乳粉及乳制品中酪蛋白含量及产地关联性的分析

孙姗姗 李刚 罗娇依 梁瑞强 曹进 陈启 刘英华

摘 要：目的：考察不同产地、不同类型乳产品中αs1-、αs2-、β-、κ-酪蛋白四种亚型的含量比例及总含量，为临床营养师和食品监管机构提供科学依据。方法：采用新型质谱定量技术对106批次国内外乳原料及乳制品中酪蛋白四种亚型含量进行分析，通过合成特异性标准多肽，进行内标法定量。结果：国内外乳原料、婴幼儿配方乳粉、普通营养调制乳粉和液态乳中酪蛋白总含量平均值分别为14.79、3.47、12.66、1.95g/100g。中国国产以上四类乳产品中酪蛋白总含量平均值分别为15.08、4.17、11.66、2.06g/100g，除普通营养调制乳粉外，其余三类均高于本次分析国内外样本量的平均值。酪蛋白含量丰富的产品与优质奶源产地之间不存在完全正相关的关系。另外，本研究还发现了酪蛋白四种亚型之间的含量比例在不同类型乳产品中呈规律性分布。结论：酪蛋白作为乳产品中丰度最高的营养性蛋白，其总含量及亚型之间的比例可以作为指征乳产品优劣程度和食品检验的精准判断标准。

关键词：酪蛋白;乳粉;乳粉原料;液态乳;含量比例;食品检验

酪蛋白是一种具有热稳定性和柔性的重要蛋白，在乳中以胶束形式存在，可用于食品原料、冰淇淋的稳定剂、啤酒澄清剂、果汁脱色剂、微生物培养基，其水解产物可以载运多种矿物质及微量元素[1]。酪蛋白分子量较大，根据一级结构的不同分为αs1-、αs2-、β-、κ-酪蛋白四种亚型，是牛奶中主要的过敏原[2]，因此，对于消化力不强、体质较弱的中老年、婴幼儿人群以及军事和体力训练较大的战士和运动员等人群，其摄入量要格外关注。因此，乳粉及乳制品中酪蛋白的含量及质量成为选择乳制品优劣的必要条件，乳粉及乳制品中酪蛋白含量分布特征需要精准的检测方法测定和大规模的样品量的统计分析。传统的检测方法有基于免疫学分析技术的酶联免疫吸附法[3]、火箭电泳免疫法[4]、时间分辨荧光免疫法[5]、生物传感器技术[6]、免疫胶体金法[7]、聚合酶链式反应法[8]、毛细管电泳法[9]、液相色谱法[10]以及基于机制辅助激光解吸飞行时间质谱法[11]等。但本研究采用串联四级杆质谱法同时对酪蛋白四种亚型检测，既保证了高效率的分析大样本量，又达到精确定量样品的目的。采集到的不同地区产品的酪蛋白含量经特性分析更有利于营养师对有个体差异缺乏营养的人群进行针对性指导。

1 材料与方法

检测原理为液相色谱串联质谱测定酪蛋白特征肽段，同位素内标法定量。使用Waters UPLC-Vevo TQ-S液相色谱串联三重四级杆质谱仪以及Masslynx质谱软件（美国沃特世科技有限公司）;αs1-、αs2-、β-、κ-酪蛋白特异性肽段标准品由上海吉尔生化有限公司合成并提供，具体纯度以及肽段序列参见文献[12]。样品处理及分析检测条件依据文献[12]操作，乳粉样品采购于北京地区物美连锁超市、山姆会员店等商店;乳粉原料采购于淘宝网络平台以及阿里巴巴采购网络平台。

2 结果与分析

2.1 国内外乳粉原料中酪蛋白含量的分析

乳粉原料质量的优劣直接影响散装调制乳粉以及衍生奶制品的营养参数，从表1、图1可以看出，我国乳粉原料的产地当中除内蒙古外，辽宁、黑龙江、江苏、山东等省的酪蛋白含量均高于总体分析的平均值（14.79g/100g），中国国产的原料乳粉总体质量较好，平均检测值为15.08g/100g。知名国外品牌恒天然的原料乳粉75%的检验结果未达到总体分析平均值，由于样品采集于不同的地点，发现批次之间有较悬殊的差异性，最高值为19.42 g/100g，最低值仅为10.97 g/100g。

