我国不同泌乳期母乳的脂肪酸构成特征研究

周 锦,荣 爽,王瑛瑶,任向楠,杨月欣

(1.武汉科技大学医学院公共卫生学院营养与食品卫生学系,湖北武汉 430065;2.中国营养学会,北京 100020;3.北京市营养源研究所,北京 100071;4.中国疾病预防控制中心营养与健康所,北京 100032)

母乳是婴儿,尤其是新生儿的最佳食物。脂质(含量约为4 g/100 mL)作为母乳中重要组成部分,提供了婴幼儿能量需要量的45%～55%[1]。脂肪酸作为母乳脂质中甘油三酯的重要构成成分,除了提供婴幼儿生长发育必需脂肪酸以外,对婴儿体格发育、神经-心理发育和远期健康效应都有着重要影响。

为了更深入探究婴幼儿喂养和生长发育特点、以及以母乳作为重要参考标准研发婴幼儿配方食品,国内外学者围绕母乳中脂肪酸开展了众多研究,发现母乳中脂肪酸组成和含量受基因[2]、环境[3]、分娩时间[4-5]、泌乳期[6]、母体营养状况[7]和生活方式[8]等因素影响。我国学者自上世纪90年代以来也开展了相当数量的针对母乳脂肪酸的观察性研究,但观察对象大都局限于一个或几个地区,且不同研究间采用的分析测定方法、不同泌乳期划分不尽统一。为更好的探明我国母乳脂肪酸构成特征及其在不同泌乳阶段的变化,本文采用现代统计学方法,对我国近15年公开发表的母乳脂肪酸数据和本课题组团队内部数据进行收集和再分析,以描述我国母乳中脂肪酸构成特征及泌乳期对母乳脂肪酸构成影响,以期为一定程度上探明我国人群母乳脂肪酸组成特点、婴幼儿生长发育和婴幼儿营养素参考摄入量研究及婴幼儿配方食品研发提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 文献检索及文献排除标准

以“中国”、“母乳”、“脂肪酸”、“构成”(“China”,“human milk”,“breast milk”,“fat acid”,“composition”)为关键词在中文(CNKI,万方数据库)及英文(Pubmed,Elsevier ScienceDirect,Web of Science)数据库检索公开发表的相关文献。为了减少社会经济发展水平、实验室分析技术等不同因素对实验结果的影响,文献检索时间为2004年至今。为避免文献遗漏,采用百度学术进行二次文献检索确认。

检索到的文献,符合以下任何一条,文献数据不予采纳:乳母身体不健康;婴儿为早产儿;采集和测定的母乳样本量≤5例;未明确采集的母乳泌乳期;采用母乳测定仪或其他非国标方法测定脂肪酸含量;脂肪酸计量单位为质量百分比以外的(mol%,g)。

其中,泌乳期界定按照《营养名词术语》(WS/T 476-2015):初乳为妇女分娩后7 d内乳腺分泌的乳汁,过渡乳为分娩后7～14 d分泌的乳汁,成熟乳为分娩15 d后乳腺分泌的乳汁。

1.2 数据提取与整合

各文献报道的脂肪酸数据,按照地区与泌乳期进行整合,得到不同省(市)对应的不同泌乳期母乳脂肪酸组成及含量。其中,脂肪酸含量采用四分位数呈现的文献,参照Wan等[9]提供的方法先将数据转化为均值±标准差。根据公式(1)对均数和标准差进行合并[10],得到各省(市)及全国的母乳脂肪酸构成。

式(1)

1.3 统计学方法

采用Sigma Stat 3.5对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 符合条件文献数据信息汇总

系统研究分析母乳中脂肪酸的构成及其特征,对于开展乳母哺乳期膳食指导、满足婴儿生长需求,或者生产近似母乳的婴儿配方食品都具有突出的科学价值和应用前景。符合文献纳入条件的文献共有25篇,其基本信息汇总见表1,可以看出,2010年后我国学者对母乳脂肪酸相关研究较2010年以前明显增多。在此基础上,纳入本课题组采样分析的母乳脂肪酸组成及含量数据,本文涵盖了我国17个省级行政区的母乳脂肪酸数据,包括北京市、江苏省、浙江省、吉林省、甘肃省、广东省、内蒙古自治区、重庆市、河北省、福建省、上海市、黑龙江省、山东省、四川省、河南省、广西、陕西省(按样本量从大到小排列)。上述地区(图1)人口比例占全国66.6%,覆盖不同地理环境与饮食习惯;母乳脂肪酸数据共有4727例,其中初乳1327例、过渡乳900例、成熟乳2500例,一定程度上可以较为全面的反映我国当前母乳脂肪酸整体构成情况。

