羊奶营养研究进展及羊乳基婴儿配方奶粉开发

2018-08-15逄金柱米丽娟刘正冬

中国食物与营养 2018年7期

逄金柱，米丽娟，刘正冬

(内蒙古欧世蒙牛乳制品有限责任公司研发中心，北京 101107)

牛奶和羊奶都可以作为婴儿配方奶粉的乳基来源[1-2]，但二者营养素构成和含量存在明显的差异，羊奶的蛋白质构成、非蛋白氮含量、脂肪酸构成和寡糖种类与牛奶相比更接近于人乳而被用于开发婴儿配方羊奶粉。预计到2019年，全球婴幼儿配方奶粉销售额可达706亿美元，而中国是世界上最大的婴幼儿配方市场，销售额年增长率约14%[3]，这其中牛乳基婴幼儿配方奶粉依然占据绝大部分市场。羊乳基婴幼儿配方奶粉由于其特有的营养特性和潜在的健康益处，日益受到消费者欢迎，其市场份额也在不断扩大。本文就羊奶的营养特性及在婴儿配方奶粉开发应用中的研究进行综述。

1 羊奶中营养成分研究

1.1 蛋白质

山羊奶和牛奶中蛋白质成分的组成和含量具有明显差异性(表1)，与牛奶相比，山羊奶中αS1酪蛋白含量明显更低，而αS2酪蛋白含量稍多，β和κ酪蛋白含量明显高于牛奶[4-5]。研究显示，β酪蛋白在胃的酸性环境下形成的是较小的和松软的絮凝物。αS1酪蛋白在胃中容易形成大而硬的凝块而影响其吸收；同时，酪蛋白微胶粒的结构和矿化程度也会影响其吸收。所以奶中αS1酪蛋白含量越多，消化所需要的时间就越长。由于羊奶中含有较少的αS1酪蛋白和较多的β酪蛋白，因此羊奶蛋白质比牛奶更容易消化吸收。凝乳张力是反映凝乳软硬度的一个指标，山羊奶的凝乳张力范围为10～70g，平均值为36g，而牛奶的凝乳张力范围为15～200g，平均值为70g。凝乳张力低的奶类更容易消化，这也与奶中较低含量的αS1和较高含量的β酪蛋白有关。数据表明，羊奶在胃中消化约需20min，而牛奶则需要2～3h[6]，而且96%羊奶酪蛋白可以在胃中被水解，而牛奶酪蛋白只有76%～90%被水解，人乳酪蛋白则全部被水解[7]。另外，羊奶蛋白质比牛奶蛋白的致敏性低，也是由于羊奶中αS1酪蛋白含量少而β酪蛋白含量多。有报道称，约30%～40%对牛奶过敏的儿童在食用羊奶后能减轻或不发生过敏[4，8]。也有研究认为，山羊奶并不比牛奶有更低的致敏性[9]。虽然EFSA专家组认为山羊奶蛋白是婴幼儿配方奶粉适合的蛋白质来源[10]，但ESPGHAN委员会还是强调对于牛奶蛋白过敏的婴儿应严格限制食用山羊奶[11]。

表1 山羊奶和牛奶中蛋白质含量[5] 单位：g/100g蛋白质

山羊奶和牛奶中的总氨基酸构成也不尽相同。以氨基酸的绝对含量(mg/100g奶液)计，山羊奶中除了酪氨酸和丝氨酸与牛奶没有差异外，其余氨基酸含量都显著高于牛奶。以氨基酸的相对含量计(g/100g氨基酸)，山羊奶中亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸显著高于牛奶，而蛋氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、甘氨酸和丝氨酸则低于牛奶[5](表2)。山羊奶中非蛋白氮占总氮的比例为5%～8%，与牛奶相比，山羊奶含有更高水平的核苷酸、游离氨基酸、尿素、唾液酸，其非蛋白氮的组成更接近母乳。山羊乳粉和牛全乳粉中游离氨基酸的组成和含量有差异(表3)。山羊奶粉中含量最丰富的游离氨基酸依次是牛磺酸、甘氨酸和谷氨酸。牛磺酸作为人乳中第二大游离氨基酸，在牛全乳粉中的含量远低于山羊全乳粉[12]。山羊奶唾液酸含量230mg/L，牛奶仅为60mg/L。山羊奶、绵羊奶和牛奶中核苷酸的含量分别为154、93、68μmol/100 mL，其初乳的含量分别是271、499、58μmol/100 mL[4]。

表2 山羊奶和牛奶的氨基酸构成[5]

表3 山羊乳粉和牛乳粉中游离氨基酸含量[12](mg/100mL，13%w/v)

1.2 脂类

乳中脂类的含量为2.5%～5%，其中绵羊奶中含量最高，其次是山羊奶和牛奶。羊奶中脂肪球颗粒小于牛奶，绵羊奶和山羊奶脂肪球直径绝大部分都小于3.5μm(绵羊奶65%的脂肪球直径小于3.0μm)，而牛奶脂肪球直径为4.55μm[4]。因此，羊奶中脂肪球总表面积明显大于牛奶，脂肪与消化酶的接触面积增大，易于消化吸收。离体实验也证明山羊奶中脂肪的消化率要显著高于牛奶[13]。山羊和绵羊奶中都含有很高比例的短链和中链脂肪酸，尤其是己酸(C6：0)、辛酸(C8：0)和癸酸(C10：0)又分别叫羊油酸、羊脂酸和羊蜡酸。山羊奶中，中链脂肪酸(MCFA)C6-14占总脂肪酸的比例为32.42%，而牛奶中仅有23.10%[5](表4)。

