王 蕾,李菊芳,米麗娟,逄金柱,葉興旺,3,劉正冬,3*,閆志遠(yuǎn),3,金青哲,韋 偉*,王興國(guó)
(1 江南大學(xué)食品學(xué)院 食品安全與營(yíng)養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心 江蘇無(wú)錫214122 2 內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)(集團(tuán))股份有限公司 北京101107 3 雅士利國(guó)際集團(tuán)有限公司 廣州 510335)
母乳為嬰兒的生長(zhǎng)發(fā)育提供所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。脂肪約占母乳的3%~5%,是母乳中主要的供能成分,為嬰兒生長(zhǎng)提供約50%的能量、必需脂肪酸以及脂溶性維生素等[1]。近年來(lái),人們對(duì)母乳的脂肪酸組成做了廣泛的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)飽和脂肪酸(Saturated fatty acid,SFA)約占母乳中總脂肪酸的37%~56%,單不飽和脂肪酸(Monounsaturated fatty acid,MUFA)約占25%~43%,多不飽和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acid,PUFA)約占10%~20%[2]。母乳中脂肪酸的含量受地理位置、飲食習(xí)慣、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、哺乳期和母親基因等因素的影響[3-6]。有研究表明,母乳中二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA,C22 ∶6 n-3)的含量與魚(yú)類(lèi)的攝入量顯著相關(guān)[7,8]。最新的一項(xiàng)研究表明,母乳中亞油酸(Linoleic acid,LA,C18∶2 n-6c)含量與大豆和豆制品的消費(fèi)量呈正相關(guān)關(guān)系,而與海產(chǎn)品的消費(fèi)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[9]。
目前的研究幾乎都是通過(guò)歸一化方法將脂肪酸含量以g/100 g 的形式表示[10-12]。將脂肪酸數(shù)據(jù)歸一化雖有許多優(yōu)點(diǎn),但這種方法忽略了由脂肪提取不完全而造成的偏差,不能說(shuō)明母乳中脂肪酸的絕對(duì)含量。Cruz-Hernandez 等[13]報(bào)道了一種以十一烷酸甲酯(C11∶0)為內(nèi)標(biāo)物的方法,通過(guò)計(jì)算不同脂肪酸的相應(yīng)因子,建立了一種可以測(cè)定母乳中脂肪酸絕對(duì)含量的方法。本團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上[14],優(yōu)化母乳脂肪酸甲酯化的前處理方法,以定量分析母乳中碳鏈長(zhǎng)度從4 到24 的脂肪酸含量。
本文將采用絕對(duì)含量的形式表征母乳中脂肪酸含量,并探究哺乳期間母乳中脂肪酸含量的變化規(guī)律以及地理位置對(duì)其的影響。本研究結(jié)果將為嬰兒配方奶粉的研發(fā)和評(píng)估嬰兒的脂肪酸攝入量提供參考。