表1 纳入的文献的基本情况

续表

图1 母乳数据来源地

2.2 不同泌乳期母乳脂肪酸构成差异

根据母乳各脂肪酸占总脂肪酸含量的差异,可将母乳脂肪酸分为常量脂肪酸(含量≥1%)和微量脂肪酸(含量<1%)。表2汇总了我国不同泌乳期母乳的主要脂肪酸构成,我国母乳中常量脂肪酸包括C18∶1、C16∶0、C18∶2n-6、C18∶0、C14∶0、C12∶0、C16∶1、C18∶3n-3共8种,占初乳、过渡乳、成熟乳总脂肪酸含量的比例分别为89.38%、90.73%、91.04%。但在不同泌乳期中,常量脂肪酸的种类有部分差异,除了上述8种外,初乳中的常量脂肪酸还有C20∶2n-6,过渡乳和成熟乳中的常量脂肪酸还有C10∶0。常量脂肪酸中,C18∶1、C16∶0、C18∶2n-6在不同泌乳期都是含量最高的三种脂肪酸,这一结果与其他国家是一致的[36]。

2.2.1 饱和脂肪酸 成熟乳中总饱和脂肪酸(Saturated fatty acid,SFA)含量显著高于初乳和过渡乳(P<0.05),但初乳和过渡乳间SFA含量没有显著性差异。SFA中,C8∶0、C10∶0、C12∶0、C13∶0、C14∶0、C16∶0、C17∶0、C20∶0、C22∶0、C23∶0、C24∶0的含量随着泌乳期的变化发生了显著变化。

从表2可知,母乳中C6∶0的含量极少,仅为0.09%～0.1%;C8∶0、C10∶0含量较少,分别为0.09%～0.17%和0.56%～1.23%;C12∶0含量为2.67%～4.69%。C8∶0、C10∶0和 C12∶0在过渡乳、成熟乳中含量均大于初乳中含量。初乳,过渡乳和成熟乳中的中链脂肪酸(碳原子为6～12的脂肪酸)含量分别为3.42%、6.14%和5.84%。中链脂肪酸在人体内直接从胃肠道运输到门静脉系统,在肝脏快速氧化提供能量,有利于满足婴儿生长时期的能量需求[37]。母乳脂肪酸中,饱和脂肪酸是重要的供能成分,因此,随着泌乳期的延长,婴儿对能量的需求增加,母乳中起供能作用的中链饱和脂肪酸含量增多。有研究发现[38],中链脂肪酸的分泌由分娩触发,分娩后乳汁中中链脂肪酸含量显著升高,且人乳腺上皮细胞的生物合成以中链脂肪酸为主[39],这或许是中链脂肪酸含量随着泌乳期延长而增加的原因所在。

表2 不同泌乳期母乳脂的脂肪酸构成(weight%)

我国各泌乳期母乳中C14∶0含量为3.98%～4.79%,其中过渡乳中含量最高,但仍低于欧美国家水平(约为8%)[40-41]。一项覆盖7个国家12763人的大规模队列研究发现,在单不饱和脂肪酸中,C12∶0和C14∶0的平均摄入水平与血清平均胆固醇水平的相关性最强,且与冠心病的25年死亡率呈正相关(r>0.8,P<0.001)[42]。欧盟和欧洲儿科胃肠病学、肝病学和营养协会规定,婴儿配方食品中C14∶0和C12∶0总含量应低于总脂肪酸的20%;我国标准GB 10765-2010也规定,C14∶0和C12∶0总量应小于总脂肪酸的20%。我国各泌乳期母乳中C14∶0和C12∶0总含量为6.65%～9.48%,符合标准要求。

