)。結(jié)合的對象分別是鈣、鐵、銅、錳、鋅等元素。同價(jià)態(tài)的金屬離子在與酪蛋白肽結(jié)合及不同價(jià)態(tài)的金屬離子與β-乳球蛋白肽結(jié)合時(shí)均表現(xiàn)出相互競爭的現(xiàn)象。以鈣元素為例，研究普遍認(rèn)為，源自酪蛋白的磷酸肽（Casein-derived phosphopeptides，CPPs）是非常重要的生物活性成分。因?yàn)榕Ｄ汤锏拟}，除了約40%與檸檬酸等有機(jī)酸結(jié)合外，大多以磷酸鈣的形式，以膠體狀態(tài)存在。

圖7 α-乳白蛋白與Ca2+的結(jié)合示意圖

（3）奶中鈣元素狀態(tài)與功能關(guān)系

首先，人體鈣的吸收部位在十二指腸和小腸。小腸前端的腸液呈酸性，食物中的鈣元素大多處于溶解狀態(tài)，身體能較好地吸收溶解的鈣。但是通常人們攝入的食物中含有較多磷酸根離子，磷酸根離子會競爭結(jié)合溶解態(tài)的鈣離子，并形成磷酸鈣而發(fā)生沉淀。而酪蛋白磷酸肽參與競爭，會形成膠體狀態(tài)的磷酸鈣（Colloidal Calcium Phosphate，CCP），抑制磷酸鈣沉淀物的形成。其次，隨著食物進(jìn)入小腸中后段，小腸液逐步變化為中性和弱堿性，其中無機(jī)鈣和部分有機(jī)鈣中的鈣離子將變得不穩(wěn)定而發(fā)生沉淀，以致無法被吸收利用。但是膠體磷酸鈣在弱堿性環(huán)境里依然呈膠溶狀態(tài)，在小腸中端和后端的腸上皮依然還能夠被吸收。因此，牛奶中鈣的存在形態(tài)大大提高了鈣元素的吸收利用效率[9]。日常生活中，補(bǔ)鈣首選奶及奶制品是有科學(xué)依據(jù)的。

研究進(jìn)一步表明，酪蛋白磷酸鈣可能還存在抗癌和去脂肪等作用。飲奶后在胃和十二指腸內(nèi)都發(fā)現(xiàn)了酪蛋白磷酸肽的存在[2]。酪蛋白磷酸肽在身體里表現(xiàn)出的生物活性，與普通蛋白質(zhì)的整體消化吸收循環(huán)路徑和過程幾乎沒有關(guān)系。酪蛋白磷酸肽在胃腸道不同部位，只要能夠結(jié)合不同的金屬離子，形成的酪蛋白磷酸肽多種金屬結(jié)合物，都具有各自的功能，如細(xì)胞調(diào)節(jié)等。

除了上述酪蛋白磷酸肽，乳清蛋白里的α-乳白蛋白也是一種典型的金屬結(jié)合蛋白，與正2價(jià)金屬陽離子的結(jié)合力強(qiáng)。它是由123 個(gè)氨基酸構(gòu)成，由于二級結(jié)構(gòu)的螺旋、折疊等原因，其中4 個(gè)天冬氨酸（Aps）殘基處在非常特殊的位置，空間構(gòu)象形成一個(gè)“口袋陷阱”。理論上每個(gè)“口袋陷阱”可“攫取”1 個(gè)鈣離子，見圖7[2]。另有報(bào)道，牛奶中約100 g酪蛋白能夠結(jié)合1 g鈣，相對而言β-乳球蛋白結(jié)合鈣的能力很弱，約100 kg才結(jié)合15 mg鈣[11]。

綜上所述，最近20 年，研究者們發(fā)現(xiàn)飲奶后在身體里會出現(xiàn)數(shù)量多、功能各異的生物活性物質(zhì)，這些活性物質(zhì)來自奶中各種營養(yǎng)成分。從結(jié)構(gòu)上來看，以某種序列排列的蛋白質(zhì)為主，單獨(dú)或者結(jié)合部分脂肪、碳水化合物、維生素、微量元素等物質(zhì)，參與維護(hù)身體的正常運(yùn)行。這些新發(fā)現(xiàn)，不僅豐富了奶汁作為完全食物的科學(xué)內(nèi)涵，還形成了“奶的非營養(yǎng)功能”的全新概念，據(jù)加拿大乳成分?jǐn)?shù)據(jù)庫（Milk Composition Database）統(tǒng)計(jì)，牛奶中屬于這個(gè)概念中的不同生物活性物質(zhì)的數(shù)量巨大，達(dá)到2 300 個(gè)之多[17]。

