婁新建 郝力壯 劉書杰 拜彬強*

(1.青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院,西寧 810016;2.青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院,青海省高原放牧家畜動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)重點實驗室,西寧 810016)

牦牛乳被稱為天然濃縮乳,是藏區(qū)牧民生活所必需的各種乳制品的主要來源。由于牦牛乳相對其他常規(guī)乳品產(chǎn)量較少,產(chǎn)地位于高寒地區(qū),地處偏遠,目前我國對于牦牛乳制品的開發(fā)利用還處于初步階段。近些年,為了推動牦牛產(chǎn)業(yè)發(fā)展,針對牦牛乳的開發(fā)研究逐漸增多,而牦牛乳品質(zhì)作為牦牛乳價值挖掘的基礎(chǔ)備受關(guān)注。目前,針對牦牛乳品質(zhì)的研究較多,但大部分都較為片面,本文將從牦牛乳中常規(guī)營養(yǎng)、功能性成分及生物活性因子3方面系統(tǒng)地綜述牦牛乳的品質(zhì),為牦牛乳價值挖掘奠定基礎(chǔ),為青海省綠色有機農(nóng)畜產(chǎn)品輸出基地的建設(shè)提供參考。

1 牦牛乳中常規(guī)營養(yǎng)成分

1.1 蛋白質(zhì)及氨基酸

乳蛋白是牦牛乳中主要的營養(yǎng)成分之一,不同動物乳中乳蛋白含量見表1。牦牛乳中乳蛋白含量為3.43%～6.53%[1-29],平均值為4.88%,而山羊乳、水牛乳、駱駝乳、奶牛乳、馬乳、驢乳、人乳中乳蛋白含量分別為3.72%、4.54%、3.98%、3.09%、2.07%、1.36%、1.40%[30-36],由此可見牦牛乳中乳蛋白含量相對較高,約為人乳的3.5倍。

表1 不同動物乳中常規(guī)營養(yǎng)成分含量

牦牛乳中乳蛋白含量受牦牛品種、產(chǎn)奶月份、草場類型等因素影響,研究發(fā)現(xiàn),10—12月牦牛乳中乳蛋白含量要高于7—9月份[3];高寒草甸牦牛乳的乳蛋白和乳脂含量較溫性草原牧場牦牛乳高[11]。牦牛主要分布在甘肅、青海、西藏、四川等地區(qū),各地區(qū)牦牛乳蛋白含量各不相同,甘肅地區(qū)牦牛乳中乳蛋白含量為3.67%～6.53%[1-8],平均值為5.42%;青海地區(qū)牦牛乳中乳蛋白含量為3.85%～5.82%[5,9-17],平均值為4.97%;西藏地區(qū)牦牛乳中乳蛋白含量為4.57%～5.41%[18-20],平均值為5.09%;四川地區(qū)牦牛乳中乳蛋白含量為3.43%～4.96%[21-29],平均值為4.06%。綜上所述,牦牛乳中乳蛋白含量最高的地區(qū)為甘肅,其次為西藏、青海,四川地區(qū)最低。

大多數(shù)乳中主要含有18種氨基酸,分為必需氨基酸(EAA)以及非必需氨基酸(NEAA)。不同動物乳中氨基酸組成見表2。牦牛乳中總氨基酸(TAA)含量平均值為3 811.12 mg/100 mL[7-8,19-21,28-29,37-38],比山羊乳略高,遠高于奶牛乳、驢乳、馬乳和人乳;牦牛乳中EAA和NEAA含量平均值分別為1 723.80和2 071.87 mg/100 mL[7-8,19-21,28-29,37-38],均高于奶牛乳、驢乳、馬乳和人乳。乳中氨基酸的營養(yǎng)價值不僅取決于氨基酸含量的多少,還取決于氨基酸是否接近人體所需氨基酸的比例。比例越接近,其生物學(xué)價值越高。比例較好的氨基酸組成中EAA/TAA比值應(yīng)在40%左右,EAA/NEAA比值應(yīng)在60%以上。而牦牛乳EAA/TAA比值為47%,接近推薦值40%,EAA/NEAA比值為93%,高于推薦值60%,說明牦牛乳中氨基酸組成適宜,品質(zhì)好。同樣山羊乳、水牛乳、奶牛乳、驢乳、馬乳和人乳氨基酸組成中EAA/TAA比值均接近推薦值。

