乳脂肪球膜的特性、开发及在模拟母乳脂肪球结构中的应用
2021-12-02李晓东朱启鹏
李晓东,潘 悦,刘 璐,*,朱启鹏
(1.东北农业大学食品学院,黑龙江 哈尔滨 150030;2.东北农业大学 乳品科学教育部重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150030)
母乳是婴儿营养的主要来源,其脂肪球结构的独特性赋予了母乳脂肪特殊的性质和功能,尤其是母乳中的MFGM作为一种油-水界面物质,能够参与脂肪的消化、吸收和代谢过程[1-2],并且有助于婴儿认知功能以及免疫功能的提高[3-4],对婴儿生长发育至关重要[5]。然而,由于母乳不足或母亲正在进行药物治疗等原因会导致部分婴儿不能接受母乳喂养,此时婴儿配方奶粉则成为了母乳的理想替代品,但婴儿配方奶粉为模拟母乳的脂肪酸组成多使用植物油作为脂肪来源,同时在生产时需要经过均质等其他加工过程,因此,乳脂肪球膜(milk fat globule membrane,MFGM)包裹的脂肪球结构在婴儿配方奶粉中并不广泛存在,这在一定程度上导致婴儿配方奶粉喂养的婴儿经常出现脂肪利用不足的现象,显示出与母乳喂养不同的代谢表型,可能会对婴儿生长发育产生影响[6]。
由此可见,使脂肪球结构更接近于母乳是未来婴儿配方奶粉的发展趋势。MFGM因其独特的磷脂和蛋白组成而具备良好的乳化性能,将MFGM成分与婴儿配方奶粉用油共同均质混合可以制备出MFGM包裹脂肪的婴儿配方奶粉,其脂肪球结构与母乳相似,并且显示出比普通婴儿配方奶粉更优异的脂肪消化情况和餐后脂质代谢过程[7-8]。虽然仿母乳脂肪球结构婴儿配方奶粉已成功制备,但依然存在某些不确定因素。因为目前仍然缺乏充分的实验依据来说明婴儿配方奶粉中应该使用何种来源的MFGM以及以何种浓度作为一般添加标准[9],而且MFGM产品价格较为昂贵,也限制了MFGM的添加。为了解决这些问题,需要对MFGM组成进行深入分析,开发经济高效的MFGM产品生产方式。因此,本文对MFGM的相关特性以及开发利用进行了总结,用以推动MFGM的工业化生产并将其成功应用到仿母乳脂肪球结构婴儿配方奶粉之中。
1 MFGM的特性
1.1 MFGM的分泌
MFGM是在乳脂肪球分泌过程中形成的,如图1所示。首先,在哺乳动物乳腺上皮细胞粗面内质网的作用下合成甘油三酯并将其释放到细胞质中,此时甘油三酯表面形成一层由蛋白质、甘油磷脂、鞘脂及胆固醇等多种复杂成分构成的单层薄膜;此后,内质网单层薄膜包裹的小脂滴不断向细胞顶端质膜迁移,小脂滴相互融合形成不同大小的脂滴;最后,脂滴被输送到顶端质膜,由乳腺上皮细胞通过胞吐作用排出并分泌[10-11],在此过程中,脂滴逐渐被顶端细胞质膜包被,质膜是分泌细胞的双层磷脂,从而在分泌时形成完整的3 层膜结构,厚度约为10~20 nm[11]。
图1 乳脂肪球膜分泌示意图[12]Fig. 1 Schematic diagram for the secretion of milk fat globule membrane[12]
1.2 MFGM的组成和结构