奶中生物活性物質(zhì)生成及調(diào)控

在眾多哺乳動物中，每個(gè)物種幼體的營養(yǎng)和生理需求具有物種獨(dú)特性，半個(gè)多世紀(jì)前，動物學(xué)研究者就了解到不同物種奶的常規(guī)成分表現(xiàn)出明顯的種間差異[2]。該研究囊括幾乎所有哺乳動物，比奶業(yè)從業(yè)者關(guān)注經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中有限的幾種奶畜要多。結(jié)合當(dāng)前奶的非營養(yǎng)功能研究，可以得出一個(gè)初步判斷，不同哺乳動物奶汁的非營養(yǎng)功能同樣存在種間差異，而且這種差異可能比傳統(tǒng)意義上的營養(yǎng)功能，表現(xiàn)更為明顯。

哺乳動物泌乳調(diào)控差異

如何認(rèn)識和理解這些差異，有研究者提出了一個(gè)雖不精細(xì)但能解釋大量已知現(xiàn)象的模型[2]。這個(gè)模型的前提條件是認(rèn)為所有哺乳動物的乳腺細(xì)胞具有同樣的功能作用。奶中所有物質(zhì)都是由血液輸送到乳腺并通過乳腺細(xì)胞合成奶汁。在奶汁合成之前，某些來自血液的成分可能先在乳腺細(xì)胞內(nèi)完成必要的修飾。

以奶牛為例，乳腺每合成1 L牛奶，大概需要400～500 L血液流過，然后，再給出2 個(gè)具體假設(shè)：第一個(gè)假設(shè)是乳腺細(xì)胞有能力調(diào)控血液中所攜帶的成分能否進(jìn)入奶汁，也有能力利用血液里的某些成分修飾和合成一些新物質(zhì)；第二個(gè)假設(shè)物種基因參與了奶汁中某些新物質(zhì)的修飾和合成調(diào)控。2 個(gè)假設(shè)如同2 個(gè)調(diào)控器，排列組合起來就可以將出現(xiàn)在奶中各種成分，分為四大類：一是與乳腺（機(jī)體器官）特異性有關(guān)而與物種（基因）特異性無關(guān)，如乳糖；二是與物種特異性（基因）有關(guān)而與乳腺特異性無關(guān)，如部分蛋白質(zhì)；三是與乳腺的特異性和物種特異性都有關(guān)，如大部分蛋白質(zhì)和脂類；四是與乳腺特異性和物種特異性都無關(guān)，如水、無機(jī)鹽、維生素等。

由此很容易理解，不同物種奶汁營養(yǎng)成分的差異性主要是基因調(diào)控的結(jié)果，而具有非營養(yǎng)功能的生物活性物質(zhì)成分，是分別從屬于主要營養(yǎng)成分的一部分，更是基因重點(diǎn)調(diào)控的自然結(jié)果，這個(gè)模型很好地解釋了不同奶汁傳統(tǒng)營養(yǎng)成分變化的規(guī)律。從生物進(jìn)化的角度簡單回顧哺乳動物細(xì)分為三大類的假說[2]，有助于進(jìn)一步對這個(gè)問題的理解。

（1）原獸類

也稱為單孔類動物，屬卵生的哺乳動物，如鴨嘴獸和針鼴，都生活在澳大利亞。該類的腹部兩側(cè)，沒有乳頭和乳房但分布著許多乳腺（也許多達(dá)200 個(gè)）。幼體直接從腺體表面舔舐奶汁。代表著哺乳動物進(jìn)化的原始階段。

（2）后獸類

也稱有袋類動物，屬胎生哺乳動物，但胎兒的孕育期很短，早產(chǎn)兒的大小程度，因物種而異。如袋鼠和小袋鼠，分娩之后胎兒被轉(zhuǎn)移到母體身上的一個(gè)“口袋”里生活，直到發(fā)育成熟。該類動物的乳腺集中分布在母體的“口袋”里，盡管乳腺的數(shù)量差異很大但卻組合起來形成了乳頭和乳房。母體可能會同時(shí)哺育兩代幼體，年齡差異較大，可以分別從不同的乳頭獲得不同的奶汁，滿足各自的營養(yǎng)需求。這是哺乳動物進(jìn)化的中間階段。