1.2 乳脂及脂肪酸

乳脂是食用黃油和奶油的主要成分,也是乳制品風(fēng)味的主要來源。牦牛乳中乳脂含量為1.66%～8.51%[1-29],平均值為5.78%。山羊乳、水牛乳、駱駝乳、奶牛乳、馬乳、驢乳、人乳中乳脂含量分別為6.98%、7.31%、3.20%、3.88%、1.08%、1.24%、2.82%[30-36],即牦牛乳中乳脂含量僅低于山羊乳和水牛乳,比駱駝乳、奶牛乳、馬乳、驢乳和人乳分別高出80.63%、48.97%、435.19%、366.13%和104.96%。牦牛乳中的乳脂含量因地理環(huán)境而異,不同地區(qū)牦牛乳中乳脂含量各不相同,甘肅地區(qū)牦牛乳中乳脂含量為4.68%～6.73%[1-8],平均值為5.818%;青海地區(qū)牦牛乳中乳脂含量為4.13%～7.73%[5,9-17],平均值為5.816%;西藏地區(qū)牦牛乳中乳脂含量為5.60%～8.51%[18,20],平均值為6.95%;四川地區(qū)牦牛乳中乳脂含量為1.66%～7.10%[21-29],平均值為5.19%。綜上所述,牦牛乳中乳脂含量最高的地區(qū)為西藏,其次為甘肅、青海,四川地區(qū)最低。不同動物乳中乳脂含量見表1。

乳脂由甘油三酯和脂肪酸構(gòu)成,其中脂肪酸的組成是影響脂肪功能的主要因素。脂肪酸根據(jù)是否含雙鍵及雙鍵的數(shù)量可以分為飽和脂肪酸(SFA)、單不飽和脂肪酸(MUFA)和多不飽和脂肪酸(PUFA)。其中飽和脂肪酸如果攝入過多,會增加人類患心腦血管疾病的風(fēng)險,因此乳中飽和脂肪酸含量過高會影響乳品質(zhì),而不飽和脂肪酸特別是多不飽和脂肪酸含有人體所需的必需脂肪酸[39-41],因此多不飽和脂肪酸含量高是乳品質(zhì)佳的體現(xiàn)。不同動物乳中脂肪酸組成見表3。牦牛乳中飽和脂肪酸含量為58.87～87.40 g/100 g[9,19,42-50],平均值為66.39 g/100 g,明顯低于山羊乳、水牛乳、奶牛乳和驢乳,但遠遠高于人乳;單不飽和脂肪酸含量為11.75～34.78 g/100 g[9,19,42-50],平均值為29.23 g/100 g,高于山羊乳、水牛乳、奶牛乳和驢乳,但低于人乳,多不飽和脂肪酸含量為0.85～8.55 g/100 g[9,19,42-50],平均值為4.20 g/100 g,高于山羊乳和水牛乳,但低于奶牛乳、驢乳和人乳。這表明牦牛脂肪酸組成優(yōu)于山羊乳、水牛乳和奶牛乳。

表3 不同動物乳中脂肪酸組成

除此之外,牦牛乳中功能性多不飽和脂肪酸含量較高,有研究表明,牦牛乳中α-亞麻酸(C18∶3n-3)、共軛亞油酸(CLA)含量均高于荷斯坦奶牛乳、山羊乳和綿羊乳[39-40],二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)含量也較為豐富[41],這些脂肪酸具有抗癌、抗氧化、預(yù)防心腦血管疾病、促進神經(jīng)細胞發(fā)育等功能。

1.3 乳糖及低聚糖

乳糖是哺乳動物乳汁中特有的成分,也是存在于乳中最主要的碳水化合物,具有調(diào)節(jié)腸道菌群、增強免疫力和促進鈣吸收的作用[54]。牦牛乳中乳糖含量為3.39%～6.30%[1-18,20-29],平均值為5.10%,山羊乳、水牛乳、駱駝乳、奶牛乳、馬乳、驢乳、人乳中乳糖含量分別為5.34%、5.01%、5.96%、4.91%、6.70%、6.50%和7.75%[30-36],高于水牛乳及奶牛乳,但低于山羊乳、駱駝乳、馬乳、驢乳、人乳。牦牛乳中的乳糖含量受地理環(huán)境影響而不同,各地區(qū)牦牛乳中乳糖含量并不相同,甘肅地區(qū)牦牛乳中乳糖含量為4.60%～5.47%[1-8],平均值為5.00%;青海地區(qū)牦牛乳中乳糖含量為4.40%～5.89%[9-17],平均值為5.31%;西藏地區(qū)牦牛乳中乳糖含量為3.39%～4.56%[18,20],平均值為4.05%;四川地區(qū)牦牛乳中乳糖含量為3.90%～6.30%[21-29],平均值為5.24%。綜上所述,牦牛乳中乳糖含量最高的地區(qū)為青海,其次為四川、甘肅,西藏地區(qū)最低。不同動物乳中乳糖含量見表1。