2.2 国内乳制品中酪蛋白含量的分析

中國国内的乳粉和液体乳产品经本次检验后结果较理想，其中涉及到12个国产大中型企业品牌的产品，样品类型主要为婴幼儿配方乳粉和营养调制乳粉，液体乳样品包含了儿童奶、早餐奶、复合营养奶、无乳糖奶、强化营养蛋白奶等。婴幼儿配方乳粉和营养调制乳粉中的酪蛋白含量有着明显的区别，国产产品的平均值分别为4.17、11.66g/100g（表2）。营养调制乳粉多来自于以上评价过的原料乳粉，进行其他营养素的添加调配混匀后分装，其酪蛋白含量略低于原料乳粉中的含量，结果较为合理。结果发现，品牌7的速溶高钙奶粉中酪蛋白含量显著低于其他同类产品，仅为 5.05g/100g，可以分析出营养性蛋白的减少会使乳产品的溶解性增加。本次分析的配方粉样品均为1段，0～6个月的婴幼儿配方乳粉，不同品牌间酪蛋白含量分布在3.25～4.79 g/100g之间，观察图2，品牌4和品牌6的酪蛋白含量略低于平均值，产品间差异不大。另外，我国液态乳产品中酪蛋白含量较平稳，平均值为2.06g/100g（表3），虽然品牌5、品牌10、品牌11、品牌12的产品含量平均值低于液态乳平均值（图3），但除品牌12的产品外，其余产品差异并不显著。

2.3 国内外乳制品中酪蛋白含量的比较

将我国营养调制乳粉、婴幼儿配方乳粉和液体乳的产品结果与国外产品相比较，发现我国婴配粉和液体乳中的酪蛋白含量水平高于本次总体样本量的平均值，总体平均值分别为3.47、1.95g/100g（表4～5）。尤其是中国的婴幼儿配方粉产品，营养蛋白含量最高，优于荷兰、丹麦、瑞士、爱尔兰等国的产品。液体乳产品中营养蛋白含量最高的产品来自于日本，其次是丹麦和中国，而新西兰和韩国的产品营养蛋白含量较低。另一方面，我国营养调制粉的结果略低于国外水平（图4～5），总体样本量平均值为12.66g/100g。就同类型的高钙速溶奶粉而言，新西兰的产品中酪蛋白含量（14.32g/100g）远高于中国的速溶奶粉（品牌7的酪蛋白含量为5.05 g/100g），可能是因为不同的营养配方及生产工艺可以增加产品的溶解速率同时兼顾营养性蛋白的含量。在此方面产品的开发技术上，新西兰等国外企业具有领先的优势。3529DBB4-0592-409E-B621-2A611E9124B9

2.4 四种酪蛋白亚型比例分布

本研究的检测方法可以同时测定酪蛋白的四种亚型的含量，可分析出各成分的分布比例。结果数据为两大分类，主要根据产品的状态不同而产生的差异。无论是液体乳产品还是乳粉产品，β-酪蛋白的含量最高，其次是αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、κ-酪蛋白，液体乳产品比例大致为30∶11∶8∶1，乳粉产品比例大致为8∶5∶3∶1。含量从高到低的顺序不变的情况下，个别亚型的含量比例略有浮动，例如κ-酪蛋白的含量在乳粉中是液体乳的3倍。αs1-酪蛋白和αs2-酪蛋白的含量比例也略高于液体乳含量比例，反之，β-酪蛋白的含量比例却比液体乳产品下降了接近15%（表6）。

3 讨论

液态鲜牛乳中蛋白质总量大约占产品的3%～3.6%[13]，酪蛋白绝对含量经多篇文献报道采用双缩脲法、等电点法、凯氏定氮法测定后的范围在2.5%～3%之间，酪蛋白占总蛋白质的质量分数大约为86%[14-15]。结合本研究的测定结果，液态乳的平均检测结果为1.95g/100g，约占产品的2%，比李宏梁[15]采用凯氏定氮法测定的结果偏低，这可能是因为质谱检测方法专属性引起的差异，排除了牛乳中非蛋白氮物质的影响，全脂奶粉非蛋白氮含量在4%～7%之间，婴幼儿奶粉的非蛋白氮含量变化范围较大（5%～15%）[16]，该物质的影响因产品的基质不同有不同程度干扰。对于调制乳粉而言，由于国内外生产工艺、配方的差异，本次测定的酪蛋白含量在5.05～21.63g/100g之间浮动，据报道的调制粉总蛋白质含量在7～37g/100g之间浮动[17]。按最低值和最高值折算，调制粉中的酪蛋白占总蛋白的质量分数大约为58%～71%，低于牛乳中的酪蛋白占总蛋白的质量分数（86%），可能是由于配方中强化了其他蛋白质物质，例如乳铁蛋白、酪蛋白磷酸肽等，改变了总蛋白含量。其次，本次国内外婴幼儿配方乳粉中酪蛋白的含量为2.76～4.97g/100g，但经查阅文献可知，婴幼儿配方乳粉的蛋白质含量在13.8～19.2g/100g之间[18]，经计算，质量分数酪蛋白占总蛋白的20%～26%。由于按照国家标准GB 10765[19]和GB 10767[20-21]的要求检测婴幼儿配方乳粉，乳清蛋白含量不得低于60%总蛋白的规定，本次测定酪蛋白的质量分数低于乳清蛋白质量分数也较为合理。由于国家标准对酪蛋白含量未做出明确的检测规定，所以，目前关于婴配粉中酪蛋白占总蛋白的质量分数没有相关数据可供良好的评估。

