山羊奶营养成分及其功能研究进展

刘岸书，范志红

（中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083）

0 引 言

奶山羊生态适应性强，消化与泌乳生理独特，被称为“小奶牛”、“贫农的奶牛”。FAO数据显示，山羊奶产量约占世界总奶源的2%。2019年，中国奶山羊存栏量达到了1 282 562头，奶山羊只均产奶量为184.3 kg，年产奶量为236 437 t[1]。由于山羊奶具有独特的化学、物理和营养特性，近年来，人们对其的关注度和接受度逐渐上升。本文就山羊奶的营养成分，以及其调节人体免疫，改善和预防吸收不良综合征、炎症性肠病、动脉粥样硬化和高血压等方面的实验证据进行了综述。

1 山羊奶营养成分研究

1.1 蛋白质

山羊奶的蛋白质含量为3.1～4.6 g/100 g[2-4]，与牛奶相近。山羊奶蛋白由酪蛋白和乳清蛋白组成，比例与牛奶相近，约为80∶20。与牛奶相反，山羊奶中β-CN占总酪蛋白比例最大，酪蛋白的粒径比牛奶大如表1所示，胶束平均矿化水平高于牛奶，水合作用小于牛奶[4]。

表1 山羊奶和牛奶的酪蛋白组成以及粒径[4-5]

山羊奶的乳清蛋白组成，如表2所示。此外，乳清中还有免疫球蛋白和牛血清白蛋白，乳铁蛋白、转铁蛋白、叶酸结合蛋白等功能性的蛋白质，以及溶菌酶、乳过氧化物酶等酶类。山羊奶中有较高水平的谷胱甘肽过氧化物酶（57.3 mU/mL）[6]，且总过氧化酶活性（65%）高于牛奶（27%）和人乳（29%）[3]。

表2 山羊奶和牛奶的乳清蛋白组成[2,5]

1.2 脂肪

山羊奶的脂肪含量为3.4～4.5g/100g[3]，与牛奶接近，其脂肪酸组成见表3。山羊奶的短链和中链脂肪酸比例显著高于牛奶。反刍动物瘤胃中的微生物会将饲料中的不饱和脂肪酸转化为共轭亚油酸（conjugated linoleic acid，CLA）。尽管乳脂肪成分受遗传因素、泌乳时间、饲料、季节、环境等影响非常大，但总的来说，山羊奶的CLA含量（0.70%～0.88%）高于牛奶（0.55%）[5-6]。

表3 山羊奶和牛奶中脂肪酸构成[3-4]g/100g脂肪酸

山羊奶的脂肪球平均直径为3.5μm[2]，小于牛奶脂肪球。山羊奶中不含有凝集素[7]，因此脂肪球的凝集和乳化速度更慢。山羊奶的脂蛋白脂酶系统活性低于牛奶，但更易与脂肪球结合，且与羊奶中的自发性脂分解有更强的相关性[8]。

1.3 碳水化合物

山羊奶的乳糖含量为4.13～4.27%[9]，略低于牛奶。常乳中低聚糖含量为60～350 mg/L，初乳为200～650 mg/L，远高于牛奶（30～60 mg/L），且结构更加多样[10]。Wang等[11]人发现，山羊奶中的酸性低聚糖类型与人乳非常相似，且在牛、耗牛、山羊以及驴奶中，只有山羊奶含有2'-岩藻糖基乳糖（2'-fucosyllactose,2'-FL），结构，如图1所示。这是人乳中最丰富的的中性低聚糖，具有调节肠道菌群、抑制病原菌的黏附、降低肠道炎症反应、调节免疫及刺激大脑发育等多种功能活性[12-13]。

图1 2'-FL的结构[14]

1.4 维生素与矿物质

山羊奶的维生素以及矿物质含量见表4。山羊奶中大部分矿物质的含量略高于牛奶或与牛奶相当，钠钾比低于牛奶。山羊奶中叶酸和维生素B12含量低于牛奶，胡萝卜素转化为维生素A的比例更大，因此比牛奶更白。

表4 山羊奶和牛奶的维生素和矿物质含量（100g中的含量）[3,9]