同時,Qu等[55]使用膜脫蛋白法研究發(fā)現(xiàn),牦牛乳中含有豐富的功能性低聚糖,如格魯尼亞糖、瓦科斯糖、巖藻糖等,這些低聚糖雖然對人類健康存在潛在的積極影響,但仍需進一步研究;Singh等[56]對牦牛乳進行加工,分離出2種新型乳寡糖,發(fā)現(xiàn)其具有抗腫瘤、抗癌、抗原和免疫刺激活性等作用。

1.4 維生素及礦物質(zhì)

維生素是能維持生物機體正常生長發(fā)育和新陳代謝所必需的一類大分子有機物質(zhì)。不同動物乳中維生素組成見表4。牦牛乳中維生素A、維生素C、維生素D、維生素B1、維生素B2、維生素B3、維生素B6、維生素B12含量均高于普通牛乳,維生素B5含量略低于普通牛乳;牦牛乳中維生素A、維生素D、維生素B2、維生素B6、維生素B12含量高于山羊乳,其他維生素含量均低于山羊乳;牦牛乳中維生素D、維生素B1、維生素B2、維生素B5、維生素B6、維生素B12含量高于人乳,其他維生素含量低于人乳[57]。牦牛乳中富含多種維生素,這可能與牦牛生活在高海拔地區(qū),受到的紫外線照射更加強烈有關(guān)。

表4 不同動物乳中維生素組成

不同地區(qū)的牦牛乳中礦物質(zhì)含量差異較大,這可能與當(dāng)?shù)赝寥乐械V物質(zhì)含量密切相關(guān)。牦牛乳中常量元素鈣的含量為12.33～208.00 mg/100 g[14,18-19,24-25,28-29,58-60],平均值為72.02 mg/100 g,低于山羊乳、綿羊乳、奶牛乳、水牛乳,但高于人乳;磷的含量為72.45～164.00 mg/100 g[14,18,24,28,59-60],平均值為97.83 mg/100 g,低于山羊乳、綿羊乳、水牛乳,但高于奶牛乳、人乳;鉀的含量為69.40～193.81 mg/100 g[14,24,29,58-60],平均值為120.37 mg/100 g,低于山羊乳、綿羊乳、奶牛乳、水牛乳,但高于人乳;鈉含量為0.47～49.29 mg/100 g[14,19,24-25,29,58],平均值為35.98 mg/100 g,低于山羊乳、綿羊乳、奶牛乳、水牛乳,但高于人乳;鎂的含量為1.29～15.41 mg/100 g[14,18-19,24-25,28-29,58-60],平均值為9.21 mg/100 g,低于山羊乳、綿羊乳、奶牛乳、水牛乳,但高于人乳。不同動物乳中常量礦物質(zhì)組成見表5。

表5 不同動物乳中常量礦物質(zhì)組成

牦牛乳中微量元素鐵的含量為548.08～6 390.00 μg/L[18-19,25,28-29,58-59],平均值為2 455.56 μg/L,鋅的含量為3 002.88～29 800.00 μg/L[18-19,25,28-29,58-60],平均值為8 619.95 μg/L,錳的含量為25.00～81 470.00 μg/L[18,25,28-29,58,60,62-63],平均值為4 951.29 μg/L,鈷的含量為0.74～206.00 μg/L[58,60,62-63],平均值為69.19 μg/L,銅的含量為39.39～153 740.00 μg/L[18-19,25,28-29,58-60,62-63],平均值為7 036.21 μg/L,硒的含量為3.35～58.99 μg/L[25,62-63],平均值為24.90 μg/L,牦牛乳中以上幾種微量元素的含量均高于山羊乳、綿羊乳、奶牛乳、水牛乳和人乳。不同動物乳中微量礦物質(zhì)組成見表6。

表6 不同動物乳中微量礦物質(zhì)組成

2 牦牛乳中功能性成分分析

2.1 酪蛋白(casein,CN)