近年来,得益于组学分析和光谱成像技术的进步,有关MFGM组成和结构的知识得到了极大更新。MFGM是由蛋白质、胆固醇、糖蛋白、糖脂、中性脂质和极性脂质等组成的复杂体系。蛋白质和脂质是其主要成分,分别占MFGM干物质含量的25%~70%和30%~75%[13]。MFGM中主要极性脂质为磷脂酰胆碱(phosphatidylcholine,PC)、磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)、磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol,PI)、磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,PS)和鞘磷脂(sphingomyelin,SM)。根据甘油磷脂的甘油骨架和鞘磷脂的鞘氨基醇骨架酯化脂肪酸的不同,又可将MFGM极性脂质进一步分为不同种类的脂质分子,如PE(16∶0/12∶0)、PE(18∶2/12∶0)、SM(d14∶1/26∶1)、SM(d15∶0/24∶1)和SM(d14∶0/18∶1)等[14]。中性脂质主要为少量的甘油三酯、甘油二酯、甘油一酯和胆固醇[15]。MFGM中蛋白组成也十分复杂,通过蛋白质组学技术已分析鉴定出数百种功能各异的蛋白质,其中高丰度膜蛋白主要为嗜乳脂蛋白、黄嘌呤脱氢酶/氧化酶、黏蛋白、脂肪滴结合蛋白和乳凝集素等[16-17]。
MFGM中各组分含量会因物种、泌乳期、母亲饮食和季节等因素的改变而发生变化[17-18]。姬晓曦等[19]对牛乳、山羊乳、水牛乳、牦牛乳和骆驼乳的MFGM成分进行全面分析,发现膜蛋白和极性脂质含量存在显著差异。Lu Jing等[17]采用非标记定量蛋白质组学方法,分别在人、牛、山羊和牦牛MFGM中鉴定并定量检测出312、554、175 种和143 种蛋白质分子。孙玉雪[20]在山羊乳与牛乳MFGM中共检测到776 种MFGM蛋白,其中166 种为二者共有的MFGM蛋白,427 种为山羊乳MFGM特有,183 种为牛乳MFGM特有。此外,基于牛乳、山羊乳以及人乳的全脂质组学分析表明,牛乳比羊乳存在更多与人乳不同的极性脂质分子,尤其是SM、PC和PE类,因此羊乳来源的MFGM在婴儿配方奶粉开发中具备更大的优势和更广阔的开发空间[14]。然而,目前研究表明,婴儿配方奶粉中添加的牛乳MFGM成分与人乳MFGM在组成上存在差异,因此需要对各种动物来源的MFGM成分进行深入研究,寻找与人乳MFGM组成更接近的替代产品。
关于MFGM结构的研究已取得显著成果。Lopez等[21]采用激光共聚焦显微镜表征了人乳MFGM的原位结构,首次揭示了MFGM中蛋白质的不均匀分布和鞘磷脂的横向分布,具体如图2所示。极性脂质是MFGM的主干,极性头部基团暴露于水环境(乳的水相)中,疏水尾部在双层中心形成疏水区域或与甘油三酯核心接触[22]。MFGM的外侧双层膜上存在一个横向分布组织,为SM和胆固醇组成的液态有序相区域(也被称为“脂筏”),该区域可以诱导MFGM局部厚度的增加。液态有序相中的双层脂质呈现出对称分布和不对称单侧分布两种形式[23]。甘油磷脂(PC、PE、PS和PI)在液态有序相区域周围以液态无序相的形式分布。此外,极性脂质呈不均匀分布,PC和SM分布于MFGM外表面,PE、PI和PS分布于MFGM内表面[24-25]。MFGM中膜蛋白分布也十分复杂,分别以整合型、外周型和松散吸附型的方式定位于液态无序相区域[26]。MFGM糖蛋白和糖脂的糖基化基团分布在糖萼表面[21]。整体看来,MFGM呈现由磷脂、糖脂、膜蛋白以及富含胆固醇与SM的脂筏等构成的疏松网状结构。