2 山羊奶功能研究

2.1 牛奶替代物

牛奶过敏是婴儿和儿童最常见的食物过敏，出生后第一年的发病率约为2%～3%[15]。人群实验结果表明，山羊奶的营养价值与牛奶相似，有潜力成为牛奶的代替物[16-18]。

由于缺乏叶酸和维生素B12，婴儿只喝未强化的山羊奶可能出现巨幼细胞性贫血[17]。此外，山羊奶的钾、氯含量高，可能会导致肠道紊乱[6]；山羊奶还具有较高含量的钠，由于婴儿肾脏尚未发育完全，无法处理高浓度的钠，可能会导致高钠血症[19]。故各国膳食指南中均不推荐婴幼儿用山羊乳替代牛奶作为补充食物。

然而，山羊奶基的婴儿配方奶粉可以完全替代牛奶基的配方奶粉。一项随机双盲临床试验[20]纳入了200名刚出生的婴儿，用山羊奶基婴儿奶粉或牛奶基婴儿奶粉喂养至少4个月。结果发现，两组间的生长发育指标和生化指标没有显著差异，严重不良事件、皮炎或食物过敏的发生率以及总体健康状况没有差异。

从过敏性来说，部分研究发现，羊奶的致敏性低于牛奶[21-22]。法国临床研究表明用山羊奶治疗对93%的牛奶过敏儿童产生了积极的效果[23]。对牛奶异常的免疫反应可能与复发性口疮（recurrent aphthous ulcers,RAU）存在关联，而RAU患者摄入山羊奶后，血清中IgA、IgG和IgE抗体的水平低于摄入牛奶后，提示山羊奶可替代牛奶成为RAU患者的奶制品来源。一方面可能是因为山羊奶蛋白质消化率更高，另一方面可能与山羊奶的乳蛋白组成不同有关。研究者推测可能是因为山羊奶的αs1-CN含量较低。由于αs1-CN还可结合牛奶中其他过敏原（如β-乳清蛋白），因此αs1-CN含量低会同时增加其他过敏原的消化率[24]。

然而也有研究发现，牛奶蛋白的特异性单克隆抗体与山羊奶存在交叉反应，这会限制牛奶过敏患者食用山羊奶[25]。一项纳入26名牛奶过敏婴儿和儿童的研究发现，所有受试者对山羊奶的皮肤测试反应均呈阳性；在双盲食品实验中，有24名受试者对山羊乳产生了反应[26]。原因之一可能是山羊奶中酪蛋白遗传多态性的可变性较大。在山羊中，αS1-CN由CSN 1S1基因编码，CSN 1S1主要有4类等位基因，其中一些等位基因表达的αS1-CN含量低（如F、G）或不表达αS1-CN（如O1、O2、N)）[4,27]。Ballabio等[28]发现，牛奶α-CN单克隆抗体以及牛奶过敏儿童对CSN 1S1*0101和01F基因型山羊奶的血清反应更小，表明这两种山羊奶的致敏性更低。Lisson等[29]也发现，山羊奶酪蛋白遗传变体的致敏性有差异。可以推测，αS1-CN含量低的山羊奶致敏性更低[30]。

2.2 免疫调节功能

在体外实验中，Jirllo等[31]观察到山羊奶可刺激健康人外周血单核细胞（peripheral blood mononuclear cells，PBMCs）同时释放促炎因子TNF-α、IL-6和抗炎因子IL-10，认为山羊奶有助于维持免疫受损宿主的免疫稳态。Nurliyani等[32]发现，给予营养不良大鼠山羊酸奶后，脾细胞上清液中的TNF-α水平降低、IL-10水平升高。一项纳入14名健康老年人的饮食干预实验发现[33]，摄入山羊奶1个月后，受试者IL-6和IL-8的水平有所下降，表明山羊奶可能具有下调老年人急性炎症反应的效果。