酪蛋白是由乳腺組織自身合成的含磷的酸性蛋白質(zhì),酪蛋白是牛乳中的主要蛋白質(zhì),約占牛乳總蛋白的80%,包括α-酪蛋白(α-casein,α-CN)、β-酪蛋白(β-casein,β-CN)、κ-酪蛋白(κ-casein,κ-CN)等。牦牛乳中酪蛋白具有較高的營養(yǎng)價值和良好的功能特性,被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)和其他行業(yè)。酪蛋白本身具有一定程度的黏度、保濕、乳化性能,可應(yīng)用于食品、制藥業(yè)、化妝品、工業(yè)等領(lǐng)域[64]。

不同動物乳中酪蛋白組成見表7。牦牛乳中α-CN含量為11.52～16.14 g/L[14,65-66,68],平均值為14.88 g/L,是山羊乳、牛乳的1倍多;β-CN含量為12.98～23.34 g/L[14,65-68],平均值為17.62 g/L,遠遠高于山羊乳和牛乳;κ-CN含量為3.78～9.80 g/L[14,65-66,68],波動較大,平均值為5.80 g/L,高于山羊乳和牛乳。

表7 不同動物乳中酪蛋白組成

2.2 乳清蛋白(whey protein)

乳清蛋白主要由α-乳白蛋白(α-lactalbumin,α-La)、β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-Lg)、乳鐵蛋白(lactoferrin,LF)及血清白蛋白(serum albumin,ALB)等組成。其中α-乳白蛋白由乳腺上皮細胞粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成,具有很高的營養(yǎng)價值,其具有提高配方食品中蛋白質(zhì)組成及氨基酸水平、緩解壓力、防止胃黏膜損傷、調(diào)節(jié)腸道菌群和抗癌等作用;β-乳球蛋白具有抗氧化和抗病毒活性的功能。當(dāng)β-乳球蛋白與某些糖類物質(zhì)結(jié)合后,具有一定的抗自由基和抗氧化的作用。乳鐵蛋白是人體重要的免疫蛋白之一,具有增強機體免疫、抗病毒、防止細胞病變等多種功能[70-71]。血清白蛋白是哺乳動物血清中含量最高的蛋白質(zhì),可維持血漿膠體滲透壓,對體內(nèi)代謝物質(zhì)的運輸、營養(yǎng)方面都起著很重要的作用。此外,血清白蛋白還具有免疫功能。

不同動物乳中乳清蛋白組成和含量見表8。牦牛乳中α-乳白蛋白含量為0.30～2.02 g/L[14,29,64,66,72-73],平均值為1.34 g/L,高于奶牛乳、水牛乳、山羊乳,但低于馬乳、駱駝乳、人乳;β-乳球蛋白含量為1.44～6.70 g/L[14,29,64,66,72-73],平均值為4.26 g/L,均高于奶牛乳、水牛奶、馬乳、駱駝乳、山羊乳、人乳;乳鐵蛋白含量為0.003 7～1.01 g/L[29,66,72],平均值為0.40 g/L,與奶牛乳、水牛乳、駱駝乳差距不大,高于山羊乳,與人乳含量相差接近4倍;血清白蛋白含量為0.035～0.97 g/L[29,66,72],平均值為0.26 g/L,均高于奶牛乳、水牛奶、馬乳、駱駝乳、山羊乳、人乳。

2.3 免疫球蛋白(immune globulin,Ig)

Ig是動物免疫系統(tǒng)中最重要的免疫活性物質(zhì)。它是一種具有抗體活性免疫功能的球蛋白,可與相應(yīng)的抗原物質(zhì)結(jié)合,使身體免受細菌和病毒的侵害。IgG、IgA和IgM是牦牛乳中存在的3種主要Ig,其中最重要的Ig類型是IgG[76]。牦牛乳中IgA含量為0.490 7 mg/mL[77],均高于奶牛乳、水牛乳、兔乳、人乳,但與人乳差距很小,與水牛乳差距較大,是水牛乳的10倍;IgG含量為0.362 2 mg/mL[77],高于奶牛乳、水牛乳、人乳,但低于兔乳;IgM含量為0.041 6 mg/mL[77],高于水牛乳、人乳,但低于奶牛乳、兔乳。不同乳中Ig的組成和含量見表9。