另一方面，清楚分析了酪蛋白各亚型之间的分布比例，并且归类了不同类型乳产品的亚型比例。但本次检测结果与多年前文献报道的比例结果略有不同，之前报道的αs1-型和β-型的含量大致相同，比例在40%～45%左右[22]，本研究结果为β-型比αs1-型含量高出了1.48～2.58倍，在45%～60%之间，β-型为酪蛋白主要亚型。导致差异的原因可能是检测方法不同带来的区别，早年的文献[23]多采用聚丙烯酰胺凝胶电泳图来区分酪蛋白集中亚型，虽然可以直接可视化亚型之间条带的不同，但只能做较粗略的半定量鉴别。质谱检测技术则可以使用标准物质对代表性的肽段分子进行标准曲线回归性的分析，结果更为精准可靠。除此之外，根据其他研究可知，乳粉在货架期的阶段蛋白质含量基本不会衰减[24]，了解亚型之间的比例有助于直接判断乳粉产品是否被人为抽提某种特定亚型酪蛋白，用于乳粉真实性的鉴定。

本研究也对各类型乳粉产品的地域特性进行了统计，对我国主要产奶牧区的乳粉原料进行了评价，包括东北、内蒙、山东等地区，检测结果与国内相关研究结果一致[13]。还与新西兰恒天然的原料乳粉做了比较，充分证明了我国国产奶源的优质性。国产液体乳与婴幼儿配方粉的蛋白质营养成分不仅符合国家标准，还接近甚至高于其他奶业发达的国外地区。该结果也从侧面证明了优质奶源带并非会产出营养价值最高的乳产品，不完全呈正相关关系，由多种其他因素导致最终成品富含蛋白质总量的差异。在我国，薄弱的环节为调制乳粉的生产工艺，以及没有针对不同人群的适宜配方，以老年调制乳粉为例，添加营养素和含量参差不齐、产品脂肪含量过高等问题突出[17]。本研究结果也反映出了相类似问题，调制乳粉的平均值低于国际平均值，缺乏统一的配方含量要求，还需要营养专家进行大规模数据调研，针对性强的分析出适宜少年儿童、孕妇、中老年人群以及大体力训练战士或运动员的配方调制乳粉。

4 结论

过往食品安全事故的频发引起所有与乳粉产业相关行业的高度重视，从营养师的食物摄入推荐与指导角度来看，乳粉与乳制品对全体消费人群是不可或缺的最佳食物种类，但与此同时关注营养成分的真实性、无害性又是生产企业与监管机构必须从不同层面兼顾考虑的主要问题。从消费者的立场来看，有了解市场各类产品中真实含量的知情权，才可以更好地结合自身身体状况选择适合营养成分的產品并保障消费群体的利益。本研究提供了详实的各地、各类型产品的酪蛋白成分含量，为营养专家提供了更精准的营养值计算依据，还为市场监管部门报告了国内外乳粉中酪蛋白含量的差异性，加强了消费者对国产乳粉高质量的信心。◇

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Casein Content in Milk Product and Their Correlation of Production Origin

SUN Shan-shan 1，LI-Gang 1，LUO Jiao-yi 1，LIANG Rui-qiang 1，CAO Jin 1，CHEN Qi 2，LIU Ying-hua 3

（ 1 National Institute of Food and Drug Control，Beijing 100050，China; 2 Hangzhou Pro-solution Analysis Technology Co.Ltd，Hangzhou 310000，China; 3 The General Hospital of the Peoples Liberation Army（PLAGH），the First Medical Centre，Nutritional Department，Beijing 100853，China）

Abstract：Objective To investigate the casein（αs1-、αs2-、β-、κ-）proportion and total content in different milk products from different product regions to provide scientific evidence for market supervision departments.Method As a modern protein quantification technique，mass spectrometry-absolute quantification method had been applied to 106 batches raw milk and milk product.A synthesized signature peptide as internal control for sample quantification.Result Fist，the overall average value of casein content in raw milk，infant milk powder，modulation powder and liquid milk producing both in China and overseas were 14.79g/100g，3.47g/100g，12.66g/100g，1.95g/100g，respectively.On the other hand，those four types of milk products inspected in Chinese domestic market were much higher than overall average value，except modulation powder.The casein content reflected the level of domestic market were 15.08g/100g，4.17g/100g，11.66g/100g，2.06g/100g，respectively.There was not the absolute correlation between high casein products and high milk production regions.Furthermore，the distribution rule of four types of casein in different milk products had been confirmed.Conclusion As the highest nutritional protein in milk，casein content and their proportion not only represent the quality of milk products to certain extent，but also supply accurate judgement criteria on food testing.

Keywords：casein;milk powder;raw milk;liquid milk;content proportion;food testing

（責任编辑 唐建敏）3529DBB4-0592-409E-B621-2A611E9124B9