母乳中长链饱和脂肪酸主要来源于肝脏将膳食和身体来源的脂肪酸转化成极低密度脂蛋白微粒后,经循环系统运输到乳腺合成,因而受母体本身脂质储备影响较大[43]。母乳中含量最多的长链饱和脂肪酸是C16∶0和C18∶0,共有3种常量长链饱和脂肪酸和7种微量长链饱和脂肪酸。除微量脂肪酸C15∶0和常量脂肪酸C18∶0外,其他8种在各泌乳期间均有显著性差异(P<0.05)。C16∶0在人体中含量很高,是脂肪组织的重要组成部分,约占21%～30%,可由体内多余的碳水化合物物转化而成[44]。在母乳脂肪酸中,C16∶0的含量同样占主导地位,初乳,过渡乳和成熟乳中的含量分别为21.6%、18.06%和20.12%,因易受长期饮食的影响而具有高度可变性[45],但不受短期大量摄入C16∶0的影响[46]。我国母乳中C16∶0的含量随泌乳期的波动较大,呈先下降后上升的趋势,但过渡乳和成熟乳的含量占比始终低于初乳。和C16∶0相似,C18∶0同样广泛存在于动物脂肪中,由碳水化合物在脂肪酸合成酶的作用下生成。由于其易于发生皂化反应的特性,过多的摄入可能与婴儿大便硬化相关[47]。我国各泌乳期母乳中C18∶0含量基本保持稳定。母乳中C24∶0和C22∶0的含量随泌乳期的延长大幅下降后趋于稳定,C17∶0的含量在过渡乳时期短暂上升后有明显下降。这一变化可能与分娩后母体内分泌状态异常有关,足月分娩后母体较低的胰岛素敏感性导致了较高的长链饱和脂肪酸水平,随着分娩后胰岛素敏感性的恢复,母乳中的长链饱和脂肪酸就会减少[48]。

2.2.2 单不饱和脂肪酸 与长链饱和脂肪酸相似,母乳中的单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)主要来源于肝脏转化的极低密度脂蛋白微粒。我国初乳的MUFA水平显著高于过渡乳与成熟乳(P<0.05),其中初乳为35.64%,过渡乳为34.83%,成熟乳为34.8%,但各MUFA的变化趋势并不一致。8种MUFA中,常量脂肪酸有C16∶1和C18∶1。除C17∶1外,MUFA含量随泌乳期均有显著变化(P<0.05)。

我国母乳脂肪酸中C18∶1含量在30.27%～31.47%之间,约占MUFA的90%,且过渡乳显著低于初乳和成熟乳。地中海国家居民因饮食中摄入橄榄油较多,母乳中C18∶1的含量总体上(36.35%～38.83%)高于我国[49]。我国母乳脂肪酸中C16∶1含量随泌乳期先增加后降低。

微量MUFA含量总体上随着泌乳期的增加而降低,其中C15∶1及C24∶1从初乳到过渡乳的下降幅度最大(P<0.05)。C24∶1是重要的神经营养物质,在髓鞘的形成和大脑的发育中起关键作用。母乳中C24∶1虽然含量很低,但对婴儿的神经发育至关重要。我国母乳中C24∶1的含量在0.13%～0.40%之间,与多数国家持平[36]。多个国家对食品中C22∶1含量有严格限制,尤其对于婴儿配方食品,规定不能超过总脂肪酸的1%。我国母乳C22∶1含量在0.23%～0.35%之间,成熟乳与过渡乳含量显著低于初乳。母乳中C14∶1、C20∶1的含量同样随着泌乳期的延长逐渐减少,C14∶1的含量的减少开始于成熟乳时期,C20∶1含量的减少开始于过渡乳时期,在成熟乳时期有小幅回升,但仍显著低于初乳时期的含量。驱动这些变化的因素可能是妊娠和哺乳时期母体的激素环境,激素环境旨在通过分别调节穿过胎盘和乳腺的母体葡萄糖和脂质通量来最好地支持胎儿和新生儿的生长以及脂肪的积聚,致使妊娠后半期的母体处于胰岛素敏感性降低的生理状态,随后是代偿性高胰岛素血症,这一状态导致脂肪组织脂肪分解活性和肝脏脂肪合成(de novo lipogenesis,DNL)增加,而母乳中MUFA主要通过此途径产生,因此,在初乳中含量较高[50,51]。脂肪组织中的MUFA和肝脏脂肪合成的原料均与膳食摄入有关,若能通过膳食摄入使人体的MUFA储备处于较高的水平,或许能够对MUFA随泌乳期的下降起到一定的抑制[48]。在分娩至产后3个月之间,有研究观察到母婴红细胞中DNL产生的脂肪酸有所下降,推测可能是母体胰岛素敏感性恢复的结果[52]。这一推测仅为解释母乳中单不饱和脂肪酸含量随泌乳期降低的原因提供了一种影响因素,具体多种因素综合影响机制仍有待深入研究。