MFGM的这种特殊结构可能与其高效消化性能相关,因为MFGM中的液态有序相区域和液态无序相区域会促进脂肪酶和胆盐与其作用位点结合[25]。然而,不同动物来源的MFGM结构也存在显著差异,通过三维激光共聚焦显微镜观察到牛乳MFGM中的液态有序相仅呈圆形,羊乳MFGM的液态有序相多呈不规则态,而人乳MFGM的液态有序相则为圆形和不规则形态共存的形式[27]。不同动物来源的MFGM结构差异对脂肪消化的影响以及何种动物来源的MFGM结构更接近于人乳有待进一步研究。
图2 人乳脂肪球膜结构示意图[21]Fig. 2 Schematic diagram for the structure of the human milk fat globule membrane[21]
2 母乳脂肪球结构的模拟及在婴儿配方奶粉中的应用
婴儿消化系统发育尚未完善,虽然婴儿胃脂肪酶活性已经达到成人水平,但小肠中胰脂肪酶和胆汁盐分泌量较少,在一定程度上阻碍了婴儿脂肪消化[28]。然而婴儿却能较好地消化吸收母乳脂肪,主要是因为母乳脂肪球的特殊结构及其与脂肪酶的相互作用。人乳MFGM中的液态有序相区域和液态无序相区域能够为胃脂肪酶和胆盐提供结合位点,并且脂肪酶更倾向于吸附在液态无序相区域,此外MFGM中富含的PI和PS为阴离子极性脂质,可以通过静电相互作用促进胃脂酶的定向和吸附,这两方面的作用机制促进了婴儿对母乳脂肪的高效消化[29]。与母乳相比,婴儿对于婴儿配方奶粉中脂肪的消化吸收略显逊色,由于婴儿配方奶粉中脂肪多为植物油的物理混合,依靠酪蛋白、乳清蛋白和卵磷脂等其他乳化剂经过一系列加工过程制备得来,所以婴儿配方奶粉脂肪球表面多为酪蛋白和乳清蛋白组成的较厚界面,这便导致了婴儿配方奶粉脂肪球结构与母乳脂肪球结构的差异,使其丧失了能够与脂肪酶高效结合的作用位点,因此消化率较低[30]。
为了满足婴儿时期较高的能量需求,提高婴儿对于脂肪的消化吸收,制备模拟母乳脂肪球结构的婴儿配方奶粉可能是一种潜在改善方式。目前国内外有许多研究都实现了仿母乳脂肪球结构乳液和婴儿配方奶粉的制备,并对其理化性质以及消化和脂质代谢特性进行了表征。
2.1 仿母乳脂肪球结构乳液和婴儿配方奶粉的制备
Lopez等[31]利用黄油乳清乳化无水乳脂制备MFGM片段包裹的脂滴,并评价了该乳液的物理稳定性及pH值对功能性质的影响,结果表明乳液贮存30 d后无聚集,pH值的变化影响乳液的微观结构和流变性能,pH 6.7时表现为黏弹性液体,pH值低于5时发生聚集,黏度增大;该乳液仅为MFGM组分包裹的单层薄膜状态,并未实现母乳MFGM的3 层结构。为此,Livney等[32]模拟了MFGM的层状结构,首先使用乳铁蛋白作为主要乳化剂制得阳离子“水包油”型乳液,再利用装有玻璃珠的烧瓶将MFGM磷脂通过静电作用涂附于油滴表面,得到了蛋白薄膜表面吸附层状磷脂的结构,但乳液稳定性较差,仍然需要更多研究以提高乳液理化性能。
仿母乳脂肪球结构婴儿配方奶粉也已成为学术界和工业界的研究热点。达能公司旗下纽迪希亚研究所研制出一款与母乳脂肪球粒径一致并且由MFGM包裹的婴儿配方奶粉(新概念婴儿配方奶粉),已申请专利(专利号:EP2825062A1)。该婴儿配方奶粉在生产时将MFGM成分(来自无水乳脂生产的副产物β-乳清)与蛋白质、乳糖、维生素和矿物质一起添加到水相中,85 ℃杀菌6 min,再与复合植物油均质混合,经喷雾干燥后得到[7],并通过激光共聚焦显微镜和电子透射显微镜相结合的方法对其微观结构进行表征,观察到极性脂质、糖蛋白、糖脂和胆固醇吸附在脂滴表面以及酪蛋白胶束在MFGM片段上吸附的结构。与普通婴儿配方奶粉中乳蛋白包裹的脂滴相比,新概念婴儿配方奶粉的脂肪球结构更接近于母乳。