表4 山羊奶和牛奶中的脂肪酸构成[5](总脂肪酸，%)

在人体消化、吸收和代谢途径中，中链脂肪酸与长链脂肪酸明显不同。中链甘油三酯在人体内的消化吸收则是直接通过小肠毛细血管进入门静脉直接运输到肝脏，在肝脏内迅速高效地被分解产生能量，其消化吸收速度是普通长链脂肪酸的4倍，代谢速度是其10 倍[14]，而且在胰腺脂肪酶或胆汁盐缺乏时，中链脂肪酸仍旧能够被吸收，而该情况下长链脂肪酸却不能被吸收[15]，另外中链脂肪酸不需要肉碱转运而能直接进入线粒体进行氧化，而长链脂肪酸必须在肉碱转运下才能进入线粒体氧化。

山羊奶中还含有较多的共轭亚油酸(CLA)和长链多不饱和脂肪酸(LCPUFA)，而且ω-3 LCPUFA含量高于牛奶，山羊奶中长链不饱和脂肪酸中的亚油酸(C18：2 ω-6)、共轭亚油酸(CLA)、亚麻酸(C18：3 ω-3)和神经酸(C24：1)含量也高于牛奶。山羊奶中长链多不饱和脂肪酸ω-6/ω-3值为5.49，而牛奶中为10.49(表4)，而且有研究报道，山羊奶中大部分中短链脂肪酸(C4-C8)酯化在Sn-3位，而长链的脂肪酸主要酯化在Sn-2位[4-5]。

1.3 碳水化合物

山羊奶中乳糖含量略低于牛奶，约为0.2%～0.5%；绵羊奶中虽然与牛奶中的含量差不多，但由于绵羊奶中脂肪和蛋白质含量远高于牛奶，由此乳固体的含量也远高于牛奶，因此乳糖占乳固体的比例还是低于牛奶(分别为22%～27% VS 33%～40%)[4]。虽然乳糖含量相差不是很大，但有研究认为，山羊奶很少引起乳糖不耐受[16]。另外，虽然同为乳糖，但以山羊奶制备的乳糖原料中游离唾液酸和低聚半乳糖的含量都明显高于牛奶来源的乳糖[17]。山羊奶中低聚寡糖的含量约为牛奶中的5～8倍，羊奶中低聚寡糖含量约为0.25～0.3g/L，而且羊奶中含有岩藻糖化和唾液酸化的寡糖，种类和结构更接近于人乳寡糖[18-19]。

1.4 维生素和矿物质

山羊奶中维生素A含量高于牛奶，与人乳中的含量相当。山羊奶中维生素C含量也高于牛奶。由于山羊奶中叶酸结合蛋白的含量明显高于牛奶(12μg/mL VS 8μg/mL)，因此山羊奶中叶酸和维生素B12的水平很低[8]。羊奶中矿物质受季节和喂养因素的影响波动很大，但总体讲，山羊奶中的钙、磷、钾、铜、锌、硒等矿物质含量高于牛奶[4]。

2 羊乳基婴儿配方奶粉的临床研究

一项双盲随机对照研究，72名出生72h的新生儿分为山羊奶粉组(GMF)和牛乳基婴儿奶粉组(CMF)，一直喂养到168d。研究显示，喂养期间2组婴儿的体重增长，身长和头围都没有显著差异，肠道耐受良好，没有明显的不良反应。GMF组婴儿平均每天的肠道蠕动频率明显多于CMF组(2.4 VS 1.7，P=0.01)，分析这与2种奶粉中的脂肪有关，GMF是羊脂肪和部分植物油，CMF全部是植物油；此外，也可能与乳糖有关[20]。另一项双盲随机对照研究，200名2w龄健康足月婴儿，分为羊奶粉组(GIF)和牛乳基婴儿奶粉组(CIF)，喂养干预到4月龄，随访至12月龄,101名母乳喂养婴儿为对照组。研究显示，2组配方奶粉喂养婴儿的体重、身长、头围和体重/身长的Z-score评分无显著差异，皮炎发病率、医生诊断食物过敏以及其他一些不良反应也无明显差异；2组之间，血清白蛋白、血红蛋白、血细胞压积、铁蛋白含量没有显著差异，GIF组婴儿血尿素、肌酐和叶酸水平低于CIF组。2组婴儿血清所有氨基酸水平都不低于母乳喂养婴儿，GIF组婴儿血清缬氨酸(Val)、苯丙氨酸(Phe)水平高于CIF组，而异亮氨酸(Ileu)和色氨酸(Thr)低于CIF组，其余必需和条件必需氨基酸无明显差异[21]。Xu MH等[22]的双盲随机对照研究也发现，羊乳基婴儿奶粉组(GMF)和牛乳基婴儿奶粉组(CMF)2组喂养婴儿的生长发育指标(体重、身长、头围)、血液微量元素、尿液和粪便指标都没有显著差异。而且Tannock GW等[23]对足月健康婴儿的多中心、随机双盲对照研究发现，羊乳基婴儿配方奶粉喂养后肠道细菌构成比牛乳基奶粉更接近母乳喂养婴儿。