母乳樣本從中國(guó)6 個(gè)城市采集,分別來(lái)自包頭(40 例)、北京(41 例)、濟(jì)南(20 例)、昆明(33例)、深圳(21 例)和西寧(49 例),由內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)(集團(tuán))股份有限公司提供。母乳樣本采集方案經(jīng)過(guò)北京首都兒科研究所倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(SHERLL2013007)。脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品(C4~C24,18919-1AMP)和十一烷酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品(≥98.0%),美國(guó)Sigma-Aldrich 有限公司;色譜級(jí)甲醇和正己烷,上海百靈威科技有限公司;分析純氨水、無(wú)水乙醇、無(wú)水乙醚、石油醚、氫氧化鉀、無(wú)水硫酸鈉,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
7820 氣相色譜儀,美國(guó)安捷倫科技有限公司;TGL-16B 高速離心機(jī),上海安亭科學(xué)儀器廠;SE812 氮吹儀,上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司;AR2140 電子天平,上海梅特勒-托利多儀器有限公司;HH-W600 數(shù)顯恒溫水浴鍋,金壇市榮華儀器有限公司。
1.3.1 母乳脂肪的提取 采用經(jīng)典的羅茲-哥特里法提取母乳中的脂肪[15]。取5 mL 母乳樣品,加入1 mL 氨水,充分混合后放入(65±5)℃電熱恒溫振蕩水浴鍋中振蕩20 min。取出冷卻至室溫,依次加入5 mL 無(wú)水乙醇、10 mL 無(wú)水乙醚和10 mL 石油醚,將混合物充分振蕩混勻并靜置2 h,待上清液明顯與水相分離,收集上清液。將所用溶劑減半,重復(fù)上述操作,進(jìn)行第2 次提取,得到的上清液與第1 次提取液合并,用氮?dú)鈱⑷軇┐蹈芍梁阒?,得到母乳脂肪,稱(chēng)重后計(jì)算乳脂含量,結(jié)果以g/100 mL 母乳形式表示。
1.3.2 脂肪酸甲酯制備 采用氫氧化鉀-甲醇法制備脂肪酸甲酯[14]。稱(chēng)取一定量上述母乳脂肪于離心管中,加入200 μL 質(zhì)量濃度為5 mg/mL 的C11∶0 脂肪酸甲酯內(nèi)標(biāo)溶液,然后加入800 μL 正己烷,再加入500 μL 濃度為2 mol/L 的氫氧化鉀-甲醇溶液,混合振蕩2 min 使脂肪酸充分甲酯化。加入適量無(wú)水硫酸鈉,振蕩脫水。以10 000 r/min離心3 min,吸取上清液,過(guò)膜后采用氣相色譜進(jìn)行分析。
1.3.3 脂肪酸的定性分析 氣相色譜檢測(cè)條件[16]:色譜柱為DB-Fast FAME 毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm,Agilent,CA,USA);采用氫火焰離子化檢測(cè)器,進(jìn)樣器溫度260 ℃。升溫程序:初始溫度為80 ℃,保持0.5 min;以40 ℃/min 的速度升溫至165 ℃并保持1 min;再以2 ℃/min 的速度升溫至220 ℃,保持1 min。載氣為氮?dú)?,流?5 mL/min;分流比為100∶1;進(jìn)樣體積為1 μL。根據(jù)37種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間對(duì)母乳中脂肪酸進(jìn)行定性。
1.3.4 脂肪酸的定量分析 根據(jù)前期研究結(jié)果[14]對(duì)母乳中脂肪酸進(jìn)行定量。首先,根據(jù)式(1)計(jì)算混合標(biāo)準(zhǔn)品中每個(gè)脂肪酸甲酯的響應(yīng)因子Ri。
式中,mi′——混合標(biāo)準(zhǔn)液中每種脂肪酸甲酯的相對(duì)百分質(zhì)量,%;A0′——混合標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖中C11∶0 的峰面積;m0′——混合標(biāo)準(zhǔn)品C11∶0 的相對(duì)百分質(zhì)量,%;Ai′——混合標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖中每種脂肪酸甲酯的峰面積。