2.2 仿母乳脂肪球结构乳液对婴儿脂肪消化的影响
目前大豆卵磷脂是婴儿配方奶粉最主要的极性脂质来源,但与大豆卵磷脂相比,MFGM极性脂质乳化的脂滴更接近于母乳脂肪球的超微结构。Mathiassen等[33]分别以大豆卵磷脂和MFGM极性脂质(Lacprodan®PL-75)乳化相同大小的脂滴并探究二者对胃脂肪酶和胰脂肪酶的敏感性,结果表明,当未经过胃脂肪酶预消化时,Lacprodan®PL-75乳化脂滴的胰脂肪酶消化活性低于大豆卵磷脂组,但脂滴经胃脂肪酶预消化后,Lacprodan®PL-75组表现出更高的胰脂肪酶消化活性,而这种先经过胃消化继而经过胰脂肪酶消化的过程更符合婴儿的脂肪消化途径。另外,Luo Jie等[34]分别以酪蛋白和MFGM极性脂质为乳化剂制备两种不同界面组成的乳液(分别代表普通婴儿配方奶粉和仿母乳肪球结构婴儿配方奶粉),并利用半动态体外消化模型模拟婴儿胃肠道脂肪消化,结果发现MFGM极性脂质包裹的脂滴在消化后期表现出明显较高的游离脂肪酸释放量。以上研究均突出了MFGM极性脂质包裹脂滴这种结构在脂肪高效消化过程中的重要作用,为婴儿配方奶粉的设计提供了新的思路。
虽然上述结果强调了MFGM极性脂质包裹脂滴这种结构的优越性,但母乳脂肪被MFGM整体成分包裹,除MFGM极性脂质外,MFGM蛋白也是其中的主要组分,然而迄今为止尚鲜有研究报道由MFGM整体成分包裹的脂滴对其消化特性的影响。
2.3 仿母乳脂肪球结构婴儿配方奶粉对脂质代谢过程的影响
研究发现,与配方奶粉喂养的婴儿相比,母乳喂养的婴儿后期肥胖发生率降低,而肥胖的产生与脂肪代谢平衡密切相关。基于婴儿配方奶粉与母乳脂肪球结构之间的差异,Oosting等[8]以幼鼠为研究对象,探究摄取不同壁材修饰脂肪球对幼鼠成年后脂肪代谢的影响,并提出了脂肪球结构通过控制胃肠道脂肪分解影响餐后血脂代谢的假设。
Oosting等[35]对幼鼠分别饲喂普通婴儿配方奶粉和模拟母乳脂肪球结构的新概念婴儿配方奶粉,随后模拟西式高脂饮食,结果发现与普通婴儿配方奶粉喂养组相比,新概念婴儿配方奶粉喂养组的小鼠对高脂饮食的代谢反应良好,体质量与脂肪组织增长较慢,空腹瘦素和血浆胰岛素水平较低。随后开展了一项关于脂肪球结构是否会通过改变婴儿时期脂质代谢过程而影响成年时期肥胖发生率的实验,研究表明,在婴儿期喂食仿母乳脂肪球结构婴儿配方奶粉能够减少成年期的脂肪积累。然而有些研究结果与之相反,Niklas等[36]进行了一项婴儿临床实验,分别用普通婴儿配奶粉和添加MFGM的婴儿配方奶粉喂养婴儿,在12 月龄时观察婴儿的生长、体质量和体脂指标,结果发现二者之间没有显著差异。由于该研究并未对实验中添加MFGM婴儿配方奶粉的脂肪球结构做出说明,所以可能是脂肪球结构不同导致了与之前研究结果的差异。Chung等[37]研究发现MFGM和鞘磷脂的添加能够改变肝脏中与脂质代谢相关基因的表达水平。因此,究竟是MFGM包裹的这种特殊结构还是MFGM中特定组分的引入,亦或二者结合作用导致脂代谢的差异目前仍然存在争议,需要更多实验进一步评估。