（3）真獸類

約95%的哺乳動物屬于這一類。該類動物通過胎盤供應(yīng)胎兒營養(yǎng)物質(zhì)，也稱為胎盤滋養(yǎng)的哺乳動物，胚胎在子宮內(nèi)發(fā)育。分娩時(shí)，幼體的體形大小雖然不甚統(tǒng)一，但主要依物種而變化，也與該物種分娩幼體的成熟程度相關(guān)。這是哺乳動物進(jìn)化的高級形態(tài)。

哺乳動物的三大類區(qū)分，和其泌乳組織、泌乳機(jī)理以及奶成分之間的差異，當(dāng)前已研究到相對成熟階段[2]。

奶中物質(zhì)的傳送轉(zhuǎn)移

為易于了解奶中生物活性成分的變化規(guī)律，以其中的免疫球蛋白（Ig）為例來深入探討。參考采用動物生理學(xué)中，關(guān)于幼體動物在其生命之初是如何獲得免疫球蛋白的不同渠道的假說，進(jìn)一步把真獸類哺乳動物再細(xì)分為三組來討論，見圖8[2]。

可以看出，圖8中的Ig是奶中免疫球蛋白的符號標(biāo)記，其相對大小示意各種免疫球蛋白的相對百分含量的多少。第1組：人和兔，分娩之前幼體從母體子宮獲得免疫球蛋白。第2組：小鼠、大鼠和狗，既有出生前在子宮內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)獲得免疫球蛋白，也可出生后通過初乳獲得免疫球蛋白，兼有第一和第三組的獲取免疫球蛋白渠道；第3組：牛和其他反芻動物、豬和馬，幼體只能在分娩后從奶中獲得免疫球蛋白。在更早時(shí)候，有學(xué)者總結(jié)了哺乳動物幼體免疫球蛋白移行的數(shù)據(jù)[11]，同樣試圖說明這樣的問題，見表2。

圖8和表2都顯示哺乳動物幼體在生命初期，自身免疫系統(tǒng)尚未啟動或未正?；顒忧闆r下，是通過何種渠道獲得來自母體供給的必要免疫球蛋白的，同時(shí)也顯示出不同物種幼體之間必要免疫球蛋白的類型，也是存在差異的。如果從不同物種后期奶中出現(xiàn)的免疫球蛋白種類差異，和不同物種幼體對免疫球蛋白的吸收利用方法差異這兩個(gè)方面比較，不難發(fā)現(xiàn)不同物種間的差異非常明顯。

圖8 免疫球蛋白在真獸類哺乳動物胚胎和幼體之間的轉(zhuǎn)移示意圖

奶中生物活性物質(zhì)吸收利用

對于人類來說，并非所有的哺乳動物的奶汁都適合作為日常食物資源來利用，原因至今并未完全清楚，但可以確定的是，并不是一般食物營養(yǎng)成分的問題，最大的可能是與其中奶的非營養(yǎng)功能成分有關(guān)。美國標(biāo)準(zhǔn)對此界定了如下四大類的哺乳動物奶汁許可作為人類日常食物資源：?？疲ㄅ?、綿羊、山羊、水牛、牦牛等），駱駝科（駝馬、羊駝、駱駝等），鹿科（鹿、馴鹿、麋鹿等），馬科（馬、驢等）[18]。值得注意的是，它們都屬于圖8中的第3組，沒有屬于第2組的，也沒有屬于第1組包括與人同組的兔，具體原因有待探究。

在第1組里人乳中的主要免疫球蛋白是IgA，在第3組里的牛奶主要是IgG1，而馬奶是IgG，由此可見，組間存在免疫球蛋白種類差異。對現(xiàn)在探討的問題來說，最有意義的差異不在于此，還有獲得的渠道。研究報(bào)道，所有有蹄類動物都是靠產(chǎn)后獲得母源性免疫球蛋白的物種[2]。例如，犢牛出生時(shí)血清中沒有檢測到免疫球蛋白，所以易受感染。但犢牛另有補(bǔ)償機(jī)制，新生犢牛出生后，其腸道能直接吸收活性保留完整的初乳中大分子免疫球蛋白，所以犢牛攝入初乳3 小時(shí)左右，就能夠在血液里檢測到來自奶中的免疫球蛋白。犢牛的這種特殊腸道狀態(tài)最長可維持約3 個(gè)月時(shí)間[1]，見圖9。與此同時(shí)，犢牛自身的免疫系統(tǒng)在分娩后第2周也開始慢慢有能力合成和提供免疫球蛋白，特異性免疫功能日益增強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)，不同的是人類的胎兒在子宮內(nèi)就能夠獲得免疫球蛋白[2，11]，因此，分娩后不是必須從奶中吸收免疫球蛋白，而且也沒有發(fā)現(xiàn)人類新生兒的腸道存在能直接吸收奶中的免疫球蛋白的“窗口期”。