根據(jù)式(2)對(duì)母乳中脂肪酸進(jìn)行定量,結(jié)果以mg/g 脂肪形式表示:
式中,F(xiàn)Ai——母乳中每種脂肪酸的含量,mg/g;m0——加入的內(nèi)標(biāo)C11∶0 的質(zhì)量,mg;Ri——每種脂肪酸的響應(yīng)因子;Ai——樣品的色譜圖中每種脂肪酸甲酯的峰面積;Si——將脂肪酸甲酯轉(zhuǎn)換為脂肪酸的換算系數(shù);A0——樣品的色譜圖中內(nèi)標(biāo)C11 ∶0 的峰面積;m——進(jìn)行甲酯化時(shí)稱(chēng)取的母乳脂肪的質(zhì)量,mg。
采用IBM SPSS Statistics 25 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,用方差分析法(ANOVA)中的Ducan 檢驗(yàn)分析各組數(shù)據(jù)間的顯著性差異,P<0.05 時(shí)認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。采用GraphPad prism 軟件作圖。
本研究所用的204 例母乳來(lái)自全國(guó)6 個(gè)城市的不同哺乳期乳母,根據(jù)哺乳時(shí)間,將母乳劃分為初乳產(chǎn)后0~7 d,共28 例;產(chǎn)后1 月齡乳共67 例和產(chǎn)后4 月齡乳共109 例;根據(jù)母乳采集地點(diǎn),將母乳來(lái)源區(qū)域劃分為包頭(40 例)、北京(41 例)、濟(jì)南(20 例)、昆明(33 例)、深圳(21 例)和西寧(49 例)6 個(gè)地區(qū)。對(duì)不同哺乳期和地理位置的母乳中脂肪含量進(jìn)行分析,結(jié)果如圖1 所示。
圖1 不同哺乳期(a)和不同地區(qū)(b)母乳中脂肪含量Fig.1 Fat content(g/100 mL)of human milk in different lactation periods(a)and different regions(b)
隨著哺乳期的延長(zhǎng),母乳中的脂肪含量會(huì)表現(xiàn)出較大變化[17]。從圖1a 可以看出,從初乳到成熟乳,脂肪含量呈顯著增加趨勢(shì)(P<0.05),由初乳的(2.67±1.09)g/100 mL 增加到1 月齡乳的(3.25±1.08)g/100 mL,進(jìn)而又增加到4 月齡乳的(3.31±1.54)g/100 mL,然而1 月齡乳和4 月齡乳的脂肪含量無(wú)顯著差異(P>0.05)。這與Qi 等[10]和Thakkar等[11]的研究結(jié)果一致,即母乳中的脂肪含量在初乳中最低,在成熟乳中含量最高。
母乳中的脂肪含量還會(huì)受到地理位置的影響。從圖1b 可以看出,濟(jì)南地區(qū)母乳中脂肪含量最高,為(5.07±1.60)g/100 mL;其次是西寧、包頭和北京,約為3.2 g/100 mL;昆明和深圳地區(qū)母乳中脂肪含量最低,均<3.0 g/100 mL。Chen 等[18]發(fā)現(xiàn)哈爾濱地區(qū)成熟乳中脂肪含量【(3.29±1.17)g/100 mL】 低于鄭州 【(3.90±1.41)g/100 mL】 和武漢【(3.89 ± 1.66)g/100 mL】母乳的脂肪含量。Wan等[19]報(bào)道的華北地區(qū)52 位乳母的成熟乳脂肪含量為(4.02±1.43)g/100 mL,推測(cè)不同地區(qū)母乳中脂肪含量的差異可能與母親的個(gè)體差異和母親的膳食習(xí)慣有關(guān)。