2.2.3 多不饱和脂肪酸 母乳中的多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)主要来源于母体脂肪组织的脂肪酸游离以及通过膳食摄入的脂肪酸乳糜微粒经肝脏的转化[53-54]。我国母乳中PUFA含量在初乳,过渡乳和成熟乳中分别为27.83%、28.49%和26.12%,其中,主要的PUFA为C18∶3n3和C18∶2n6。PUFA整体上随泌乳期的延长呈先上升后下降趋势,成熟乳含量显著低于初乳与过渡乳(P<0.05)。在n-3多不饱和脂肪酸中,必需脂肪酸ALA(C18∶3n3)的含量最高,随泌乳期的延长总体呈上升趋势,过渡乳与成熟乳中的含量均显著高于初乳的。母乳中大多数n-3脂肪酸可由ALA来提供,包括转化为功能性脂肪酸EPA(C20∶5n3)和DHA(C22∶6n3)。不同国家都对婴儿配方食品中ALA规定了最低含量——大于总脂肪酸的1%。我国母乳中ALA的含量在1.39%～2.07%之间。DHA是人类大脑、皮肤和视网膜的主要结构成分,对于婴儿早期神经和视觉功能发育必不可少。虽然DHA可由 ALA转化而成,但由于转化效率较低,对于婴儿而言,其最主要的获取方式还是母乳中直接的DHA来源[55-56]。母乳中DHA的含量与母体膳食状况密切相关,有研究发现,食用鱼油(2～8 g)能够在短期内(8～10 h)大幅(150%～300%)提高母乳中DHA含量[57],长期食用鱼类及海洋动物油脂同样有利于母乳中DHA含量的增多[58]。我国母乳中DHA含量在0.41%～0.58%之间,含量随泌乳期的延长而降低,成熟乳含量显著低于初乳(P<0.05)。EPA是另一种重要的功能性脂肪酸,除参与多种激素合成以外,对婴儿行为和认知功能有一定影响。我国母乳中EPA含量在0.18%～0.36%之间,成熟乳显著低于初乳和过渡乳(P<0.05)。澳新食品标准局、欧盟、欧洲儿科胃肠病学、肝病学和营养协会均规定婴儿配方食品中EPA的含量不能多于 DHA。我国母乳各泌乳期中DHA和EPA的含量均符合此标准。中国居民膳食营养素参考摄入量(2013版)推荐婴幼儿DHA适宜摄入量(AI)为0.1 g/d,按婴儿每日750 mL的母乳摄入来算,母乳中DHA的含量应达到0.0125 g/100 g,我国成熟乳中的DHA的含量经换算后为0.0141 g/100 g,可以达到DHA的参考摄入量。由于初乳中总脂肪含量较少,虽然DHA在总脂肪酸中占比更高,但换算后含量仅为0.0116 g/100 g,未达到参考摄入量的要求,建议乳母在分娩初期适量补充DHA。

我国各泌乳期母乳中,LA(C18∶2n6)含量在21.34%～22.83%之间,在n-6不饱和脂肪酸乃至总不饱和脂肪酸中占绝对优势,且随泌乳期延长呈先上升后下降趋势。母乳中LA含量极易受到饮食和地理因素影响,其含量在不同地区波动幅度较大[3]。不同国家母乳中LA含量差异也较大,总体含量在10%～30%之间。澳新食品标准局规定,婴儿配方食品中LA的含量应占总脂肪的9%～26%。AA(C20∶4n6)可以通过LA转化而成,属于条件必需脂肪酸。但当LA缺乏或者转化能力不足时,通过饮食摄入AA就变得至关重要。我国母乳中C20∶4n6(AA)的含量在0.52%～0.84%之间,随泌乳期的延长逐渐降低,与多数国家持平,各国母乳脂肪酸中AA含量均低于1%。有研究发现,婴儿服用含有0.35% AA的配方奶粉数月后智力有显著提高,服用含有AA(0.36%)和DHA(0.72%)的配方奶粉可进一步增强这一效果[59]。微量n-6多不饱和脂肪酸含量整体随泌乳期显著下降。

此外,母乳中其他PUFA含量总体随泌乳期呈下降趋势,有研究认为,泌乳期延长可能会导致母体PUFA储备的耗竭[60],而经常食用淡水鱼的非洲某地区妇女的母乳中,长链多不饱和脂肪酸含量受泌乳期影响较小[61]。母乳中脂质主要以脂肪球形式存在,脂肪球主要由磷脂构成的脂肪球膜包裹甘油三酯形成。随着泌乳期的延长,母乳中脂质含量逐步上升,致使母乳中的脂肪球变大[62-63],磷脂与甘油三酯的含量比减小。由于PUFA倾向于并入磷脂中[64],这在一定程度上会导致PUFA对母乳总脂肪酸含量的贡献比下降。