3 牛乳MFGM的制备与开发
3.1 牛乳MFGM的生产原料
由于牛乳产量丰富,占各种动物来源乳类的85%,而且价格低廉,是当前消费的最主要乳类,而其他动物乳产量较低,价格昂贵,所以关于MFGM制备开发的研究多集中于牛乳。
酪乳、黄油乳清、β-乳清和干酪乳清是生产MFGM的4 种主要原料(图3)。在黄油生产过程中,需搅打稀奶油使其从“水包油”状态转变为“油包水”状态,搅打导致乳脂肪球破坏,MFGM释放到水相,此时的水相即为酪乳,是最主要的MFGM生产原料[38]。黄油乳清为无水乳脂生产时的副产物,是黄油融化离心分离后得到的水相,与酪乳相比,黄油乳清中乳蛋白含量较低,MFGM极性脂质含量更高,酪乳中MFGM极性脂质的干物质质量分数仅为1.2%~2.1%,黄油乳清中MFGM极性脂质的干物质质量分数可高达11.5%,而且黄油乳清中SM比例高于酪乳,因此黄油乳清是生产MFGM最理想的原料。除了以黄油为原料生产无水乳脂外,稀奶油也是生产无水乳脂的原料,以此为基础生产无水乳脂时首先要将稀奶油离心浓缩使其脂肪质量分数从35%~45%提高到75%以上,经均质进行相转变,分离后得到脂肪质量分数大于99.5%的脂肪相和水相,此时的水相被称为β-乳清,其中含有丰富的MFGM成分[39]。除此之外,干酪乳清也被认为是富含MFGM成分的潜在来源,是干酪生产过程中的副产品,由于干酪乳清中含有残余脂肪,其中含有极性脂质和MFGM蛋白,在以干酪乳清为原料生产乳清分离蛋白或乳清浓缩蛋白时要将这部分脂肪除去,所去除的脂肪组分被称作乳清稀奶油,是另一种MFGM的生产原料[40]。
图3 用于生产牛MFGM的原料来源示意图[39]Fig. 3 Raw material sources for the production of bovine milk fat globular membrane[39]
虽然酪乳、黄油乳清、β-乳清和干酪乳清都是MFGM的丰富来源,但是这些原料在过去一直未被充分开发利用,大多被喷雾干燥用于生产动物饲料,甚至还有一部分被当作废料处理。例如,新西兰一家乳制品生产商将其酪乳的2/3用于标准化,仅1/10用于酪乳粉的生产,MFGM极性脂质的年产量仅为320 t[41]。因此需要开展更多研究用以开发利用这些廉价副产品,寻找从中分离功能性MFGM的方法,以提升其在乳品工业中的经济价值。
3.2 牛乳MFGM的分离生产
从MFGM生产原料中分离得到的MFGM产品主要分为两类,即MFGM材料和MFGM极性脂质提取物。MFGM材料是通过多种物理提取过程的组合获得的,而大多数MFGM极性脂质提取物则是利用溶剂萃取的方法从富含MFGM的组分中获得的。以下详细介绍了MFGM的实验室分离方法和工业生产方法。
3.2.1 牛乳MFGM的实验室分离方法
分离MFGM的常用实验室方法包括4 个主要步骤:乳脂的分离、乳脂洗涤、MFGM从脂肪球中释放和MFGM的收集[42]。首先,通过离心从全脂牛乳中分离出脂肪球,在一定温度下用去离子水或生理缓冲液洗涤2~3 次。然后在低温下使用搅拌、均质、冷冻和解冻等物理方法,或非离子型洗涤剂、胆汁盐或极性非质子溶剂萃取,以破坏洗涤后的脂肪小球,从中释放膜材料。最后释放的物质可通过高速离心或在低pH值下沉淀膜材料实现回收。
3.2.2 工业生产牛乳MFGM的方法