表9 不同動物乳中免疫球蛋白的組成和含量

3 牦牛乳中生物活性因子分析

3.1 胰島素樣生長因子-Ⅰ(insulin-like growth factor-Ⅰ,IGF-Ⅰ)

IGF-Ⅰ是由70個氨基酸組成的單鏈多肽,因結(jié)構(gòu)和功能與胰島素相似而命名[81]。IGF-I是存在于乳中的重要功能成分,是最強有力的抗衰老物質(zhì),IGF-Ⅰ可以調(diào)節(jié)血糖和膽固醇含量,提高肌肉細胞增生的能力,幫助肌肉組織形成[82]。不同動物乳中IGF-Ⅰ含量見表10。水牛乳、豬乳、鼠乳、人乳中IGF-I含量都較低,不足20 ng/mL[77,79-80],牛乳的含量略微超過20 ng/mL[78],只有駱駝乳的含量最高,是奶牛乳含量的7倍多,而IGF-I在牦牛乳中含量極低,目前尚未有明確數(shù)據(jù)。不同動物乳中IGF-I含量見表10。

表10 不同動物乳中胰島素樣生長因子-Ⅰ含量

3.2 轉(zhuǎn)化生長因子-β2(transforming growth factor-β2,TGF-β2)

TGF-β2是牦牛乳中一種含量較多的生長因子。TGF-β2具有廣泛的生物學(xué)活性,是一種分泌蛋白,具有多種細胞功能,對胚胎發(fā)育起著至關(guān)重要的作用,同時TGF-β2還具有調(diào)節(jié)機體的免疫功能,是目前研究最多的生長因子之一[86-87]。麥洼牦牛乳中TGF-β2含量為76.41 ng/mL[74],奶牛乳中TGF-β2含量為12～71 ng/mL[86],人乳中TGF-β2含量為1.644 ng/mL[88],麥洼牦牛乳中TGF-β2含量是牛乳的1～6倍,是人乳的46.5倍,人乳中TGF-β2含量與牦牛乳相差甚遠。不同動物乳中TGF-β2含量見表11。

表11 不同動物乳中轉(zhuǎn)化生長因子-β2含量

3.3 乳過氧化物酶(lactoperoxidase,LP)

乳過氧化物酶是存在于乳汁中的一種血紅素蛋白,是一種來自于動物體的過氧化物酶。乳過氧化物酶、硫氰酸根(SCN-)和過氧化氫(H2O2)形成的乳過氧化物酶體系(lactoperoxidase system,LPS)具有殺菌作用,能夠延長鮮乳的保質(zhì)期,是牦牛乳中重要的生物活性物質(zhì)[89]。由于不同地區(qū)的牦牛生存環(huán)境不同,導(dǎo)致乳過氧化物酶的平均酶活性差異很大。麥洼牦牛常乳中乳過氧化物酶平均酶活性為2.95 U/mL,顯著低于九龍牦牛乳(87.84 U/mL)和全奶麥洼牦牛乳(136.27 U/mL)[74]。

4 小 結(jié)

牦牛乳是一種酪蛋白性乳類,其蛋白質(zhì)含量豐富,氨基酸組成比例適宜,乳脂含量高于駱駝奶、奶牛乳、馬乳、驢乳和人乳;牦牛乳中飽和脂肪酸含量低,多不飽和脂肪酸含量高,特別是α-亞麻酸、共軛亞油酸、DHA、EPA等功能性脂肪酸含量較為豐富。牦牛乳中富含功能性低聚糖、維生素A、維生素E和部分B族維生素,礦物質(zhì)含量豐富。除此之外,牦牛乳中富含酪蛋白、Ig等功能性成分,能改善人體免疫功能,同時IGF-Ⅰ、TGF-β2等生物活性因子含量高于其他乳品,對人體健康有積極影響。但是不同地區(qū)牦牛乳營養(yǎng)指標(biāo)差異較大,主要原因可能是不同地區(qū)的海拔不同,海拔不同導(dǎo)致其草場類型、牧草品質(zhì)和季節(jié)氣候存在差異,因而牦牛乳中的營養(yǎng)成分含量也會有所不同。綜上所述,雖然不同地區(qū)牦牛乳營養(yǎng)指標(biāo)差異較大,但是總的來說牦牛乳仍然是一種營養(yǎng)價值高、富含生物活性物質(zhì)的優(yōu)質(zhì)乳類。加之牦牛乳產(chǎn)于高海拔地區(qū),極具稀缺性,這使得牦牛乳擁有較高的價值潛力。