研究發(fā)現(xiàn)，奶中普遍都含有免疫球蛋白，但是牛奶里的含量要比人乳中高得多[2]。原因如前所述，新生犢牛需要在第一時(shí)間里獲取足夠的免疫球蛋白，以適應(yīng)生存環(huán)境。而人類的嬰兒在分娩前已在母體子宮獲得了需要的免疫球蛋白，不過還需要補(bǔ)充其他的免疫物質(zhì)以適應(yīng)外界生存環(huán)境。另一些獨(dú)立研究也指出，反芻動物的初乳中免疫球蛋白的濃度普遍很高，而新生犢牛的胃腸道，不僅有特定的“窗口期”完整吸收來自奶中免疫球蛋白，而且還有保護(hù)機(jī)制，不損傷其免疫活性，以此來保證犢牛在出生后從牛奶中獲得健康保障。檢測結(jié)果顯示，此間犢牛血清里的IgG含量幾乎達(dá)到與成年牛相似的水平[2]。然而，這個(gè)特定“窗口期”過后，腸道就會關(guān)閉直接吸收免疫球蛋白的通路，包括免疫球蛋白在內(nèi)的一般蛋白質(zhì)，都需要降解后才能被機(jī)體利用，甚至分解成氨基酸才能被吸收。保護(hù)哺乳動物幼體健康生存的不僅只有免疫球蛋白，還有出現(xiàn)在其口、鼻、眼、耳和泄殖腔孔等處的乳過氧化物酶、乳鐵蛋白等具有抗菌、抗病毒等作用的物質(zhì)，不同物種間的這些物質(zhì)，無論含量還是結(jié)構(gòu)，都存在一定的差異。

還有研究表明，新生犢牛需要母乳提供免疫球蛋白保護(hù)，但只是在一個(gè)短暫的“窗口期”內(nèi)。在奶汁的持續(xù)影響下，數(shù)天之后幼仔的腸道功能和免疫系統(tǒng)開始逐步啟動、發(fā)育和工作，母體提供的奶汁和接受奶汁的犢牛胃腸道乃至免疫系統(tǒng)，表現(xiàn)為高度匹配互動。隨著犢牛胃腸系統(tǒng)的發(fā)育，母體進(jìn)入泌乳不同時(shí)期的奶成分也隨之變化，這些變化與犢牛生長發(fā)育同步。整個(gè)過程，清晰展現(xiàn)了母牛提供的免疫物質(zhì)和其所產(chǎn)犢牛自身免疫力發(fā)育，兩者之間的緊密聯(lián)系。

可以發(fā)現(xiàn)，通過這兩個(gè)哺乳動物的分類系統(tǒng)，對獲取免疫球蛋白渠道更替變化現(xiàn)象的粗淺分析，初步了解了真獸類三組哺乳動物之間奶汁中生物活性物質(zhì)的調(diào)控規(guī)律。那么在同一組內(nèi)不同物種間的相互差異，是否也能得到合理的解釋？考慮到與人類日常生活關(guān)系密切，結(jié)合相對豐富的研究資料，選擇第3組中幾種常見動物為例，簡要作以探討。

表2 哺乳動物幼體免疫球蛋白之移行

圖9 不同泌乳階段的牛奶中各種免疫球蛋白的濃度變化

不同動物奶汁生物活性成分的差異

人類長期的生產(chǎn)實(shí)踐中，奶牛、奶山羊、綿羊、水牛、駱駝、鹿、馬、驢等奶畜的奶汁，不僅有大量的社會歷史消費(fèi)感受和記憶，相應(yīng)的科研關(guān)注度也較高，留下了許多文獻(xiàn)資料，內(nèi)容豐富詳實(shí)。這些研究結(jié)果可以簡要?dú)w納幾個(gè)要點(diǎn)（略去牛奶）[1]。