饮食中n-3和n-6多不饱和脂肪酸含量的平衡对健康很重要。n-3和n-6脂肪酸可能充当相同酶的竞争底物,这种脂肪酸间的竞争性作用会影响n-3和n-6类二十烷酸前体的储存、动员、转化和利用[65]。饮食中高n-6/n-3比例会使组织的生理状态转向异常,促使血栓及炎症的发生。西方国家饮食中n-6/n-3平均在10～30之间[66],均值为15～16.7,一般认为这个比例应该在4以下,甚至应达到1[67]。我国母乳中n-6/n-3在10.4～11.93间,对婴儿的健康而言属于较高水平。LA和ALA同样会与酶竞争性结合,且由于LA和ALA分别在n-6和n-3多不饱和脂肪酸中含量占比最高,而C18∶2n6(LA)在多不饱和脂肪酸中的占比远高于ALA,过低的LA/ALA意味着必需脂肪酸摄入水平低。欧盟标准认为LA/ALA应在5～15之间,我国的比值为13.93～22.44,只有过渡乳在推荐比值范围内。这跟我国居民摄入的食用植物油油酸和亚油酸含量高有很大关系,哺乳期母亲可以通过增加鱼贝类海产品摄入及增加亚麻籽油、紫苏籽油等富含ALA的膳食脂肪比例来改善这一状况。AA和DHA均在婴儿大脑和视网膜发育中起重要作用,两种脂肪酸在大脑中含量相似。我国母乳中AA/DHA的值为1.56～1.60,基本不随泌乳期变化。国标GB10765—2010规定如果婴儿配方食品添加了DHA,至少要添加相同量的AA,以确保AA的摄入量。

2.2.4 反式脂肪酸 母乳中反式脂肪酸会随着母亲对反式脂肪的摄入而变化,而母乳喂养婴儿的血液中的反式脂肪含量也会随着母乳中反式脂肪含量的变化而变化。有研究比较发现,西班牙、法国和德国母乳中反式脂肪酸含量不等,分别为1%、2%、4%[68]。WHO建议成人和儿童将每日反式脂肪酸的摄入量减少到总能量摄入的1%以下,并倡议在2030年消除食品工业中的反式脂肪酸。我国母乳中反式脂肪酸的含量在0.32%～0.52%之间,均低于西方国家。

3 结论

本文通过对近15年我国母乳脂肪酸构成相关论文数据的提取,结合课题组内部数据,初步建立具有代表性的中国母乳脂肪酸数据库,共有4727个母乳样本被纳入其中。汇总母乳脂肪酸构成数据并按照泌乳期进行分析比较,对脂肪酸构成随泌乳期变化的机制进行了一定的探讨。结果显示,随着泌乳期的延长,我国母乳中总SFA的构成占比呈增长趋势,C6∶0、C15∶0和C18∶0的含量较为稳定,受泌乳期影响不大,受泌乳期影响较大的SFA中,除C20∶0、C22∶0、C24∶0外,其他SFA在初乳中的含量均显著低于过渡乳或成熟乳。我国母乳中总MUFA的构成比随泌乳期的延长呈下降趋势,在过渡乳时期下降明显,随后趋于稳定,只有C17∶1的含量不受泌乳期的影响,受泌乳期影响的MUFA中,除C16∶1外,其他MUFA在初乳中的含量均显著高于过渡乳或成熟乳。我国母乳中总PUFA的构成占比随泌乳期的延长呈先增高后降低的趋势,n-3 PUFA和n-6 PUFA的变化和此趋势一致,这一趋势主要是由n-3 PUFA和n-6 PUFA中含量最高的ALA和LA所决定的,其他PUFA的含量随泌乳期的变化情况多样,没有一致的趋势。我国母乳中脂肪酸的总体情况得到了较为详细的呈现,分析比较的结果有利于我们更加深入而准确地了解我国母乳脂肪酸的构成情况及随泌乳期的变化情况。

总体而言,至今我国对于中部及西部地区母乳脂肪酸构成的研究相对较少,南部地区虽然有部分研究,但样本量较小。大部分地区的研究收集到的母乳往往是初乳和成熟乳,持续时间较短的过渡乳样本很少。后续需要进一步对更多地区及泌乳期的母乳进行收集分析,并与膳食结构进行关联,以期为更大程度上探明我国人群母乳脂肪酸组成特点、婴幼儿生长发育和婴幼儿营养素参考摄入量研究及婴幼儿配方食品研发提供基础数据,并为哺乳期妇女的膳食摄入提供指导。