Jirllo等[31]发现山羊奶可以刺激PBMCs和多形核细胞（polymorphonuclear cells,PMN）产生一氧化氮（nitric oxide，NO），表明山羊奶能够激活固有免疫。Kao等[34]发现，给怀孕小鼠喂养山羊奶会增强其抗体（IgA、IgM、IgG）的产生以及抗原特异性免疫应答，促进吞噬活性，增加脾脏中CD3+T淋巴细胞的比例。孕期以及哺乳期给母鼠喂养山羊奶，还可以改善子代的肠道菌群组成、减轻子代的过敏性哮喘气道炎症。Salva等[35]开发了发酵山羊奶，可激活营养不良小鼠的黏膜免疫系统并增强其抵抗呼吸道和肠道感染的能力。

2.3 改善吸收不良综合征

动物实验提示，山羊奶可以改善吸收不良症状。在切除50%远端小肠的大鼠中，喂养山羊奶可以显著改善脂肪和蛋白质的消化利用，增加钙、磷、镁、铁、铜、锌和硒的表观消化率、吸收和生物利用度[36-38]。在一项针对64位吸收不良综合征婴儿的研究中，用山羊奶代替牛奶可以显著增加肠脂肪吸收率[39]。临床研究表明，吸收不良综合征是消化和吸收不良的共同结果[40]。山羊奶酪蛋白在胃中形成的凝块更小、更软，更易被消化[41-42]；其脂肪球更小，酶作用总表面积更大；中链甘油三酯含量较高，其水解产生的中链脂肪酸可以直接进入门静脉，不需要再酯化，也不需要形成乳糜微粒，消化速度更快[38,42]。这些特点可能是山羊奶改善消化吸收的因素之一。

2.4 减缓炎症性肠病

炎症性肠病（(inflammatory bowel disease，IBD）是一类慢性肠道炎症性疾病，包括溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）和克罗恩病（crohn's disease，CD）。目前研究普遍认为IBD与肠道黏膜免疫系统的异常激活相关，其中肠道菌群失衡是主要原因之一[43-44]。

已有研究发现，给大鼠喂养山羊奶粉可增加肠道中有益微生物的数量，同时降低致病菌的数量[45]。Lara-Villoslada等[46]发现，在右旋糖酐硫酸钠（DSS）诱发的结肠炎小鼠模型中，山羊奶低聚糖可以增加肠道中的有益微生物，减少结肠组织损伤，减轻临床症状（腹泻和血便），减缓DSS诱发的结肠炎进程。Daddaoua等[47]发现，山羊奶低聚糖在三硝基苯磺酸（TNBS）诱导的结肠炎大鼠模型中表现出肠道抗炎作用。

也有研究发现，在二硝基苯磺酸钠（DNBS）诱发的小鼠结肠炎模型中，喂养山羊奶乳清蛋白可以降低疾病活动指数（disease activity index，DAI）、结肠重量长度比以及白细胞浸润程度，改善肠道炎症状[48]。在乙酸诱导的结肠炎动物模型中，山羊乳清、山羊奶和山羊酸奶均对肠道损伤具有预防作用，且显示出与柳氮磺吡啶相似的功效[49-50]。除低聚糖和蛋白成分外，山羊奶中的其他成分（如溶菌酶和转化生长因子-β）可能也对肠道屏障功能损伤提供额外的保护作用[51]。

2.5 抗动脉粥样硬化

在动物试验[52-53]中，山羊奶可以使胆固醇随胆汁的排出增加，降低血浆胆固醇水平，还能减少胆固醇在组织中的沉积，降低血浆甘油三酯的浓度。这可能与山羊奶中链脂肪甘油三酯以及不饱和脂肪酸含量高有关。此外，山羊奶中的硒含量和总过氧化酶活性更高，也对血脂组成有积极影响。

一项纳入了68名肥胖超重受试者、为期12周的随机双盲饮食干预实验[54]发现，摄入天然富含ω-3多不饱和脂肪酸和CLA的山羊奶酪（实验组）或普通羊奶酪（对照组）均可以降低受试者体重、BMI和腰围。实验组的高密度脂蛋白胆固醇（HDL-c）含量增加、C反应蛋白水平（CRP）降低，表明摄入这种山羊奶酪可以改善血脂组成以及炎症状态，降低动脉粥样硬化的风险。