一是水牛奶。水牛奶中含有大量與牛奶相似的生物活性成分，但是蛋白質(zhì)、共軛亞油酸、中鏈脂肪酸、視黃醇、天然維生素E和神經(jīng)節(jié)苷脂的含量更高。二是山羊奶。山羊奶較牛奶具有益于健康、低過敏性的營養(yǎng)優(yōu)勢，其中的活性成分包括短鏈、中鏈脂肪酸，可在消化、代謝和脂質(zhì)吸收不良綜合征中起到積極作用。綿羊奶也是很好的優(yōu)質(zhì)蛋白、鈣和脂質(zhì)的來源，尤其是具有抗癌和抗動脈粥樣硬化功效的瘤胃酸，是共軛亞油酸的一種異構(gòu)體。三是豬奶。豬奶中的乳源性因子包括免疫球蛋白、乳鐵蛋白、溶菌酶、脂質(zhì)過氧化物、白細(xì)胞、表皮生長因子、胰島素樣生長因子（IGF I，II）和轉(zhuǎn)化生長因子（β1，β2），這些因子可能在新生仔豬腸道功能啟動和發(fā)育方面起到重要作用。四是馬奶和驢奶。馬奶被視為一種可替代人乳的嬰兒營養(yǎng)來源，可能其具有許多與人乳類似的生物功能。主要表現(xiàn)在馬奶含有高濃度乳鐵蛋白、溶菌酶、n-3和n-6脂肪酸。馬奶和驢奶的另一共同特點(diǎn)是多個(gè)不飽和脂肪酸含量高，膽固醇含量低，乳糖含量高，且有較大含量的維生素A、B族維生素以及維生素C等。馬奶和驢奶的低脂和獨(dú)一無二的脂肪酸，降低了動脈粥樣硬化和血栓形成指數(shù)。研究表明，出于健康考慮，人類減少了飲食中脂肪的攝入量，更為重要的是，有益于健康的飽和與不飽和脂肪酸攝入量隨之也在下降。馬奶中乳糖含量高，適口性好，能促進(jìn)腸內(nèi)鈣的吸收，對兒童骨骼礦化很重要。就蛋白質(zhì)和無機(jī)物的含量水平來看，馬奶的腎負(fù)荷與人乳相當(dāng)，表明馬奶適合作為嬰兒食品。馬奶和驢奶中益生元和益生菌的活性和種類對于牛奶蛋白過敏（CMPA）和對多種食物成分不耐受的嬰兒和兒童有益。生物活性肽、生長激素釋放肽和胰島素樣生長因子I的含量水平，對于代謝、身體組成、食物攝取起直接作用。溶菌酶、乳鐵蛋白和n-3脂肪酸一直被認(rèn)為與體外調(diào)節(jié)人類中性粒細(xì)胞的吞噬作用相關(guān)，馬奶中這些成分的濃度較高，表明馬奶潛在的生物活性功能很強(qiáng)。

奶中非營養(yǎng)功能的比較

雖然絕大部分研究是以某一動物作為單一對象進(jìn)行的，但研究的內(nèi)容不再局限于傳統(tǒng)營養(yǎng)要素的含量上，而是深入到生物活性物質(zhì)層面。如乳鐵蛋白是一種與鐵結(jié)合的糖蛋白，分子量約80 kDa，具有潛在的殺菌、抗病毒、抗癌、抗氧化等多重作用[19～21]。然而，圖8第3組里的哺乳動物，不同物種奶汁中出現(xiàn)的乳鐵蛋白含量差異很大，而且結(jié)構(gòu)也并不完全一樣，因此，儀器分析時(shí)選擇標(biāo)準(zhǔn)品的來源也是很重要的因素。同時(shí)，乳鐵蛋白在體內(nèi)不同部位不同條件下，降解所得的活性肽表現(xiàn)出非常豐富的多樣性[22，23]，如“乳鐵蛋白肽B（f18-36）”是多種乳鐵蛋白的同源肽，而且降解之后的生物活性，大于乳鐵蛋白前體本身[1]。