使用氣相色譜對(duì)母乳中脂肪酸組成進(jìn)行分析,共鑒定33 種脂肪酸,包括出14 種SFA、8 種MUFA 和11 種PUFA,并根據(jù)內(nèi)標(biāo)物C11 ∶0 的添加量,計(jì)算了母乳中脂肪酸的含量(mg/g 脂肪),不同哺乳期母乳中脂肪酸的含量如表1 所示。
表1 不同哺乳期母乳的脂肪酸含量(mg/g 脂肪)Table 1 Fatty acids concentration in human milk during lactation(mg/g Fat)
在3 個(gè)哺乳期中,總SFA 在初乳中的含量最低,為324.30 mg/g 脂肪,在1 月齡乳和4 月齡乳中含量相似,為341.14 mg/g 脂肪和339.94 mg/g脂肪,然而3 個(gè)哺乳期中SFA 的含量無(wú)顯著性差異(P>0.05)。棕櫚酸(C16∶0)是含量最豐富的SFA,在整個(gè)哺乳期中含量比較穩(wěn)定,約為192 mg/g 脂肪。何光華等[20]發(fā)現(xiàn)滬浙地區(qū)產(chǎn)后0~12 個(gè)月母乳中C16∶0 的含量穩(wěn)定在20%,與本文的研究結(jié)果相似。此外,隨著哺乳期延長(zhǎng),硬脂酸(C18∶0)含量顯著增加(P<0.05),由初乳中49.18 mg/g脂肪增加到1 月齡乳的57.02 mg/g 脂肪進(jìn)而又增加到61.81 mg/g 脂肪。3 種中鏈脂肪酸(C8 ∶0、C10 ∶0 和C12∶0)均在1 月齡乳中表現(xiàn)出最高含量,在初乳中含量最低。這可能是因?yàn)殡S著哺乳期延長(zhǎng),嬰兒對(duì)能量的需求增加,而中鏈脂肪酸在體內(nèi)水解后,直接經(jīng)門(mén)靜脈運(yùn)輸至肝臟,能夠快速為嬰兒提供能量[21]。此外,母乳中的中鏈脂肪酸來(lái)自于乳腺細(xì)胞的從頭合成,而哺乳早期乳腺的代謝尚未成熟,因此初乳中的中鏈脂肪酸含量較低[22]。
隨著哺乳期延長(zhǎng),母乳中總MUFA 含量顯著下降(P<0.05),由初乳中的361.02 mg/g 脂肪減少到1 月齡乳的331.41 mg/g 脂肪又減少到4 月齡乳的321.05 mg/g 脂肪,這與Giuffrida 等[23]報(bào)道的MUFA 在不同哺乳期之間的變化趨勢(shì)一致。油酸(C18∶1 n-9c)是母乳中含量最多的脂肪酸[2],在本研究中,C18∶1 n-9c 在初乳中含量顯著高于1 月齡乳和4 月齡乳(P<0.05),初乳中含量為327.68mg/g 脂肪,而在1 月齡乳和4 月齡乳中僅為約300 mg/g 脂肪。母乳中另一含量豐富的MUFA,棕櫚油酸(C16∶1 n-7)在4 月齡乳中的含量顯著低于初乳和1 月齡乳(P<0.05)。
由表1 還可以看到,初乳中總n-6 PUFA 的含量為159.77 mg/g 脂肪,顯著低于1 月齡乳和4月齡乳中總n-6 PUFA 的含量(P<0.05)。亞油酸(LA,C18∶2 n-6c)是含量最豐富的n-6 PUFA,其含量隨著哺乳期延長(zhǎng)表現(xiàn)出顯著增加的趨勢(shì),從初乳的134.22 mg/g 脂肪增加到1 月齡乳的160.52 mg/g 脂肪(P<0.05)進(jìn)而又增加到174.08 mg/g 脂肪(P<0.05)。這與本實(shí)驗(yàn)室前期檢測(cè)的無(wú)錫地區(qū)不同哺乳期母乳中C18∶2 n-6c 的增長(zhǎng)趨勢(shì)一致[14]。母乳中花生四烯酸(Arachidonic acid,ARA,C20∶4 n-6)含量在哺乳期間表現(xiàn)出顯著降低的趨勢(shì)(P<0.05)。與哺乳期間總n-6 PUFA 含量變化趨勢(shì)一致,母乳中總n-3 PUFA 含量雖隨著哺乳期延長(zhǎng)也表現(xiàn)出增加的趨勢(shì),但變化不顯著。亞麻酸(α-Linolenic acid,ALA,C18∶3 n-3)作為含量最豐富的n-3 PUFA,在整個(gè)哺乳期表現(xiàn)出顯著增加的趨勢(shì)(P<0.05),初乳中C18∶3 n-3 含量?jī)H為9.74 mg/g 脂肪,而在4 月齡乳中可以達(dá)到15.08 mg/g 脂肪。母乳中的DHA(C22∶6 n-3)在初乳中的含量(3.82 mg/g 脂肪)顯著高于1 月齡乳(2.51 mg/g 脂肪)和4 月齡乳中的含量(2.64 mg/g 脂肪)。LA/ALA 的比值在1 月齡乳中最低,約為14,而3 個(gè)哺乳期LA/ALA 的比值無(wú)顯著性差異,這與前期的研究結(jié)果一致[10,24]。ARA/DHA 的比值在1 月齡乳中最高,約為1.93,且顯著高于4月齡乳(P<0.05)。