在过去20 年中,工业界和学术研究团队一直致力于寻找从酪乳、黄油乳清、β-乳清和干酪乳清中回收浓缩MFGM材料和MFGM极性脂质的工业化生产方法。发现膜过滤是最高效的MFGM生产方式,通过膜过滤生产MFGM需要解决的主要问题是要选择性去除原料中的乳蛋白(酪蛋白和乳清蛋白)、乳糖和矿物质,以提高MFGM纯度[37]。由于乳清蛋白(3~6 nm)、乳糖(2 nm)和矿物质(2 nm)粒径比MFGM片段(100~4 000 nm)小很多,可以通过膜过滤得到分离,但是酪蛋白胶束粒径(50~600 nm)与MFGM片段粒径大小相互重叠,所以多数酪蛋白会与MFGM片段一起保留在截留物中而不能被分离除去[42]。为解决这一问题,Corredig等[43]在酪乳中加入柠檬酸钠,将酪蛋白胶束解离成较小的颗粒使其与乳清蛋白一起通过滤膜,从而实现了MFGM的分离。但是柠檬酸钠的加入也会带来一些不利影响,Rombaut等[44]发现柠檬酸钠的添加同时提高了MFGM蛋白渗透性,导致最终产品中MFGM蛋白回收率降低。除酪蛋白不易去除外,部分乳清蛋白也极易与MFGM片段黏连或者自身聚集,在一定程度上也给MFGM的分离带来了挑战。乳清蛋白与MFGM片段的黏连或聚集主要发生于原料加工过程中。例如,生产黄油时的热处理会导致其副产物酪乳中乳清蛋白(尤其是β-乳球蛋白)发生热聚集或者通过二硫键与MFGM蛋白连接,形成的这种复合物因粒径较大而不能被膜分离。为了从MFGM中去除乳清蛋白,Konrad等[45]在膜过滤之前对原料进行胰蛋白酶水解,发现2%的水解度就足以将乳清蛋白分离到超滤渗透物中。但是其他研究表明,某些MFGM蛋白也易被酶降解,因此,仍然需要进一步研究选择性去除杂质蛋白,更大程度地保留MFGM成分[46]。最近也开发出了一种新的MFGM生产方法,Spitsberg等[47]首次使用磷酸钠缓冲液从酪乳中回收MFGM,发现pH 7.2的0.1 mol/L缓冲液对MFGM回收最有效,每100 mL酪乳可生产78.9 mg MFGM。
MFGM极性脂质也是一种重要的MFGM产品,主要的大规模生产方式有3 种,包括溶剂萃取、超临界流体萃取和蛋白水解与膜浓缩相结合。多种有机溶剂都可以用来提取MFGM极性脂质,如乙醇、己烷和丙酮等,用该方法提取MFGM极性脂质要保证最后产物中能够完全除去有毒溶剂,否则可能会产生致命的危害,所以溶剂萃取法生产的MFGM极性脂质多用于化妆品和护肤品中,在食品行业中应优先选择不使用有毒有机溶剂的工艺方式来生产MFGM极性脂质。因此超临界流体萃取技术应运而生,避免了对传统分离方法中有毒有机溶剂的依赖。超临界流体萃取技术是一种选择性分离复杂混合物的有效方法,CO2是该方法最常使用的溶剂,这主要是由于CO2临界参数较低(31.1 ℃、7.38 MPa)、成本低、无毒,具有化学惰性并且不易燃[46]。Astaire等[48]开发了从酪乳中提取MFGM极性脂质的两步法工艺,利用微滤和超临界二氧化碳流体萃取相结合的方式除去了大部分乳蛋白和非极性脂质成分,显著提高了最终产物中MFGM极性脂质的浓度。当利用超临界CO2流体萃取(乙醇为助溶剂)的方法从酪乳粉中分离MFGM极性脂质时,发现仅能选择性分离MFGM极性脂质,可完全萃取PE、PC和SM,而PS(与认知功能密切相关的成分)和PI均未包含于提取物中[41]。Barry等[49]将酪乳粉重新溶解,并对其中的乳蛋白进行了广泛的酶水解,随后通过超滤得到了MFGM极性脂质浓缩物,相比于最初酪乳中MFGM极性脂质含量,浓缩后产品中的MFGM极性脂质含量提高了7.8 倍,并且实现了MFGM极性脂质的100%回收,从生产设备以及经济效益角度考虑,膜工艺依然是生产MFGM极性脂质的最有效方法。