一项纳入了21名健康受试者的研究[55]发现，连续21天摄入发酵山羊奶可以延长受试者脂蛋白的抗氧化能力，降低其过氧化脂蛋白、氧化型低密度脂蛋白胆固醇（ox-LDL-c）、8-异前列腺素水平以及谷胱甘肽氧化型/还原型的比率，增强总抗氧化活性。作者认为这主要与其中的发酵菌（发酵乳杆菌ME-3）有关。但Kalyan等人[56]也发现，在高胆固醇大鼠模型中，山羊奶的乳脂和酪蛋白均可以减少血浆和肝脏中的脂质过氧化，具有抗氧化作用。

研究表明血小板活化因子（platelet-activating factor，PAF）抑制剂可以降低动脉粥样硬化的发生风险[57]。Poutzalis等[58]发现，山羊奶及其酸奶和奶酪的总脂质中均含有PAF抑制剂，但只有山羊奶酪和酸奶表现出较强的体外抗血栓活性，对PAF诱导的血小板聚集具有抑制作用，与Tsorotioti等[59]的研究结果一致。研究者认为山羊奶制品的抗动脉粥样硬化活性可能与发酵有关。但Megalemou等[60]发现，山羊酸奶的体外抗血栓活性高于牛奶制作的酸奶，认为这可能与山羊奶中磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺的衍生物含量较高有关，此外，山羊奶的极性脂质中还有少量成分可以作为PAF激动剂，与PAF竞争受体，比PAF抑制剂具有更强的抗动脉粥样硬化活性。

2.6 调节血压

血管紧张素转换酶（angiotensin converting enzyme，ACE）可催化血管紧张素I（angiotensin I，AngⅠ）生成具有升血压作用的血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ，AngⅡ)，通过ACE-AngⅡ-AT1受体（血管紧张素1型受体）轴升高血压[61]。已有研究表明，通过发酵山羊奶或水解、分离山羊乳蛋白可以得到ACE抑制肽[62-66]。Minerivini等发现，使用特定菌种的发酵山羊奶含有γ-氨基丁酸和ACE抑制肽，体外ACE抑制活性约为73%[63]。Li等人用植物乳杆菌69发酵山羊奶，得到的发酵产物具有较高的ACE抑制活性，且经模拟胃肠道消化后，仍保留有较高的活性[64]。

Geerings等[65]发现，用具有体外ACE抑制活性的山羊奶水解蛋白长期喂养自发型高血压大鼠，可以改善其高血压、心脏和肾脏肥大以及内皮功能障碍的发展。Masdiana等[66]发现，摄入山羊奶酪蛋白可以降低醋酸脱氧皮质酮（DOCA）-盐诱导的高血压大鼠的收缩压。还有人体研究报告，高血压前期患者连续8周摄入发酵山羊奶片剂后，AngⅡ、醛固酮水平以及舒张压、收缩压均显着降低[67]。

当内皮细胞受损时，NO合成与释放发生障碍，或者NO生物利用度降低，内皮依赖的舒张作用下降，则会导致血压升高[68]。在体外实验中，山羊奶可以刺激PBMCs和PMN释放NO[31]。Muntafiah等[69]发现，在糖尿病大鼠模型中，用山羊奶和大豆混合发酵的开菲尔喂养干预4周后，血液中NO水平和内皮型NO合成酶（endothelial NO synthase，eNOS）基因的表达均显著增加。

3 总结

山羊奶在提供矿物质和蛋白质方面的营养价值与牛奶相似，而其酪蛋白组成和低聚糖种类数量方面具有一定优势，因此，营养强化的山羊奶及其制品可以成为牛奶和乳制品的替代产品。但对牛奶过敏人群来说，由于山羊奶和牛奶的过敏原存在交叉反应，且人群实验研究结论不一致，尚不能建议将其作为牛奶的代替物。

体外实验、动物实验以及少量人群实验初步证明，山羊奶及其制品可能具有维持免疫稳态和增强免疫系统功能的作用，对改善吸收障碍、改善炎症性肠病和维护肠道健康可能有所帮助，同时还可能对预防动脉粥样硬化和改善高血压有益。特别是针对炎症性肠病和消化不良人群，山羊奶具有开发为功能性食品的潜力，但还需要更多的人体实验和人群调查来证明其健康功效。