不同地區(qū)母乳中脂肪酸的含量如表2 所示。濟(jì)南和北京母乳中總SFA 含量較高,均約為350 mg/g 脂肪;而深圳和西寧兩地母乳中總SFA 含量較低,均<330 mg/g 脂肪;包頭和昆明兩地母乳中總SFA 含量接近,約為343 mg/g 脂肪。包頭地區(qū)的母乳含有最高的C8 ∶0、C10 ∶0 和C12 ∶0 含量,分別為0.89,9.61 mg/g 脂肪和36.41 mg/g 脂肪。北京、濟(jì)南和昆明3 地母乳中C16∶0 的含量顯著高于包頭、深圳和西寧地區(qū)(P<0.05)。包頭、濟(jì)南和昆明地區(qū)母乳中C18∶0 含量(>60 mg/g 脂肪)高于其它3 座城市(<55 mg/g)。
表2 不同地區(qū)母乳中脂肪酸含量(mg/g 脂肪)Table 2 Fatty acids concentration in human milk from different cities(mg/g Fat)
不同地區(qū)母乳中總MUFA 含量表現(xiàn)出較大差異。其中,昆明和西寧兩地母乳中總MUFA 含量顯著高于其它城市(P<0.05)。6 地區(qū)母乳中含量最豐富的脂肪酸均是C18∶1 n-9c,而不同地區(qū)母乳中C18∶1 n-9c 含量表現(xiàn)出較大差異。昆明地區(qū)母乳含有最多的C18∶1 n-9c(333.63 mg/g 脂肪),其次為西寧(317.10 mg/g 脂肪),然后是濟(jì)南(301.23 mg/g 脂肪),包頭、北京和深圳3 地母乳中C18 ∶1 n-9c 含量較為接近,約為286 mg/g 脂肪。已有文獻(xiàn)報(bào)道,高油酸飲食會(huì)導(dǎo)致母乳中的C18∶1 n-9c含量升高[25],因此各地區(qū)母乳中C18∶1 n-9c 含量的差異反映出各地區(qū)乳母攝入膳食脂肪類(lèi)型的差異。此外,包頭和北京兩地母乳中C16∶1 n-7 的含量顯著高于深圳和西寧兩地(P<0.05);濟(jì)南和昆明兩地母乳中C16∶1 n-7 的含量比較接近,分別為14.00 mg/g 脂肪和14.54 mg/g 脂肪。
地理位置對(duì)母乳中PUFA 含量的影響也比較明顯,其中以C18∶2 n-6c 最為顯著。母乳中C18∶2 n-6c 含量最高的城市是深圳,為206.35 mg/g 脂肪;其次是包頭和北京,分別為178.41 mg/g 脂肪和170.72 mg/g 脂肪;而昆明地區(qū)母乳中C18 ∶2 n-6c 含量最低,僅為133.05 mg/g 脂肪。包頭和西寧兩地區(qū)母乳中C18∶3 n-3 含量顯著高于其余4個(gè)城市(P<0.05);濟(jì)南和深圳兩地母乳中DHA 含量顯著高于包頭、北京、昆明、西寧地區(qū)(P<0.05)。這與Urwin 等[26]發(fā)現(xiàn)的沿海和沿湖城市母乳中DHA 含量高于內(nèi)陸地區(qū)的結(jié)果相一致。