目前，此類拓寬性比較研究課題已經(jīng)得到高度重視，突破了以前奶汁的比較研究范圍。以前大多局限在兩個(gè)方面：一是橫向比較，即奶與其他不同食物的比較；二是縱向比較，即不同哺乳動物間奶汁的比較。前者的比較對象沒有同源性，不在一個(gè)來源層次，實(shí)際上不具備可比性；后者的比較內(nèi)容，只限于某幾個(gè)點(diǎn)或某幾個(gè)方面，缺乏整體性。研究結(jié)果往往是某種成分含量更高，因此，價(jià)值更高，或者在某一點(diǎn)上與人乳相同或相似，所以效果最好。綜合來看，這樣的結(jié)論雖然有一定的價(jià)值，但判斷難免有失偏頗，原因在于這些研究較少能從整體的大動物學(xué)的角度出發(fā)，在關(guān)注某一種哺乳動物奶汁特殊性時(shí)，缺少了從哺乳動物大家族的角度來審視其與其他物種之間的同源性研究，也缺乏對特殊性的具體分析。因此，難以發(fā)現(xiàn)種種現(xiàn)象背后的真實(shí)原因，由于缺少整體性思考，即不同物種長期生存環(huán)境和幼仔機(jī)體構(gòu)造的差異性沒有得到足夠的重視。所以研究中難免會忽略圖8中三組的分類范圍，而得出可信度不高或有待商討的某種奶與人乳更接近等綜合性結(jié)論。

綜上所述，可以得出三點(diǎn)結(jié)論：一是動物幼體的身體構(gòu)造差異性是物種進(jìn)化的結(jié)果，而且新生幼體的消化系統(tǒng)是在其母乳哺育下激活和逐步發(fā)育的。二是奶中生物活性物質(zhì)的含量及種類，不是一成不變的，其變化與動物幼體的生長同步發(fā)生。因此，任何一種奶汁，包括人乳在內(nèi)，是最適合和匹配其自身下一代的新生兒。三是奶中含量不高的次要和微量蛋白具有生化或生理功能，正是這些次要和微量蛋白，更精細(xì)地反映出不同物種幼體的真實(shí)需求的差異[2]。因此，母乳對任何一種哺乳動物而言，不僅是唯一的，而且是不可替代的完美食物。截至目前，對不同物種奶汁的研究結(jié)果顯示：這些奶汁具有各自的特殊性同時(shí)又不乏相似的同源性，物種自身的基因才是調(diào)控奶汁成分的密碼。這可能也是美國規(guī)定只有四類哺乳動物奶汁允許作為人類日常食物資源來利用的深層原因，也是人類持續(xù)探索和生產(chǎn)乳基配方食品的科學(xué)基礎(chǔ)[24]。

如果將本文提及的奶中生物活性物質(zhì)按其生理功能分類和真獸類哺乳動物按其幼體獲得母體免疫球蛋白渠道分類，深入應(yīng)用到奶的非營養(yǎng)功研究領(lǐng)域，“奶的非營養(yǎng)功能”的正式定義，在不久的將來也一定會隨著科學(xué)研究的深入而水到渠成，而且將在以后的社會實(shí)踐中得到深化。

新時(shí)期奶業(yè)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)

對人類來說，可食用的哺乳動物奶汁，已成為生活中一類普通的食物資源，因非營養(yǎng)功能的存在，嚴(yán)格意義上來看又顯得不普通。奶的非營養(yǎng)功能像一把鑰匙，開啟了通向傳統(tǒng)食物營養(yǎng)成分之外的另一個(gè)新世界。

2015年，就時(shí)任國際乳品聯(lián)合會（IDF）科學(xué)教育委員會主席Fox教授編著的《Dairy chemistry and biochemistry（second edition）》中，新增的《奶中的生物活性物質(zhì)》一章來看，對奶業(yè)科學(xué)和乳品產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展，都有著深遠(yuǎn)的影響和啟示。一方面，集中總結(jié)了近20 年全球各個(gè)方面奶業(yè)研究探索結(jié)果，確認(rèn)奶汁中存在著大量非營養(yǎng)功能的物質(zhì)，即生物活性物質(zhì)這一事實(shí)；另一方面，又明確提出實(shí)際生產(chǎn)的影響，即乳制品加工過程可能對生物活性物質(zhì)的產(chǎn)生破壞或損傷[2]。因此，在乳制品加工過程中，如何開發(fā)、利用、保護(hù)和保存奶中的生物活性成分，將會是全球乳品工業(yè)目前共同面臨的新的技術(shù)挑戰(zhàn)[25]。