3.3 牛乳MFGM产品成分差异
考虑到MFGM产品是脂肪、蛋白质和碳水化合物的异质混合物,因此MFGM产品组成之间可能会存在差异。MFGM产品的组成会受到用于制备的起始原料类型(即酪乳、黄油血清、β-乳清、干酪乳清)以及原料乳可变性的显著影响。同时,干酪生产或黄油加工过程中热处理、分离方法等技术步骤也会影响最终MFGM产品的组成。
表1列出了几种常见的商业MFGM产品的组成,从中可以看出不同商业MFGM产品不仅在整体组成(蛋白质、乳糖和总脂质等)方面彼此不同,而且每种极性脂质的比例也不尽相同。Brink等[54]利用蛋白质组学和脂质组学的技术手段对常见的6 种商业MFGM产品组成进行详细分析,结果发现,在所有产品中共鉴定出近千种蛋白质,其中364 种蛋白质在测试样品中具有不同丰度,112 种蛋白质的丰度变化幅度在10 倍以上,14 种蛋白质的丰度变化幅度在50 倍以上,2 种蛋白质的丰度变化幅度在100 倍以上。脂质组学分析共鉴定出393 种脂质,包括正离子和负离子模式,检测到的主要脂质类型为甘油三酯、鞘脂和甘油磷脂,其次是PC和SM。
表1 商业乳脂肪球膜产品的来源及其组成Table 1 Sources and composition of commercial milk fat globule membrane products
MFGM作为一种复杂组分,其理化性质和功能性质会受到不同成分相对比例的影响,例如MFGM产品含有较高比例的两亲性磷脂,被认为是一种有效的天然乳化剂,研究发现从不同乳制品副产物中分离得到的MFGM产品乳化性能存在显著差异,其中的极性脂质含量以及其他组分(例如乳清蛋白、酪蛋白、MFGM特异性蛋白和矿物质)的存在决定了它们的乳化属性。由此可见,MFGM产品的成分特异性对其功能特性起到决定性作用。除此之外,目前关于MFGM带来的功能益处的相关研究也有很多,但是使用的MFGM产品不尽相同,因此,研究人员必须明晰这些成分,以便正确地评估所产生的功能益处,并且能够根据文献中所描述的内容生产符合要求的MFGM产品。
4 结 语
综上所述,预先将外源MFGM成分与婴儿配方奶粉用油均质混合,可以获得单层MFGM包裹的脂肪球,以实现母乳脂肪球结构的初步模拟,与普通婴儿配方奶粉相比,仿母乳脂肪球结构婴儿配方奶粉更有益于婴儿脂肪消化和脂质代谢;从乳制品加工副产物酪乳、黄油乳清、β-乳清和干酪乳清中提取牛乳MFGM并进行商业化生产是可能的,但仍然存在回收率低、成本较高等问题;此外,不同来源和不同方式生产的MFGM产品组成存在显著差异,在设计添加MFGM的婴儿配方奶粉时应将其考虑在内。
未来应该在以下几方面对牛乳MFGM以及婴儿配方奶粉开展进一步研究:继续改进分离生产工艺以提高MFGM的回收率;研究生产原料和生产方式对MFGM产品组成的影响,并与母乳MFGM组成相比较,寻找最佳的人乳MFGM替代品;在设计婴儿配方奶粉时,需要在模拟母乳成分组成的基础上考虑母乳结构的模拟,尤其是脂肪球的结构;此外,应该对仿母乳脂肪结构婴儿配方奶粉进行更多的安全性和耐受性评价,提供MFGM的确切添加量和适宜来源。