對(duì)于嬰幼兒來(lái)說(shuō),維持LA 和ALA 以及ARA和DHA 之間的攝入平衡對(duì)認(rèn)知、視力和免疫等功能的發(fā)育非常重要[27]。如表2 所示,不同城市母乳中LA/ALA 比值的差異比較明顯(P<0.05)。深圳、北京、濟(jì)南、包頭3 地母乳中LA/ALA 比值較高且超出了國(guó)內(nèi)外的推薦值【(5∶1)~(15∶1)】[28],其次為昆明,最低的城市為西寧。母乳中ARA/DHA 的比值則表現(xiàn)出LA/ALA 比值相反的趨勢(shì),即西寧和包頭兩地母乳中ARA/DHA 的比值顯著高于深圳和濟(jì)南兩地(P<0.05)。Liu 等[12]對(duì)比分析了山東、長(zhǎng)春、重慶、廣州和呼和浩特5 個(gè)地區(qū)母乳中脂肪酸組成的差異,發(fā)現(xiàn)5 座城市母乳中LA/ALA 比值范圍為10~34,其中山東和廣州兩地母乳中擁有較高的LA/ALA 比值,長(zhǎng)春、重慶和呼和浩特母乳中擁有較高的ARA/DHA 的比值,與本文的研究結(jié)果相似。母乳中脂肪酸的組成在很大程度上受到飲食習(xí)慣的影響[29],對(duì)于那些擁有較高LA/ALA和ARA/DHA 比值的城市,可能需要提高母親膳食總n-3 系列脂肪酸的攝入量。
目前對(duì)于母乳中脂肪酸絕對(duì)含量的報(bào)道比較少,本文總結(jié)了目前研究中關(guān)于母乳脂肪酸絕對(duì)含量的數(shù)據(jù),并對(duì)不同國(guó)家的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較,結(jié)果如表3 所示。
表3 8 個(gè)國(guó)家成熟乳中脂肪酸含量(mg/100 mL)Table 3 Fatty acids concentration in mature human milk from eight countries(mg/100 mL)
由表3 可知,新加坡和哥倫比亞兩國(guó)母乳中幾乎所有脂肪酸含量均高于其它國(guó)家,可能是母乳樣本的個(gè)體差異。此外,不同國(guó)家母乳中脂肪酸組成和含量差異較大,這可能與檢測(cè)方法以及各國(guó)哺乳期婦女的飲食結(jié)構(gòu)有關(guān)。除新加坡和哥倫比亞之外,中國(guó)母乳中C18∶1 n-9c 和C18∶2 n-6c 含量高于其它國(guó)家。Yuhas 等[8]分析了世界范圍內(nèi)9 個(gè)國(guó)家母乳中脂肪酸含量,發(fā)現(xiàn)中國(guó)和加拿大母乳中C18∶1 n-9c 含量最高;智利和墨西哥母乳中C18∶2 n-6c 含量最高,其次是中國(guó)。母乳中脂肪酸組成與各個(gè)國(guó)家攝入的食用油種類(lèi)有關(guān),例如,南美洲是玉米的原產(chǎn)地,因此當(dāng)?shù)鼐用窨赡芤愿缓珻18∶2 n-6c 的玉米油作為主要的食用油來(lái)源。在中國(guó),油菜和大豆是主要的油料作物,因此中國(guó)母乳中較高含量的C18 ∶1 n-9c 和C18 ∶2 n-6c 可能來(lái)源于油菜籽油和大豆油。此外,由表3還可以發(fā)現(xiàn)中國(guó)母乳中C20∶1 n-9 和C22∶1 n-9的含量高于其它國(guó)家,這也反映出中國(guó)哺乳期婦女較高的油菜籽油攝入量。
本文采用氣相色譜法測(cè)定了204 例母乳中脂肪酸的含量,研究了哺乳期和地理位置對(duì)母乳中脂肪酸含量的影響。結(jié)果表明,隨著哺乳期延長(zhǎng),母乳脂肪含量顯著增加,飽和脂肪酸含量在整個(gè)哺乳階段較為穩(wěn)定,不飽和脂肪酸的含量隨著哺乳期變化而變化。特別地,與成熟乳相比,初乳含有更高含量的長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸如ARA 和DHA。不同城市間母乳脂肪酸的含量表現(xiàn)出較大差異,這可能反映出乳母膳食結(jié)構(gòu)的差異,因此需要更進(jìn)一步的研究來(lái)探究膳食與母乳脂肪酸組成之間的關(guān)系。結(jié)合母乳脂肪含量數(shù)據(jù),對(duì)比了8 個(gè)國(guó)家母乳中脂肪酸的含量,發(fā)現(xiàn)中國(guó)母乳中C18∶1 n-9c、C20∶1 n-9 和C22∶1 n-9 含量高于其它國(guó)家。