2004年，國際食品法典委員會（CAC）在修訂發(fā)布CAC/RCP 57《CODE OF HYGIENIC PRACTICE FOR milk AND milk PRODUCTS》法典標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，提到過一個(gè)現(xiàn)狀：HTST巴氏消毒的時(shí)間/溫度參數(shù)組合，是依據(jù)多年前的衛(wèi)生基礎(chǔ)（生奶的質(zhì)量和管理水平）而建立的。隨著時(shí)間的推移，行業(yè)不斷向前發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)在全球生奶的衛(wèi)生狀況有了顯著的提高，然而，該標(biāo)準(zhǔn)文本中所規(guī)定的經(jīng)典的工藝參數(shù)，即溫度/時(shí)間的組合，并沒有將衛(wèi)生狀況的進(jìn)步，轉(zhuǎn)化為對微生物控制措施強(qiáng)度的降低，而是一直被轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品保質(zhì)期的延長[26]。開發(fā)、利用、保護(hù)和保存奶中的生物活性成分是奶業(yè)面臨的新的技術(shù)挑戰(zhàn)一個(gè)較早的提法或提醒，但在實(shí)際生產(chǎn)中幾乎沒有產(chǎn)生任何反響。

在我國，2008年“三聚氰胺問題奶粉”事件后，國家各有關(guān)部門和單位聯(lián)合發(fā)力，以奶業(yè)科技進(jìn)步為驅(qū)動力，探索奶業(yè)創(chuàng)新高質(zhì)量發(fā)展，奶業(yè)恢復(fù)和振興步伐持續(xù)加快，奶業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展實(shí)踐取得前所未有的巨大進(jìn)步。奶業(yè)從業(yè)者著眼全球奶業(yè)發(fā)展，找差距、抓機(jī)遇，夯基礎(chǔ)、補(bǔ)短板，其中一大批研究者較早就注意到并提出了應(yīng)對奶業(yè)可能面臨的新技術(shù)挑戰(zhàn)的對策。如2012年起，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所奶業(yè)研究團(tuán)隊(duì)提出了“ 優(yōu)質(zhì)乳是奶業(yè)發(fā)展的方向”“實(shí)施優(yōu)質(zhì)乳工程”等新觀念和具體技術(shù)路徑，倡議在養(yǎng)好奶牛，獲取優(yōu)質(zhì)生乳的同時(shí)，更應(yīng)關(guān)注奶制品加工、銷售全鏈條，特別需要關(guān)注降低熱傷害對奶和奶制品造成的內(nèi)在品質(zhì)降低的傾向性問題，提倡加工的綠色低碳和節(jié)能減排，盡可能多地保留奶中生物活性物質(zhì)，為建設(shè)健康中國貢獻(xiàn)奶業(yè)的力量[27，28]。信息顯示，2014年初，以新技術(shù)和新理念應(yīng)對國際奶業(yè)技術(shù)新挑戰(zhàn)的“國家優(yōu)質(zhì)乳工程”正式在企業(yè)中啟動實(shí)施，截至2020年3月，全國已有25 個(gè)?。▍^(qū)、市）的50 多家企業(yè)示范應(yīng)用，并取得明顯成效。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部連年將“優(yōu)質(zhì)乳生產(chǎn)的奶牛營養(yǎng)調(diào)控與規(guī)范化飼養(yǎng)技術(shù)”列入國家主推農(nóng)業(yè)技術(shù)在全國范圍推廣[29]，2019年“優(yōu)質(zhì)乳標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)”被評為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院百項(xiàng)重大農(nóng)業(yè)科技成果，也是創(chuàng)新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的典型[30]。這是當(dāng)前我國在全球奶業(yè)一體化背景下，正面應(yīng)對奶業(yè)發(fā)展新挑戰(zhàn)具有代表性的實(shí)踐之一，并且正與眾多奶業(yè)研究和實(shí)踐一起，成為持續(xù)推動奶業(yè)全行業(yè)進(jìn)步的力量，也正在奶業(yè)科技創(chuàng)新、技術(shù)變革、產(chǎn)業(yè)升級中，為新時(shí)期我國奶業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和實(shí)現(xiàn)振興發(fā)揮著越來越重要的作用，讓奶及奶制品的營養(yǎng)和健康等功能和作用惠及更多人。C