婴儿配方乳粉脂质母乳化的研究进展

李晓东，林 爽，刘 璐，周星宇，陆欣宇，唐雅倩，李春梅，冷友斌，蒋士龙

（1.东北农业大学食品学院，乳品科学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150030；2.黑龙江省绿色食品科学研究院，黑龙江 哈尔滨 150028；3.黑龙江飞鹤乳业有限公司，黑龙江 哈尔滨 150030）

母乳作为满足婴儿生长发育的最佳能量来源，可以在婴儿出生后前6个月为其提供所需的全部营养，但由于母亲身体状况、环境因素等限制，很大一部分婴儿无法实现纯母乳喂养，婴儿配方乳粉应运而生。乳脂作为乳中的重要成分，约占母乳的3%～5%，为0～6个月婴儿几乎提供50%生长所需能量，此外还是许多必需营养物质的重要来源，如必需脂肪酸、脂溶性维生素和一些生物活性物质等[1]。研究显示母乳和婴儿配方乳粉中脂质组成和结构的差异会影响脂质的消化吸收，甚至可能通过影响脂质代谢来引起婴儿生命早期“代谢程序化”的改变，进而对个体婴儿期，甚至成年之后的健康发育产生深远影响[2]，目前对于脂质结构与“代谢程序化”的关系研究主要体现在婴儿成长后期出现的肥胖问题上，在动物实验研究中也已经初步证实了脂质的结构与后期脂肪组织堆积的相关性[3]。因此分析婴儿配方乳粉与母乳中脂质存在的差异，努力将其缩小是婴儿配方乳粉发展的必然趋势。本文对脂质母乳化进展进行总结并提出展望，旨在为婴儿配方乳粉的研发生产提供一定的理论依据。

1 母乳脂肪的组成及生物活性

1.1 乳脂肪的组成和结构

乳脂肪是一种最复杂的天然脂质混合物，其以脂肪球的形式稳定地存在于乳中。如图1所示，乳脂肪球是以甘油三酯、胆甾醇酯等中性脂为核芯，并被特殊生物膜包裹的球状组合体，粒径分布在0.1～10.0 μm之间，平均粒径为4 μm[4]，比表面积约为2 m2/g[5]。甘油三酯约占总脂肪的98%，其以甘油为骨架，在3个位置分别酯化3个脂肪酸。目前已经在人乳中发现超过400种甘油三酯及200种脂肪酸。除甘油三酯外，乳脂中还含有约1%的磷脂、约0.3%的甾醇以及一些微量脂类，如甘油二酯、甘油一酯、游离脂肪酸等[6]。包裹在脂滴表面的特殊生物膜被称为乳脂肪球膜（milk fat globule membrane，MFGM），它具有来自乳腺细胞内质网及顶端质膜的3 层膜结构，乳中绝大多数极性脂质位于MFGM上。研究显示MFGM上的极性物质对婴儿的神经发育、免疫功能、肠道功能及菌群的建立有特殊的有益作用[7-9]，并且MFGM对脂滴的包裹也会对脂肪的消化吸收产生影响[10]。

图1 乳脂肪球结构示意图[4]Fig. 1 Schematic drawing of the structure of the human milk fat globule[4]

1.1.1 脂肪酸的组成

母乳中脂肪酸主要以饱和脂肪酸为主[11]，约占总量的44%～56%，其中含量最高的是棕榈酸，其次是硬脂酸、月桂酸和肉豆蔻酸等，以油酸为主的单不饱和脂肪酸约占脂肪酸总量的31%～43%，与长链饱和脂肪酸相比，不饱和脂肪酸更容易被消化吸收。母乳中多不饱和脂肪酸的相对含量较低（11%～14%），且以亚油酸和亚麻酸为主。链长超过20个碳的多不饱和脂肪酸被称为长链多不饱和脂肪酸（long chain polyunsaturated fatty acids，LC-PUFAs），根据最后一个双键相对于分子末端的位置，LC-PUFAs又被分为n-3和n-6两种类型[12]。母乳中最常见的n-6 LC-PUFAs为花生四烯酸（arachidonic acid，ARA），而常见的n-3 LC-PUFAs包括二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）、二十二碳五烯酸（docosapentaenoic acid，DPA）和二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）等，它们除了供能外还对婴儿大脑、视力等方面起到有益作用，因而也被称为功能性脂肪酸。乳中LC-PUFAs的含量虽然不高，但它们对婴儿早期智力发育起着不可忽视的作用。

母乳中LC-PUFAs的含量受妊娠期、泌乳期、饮食习惯等多种因素的影响。初乳中LC-PUFAs含量高于成熟乳，早产母乳中DHA的含量也略高于足月母乳。母乳中的LC-PUFAs有两个主要的来源，一是从饮食中直接获取转换，亚洲及一些沿海国家人民由于食用富含DHA的海鱼较多，从而导致母乳有较高含量的DHA[13]；二是内源性合成，即由体内的必需脂肪酸（亚油酸和亚麻酸）经延长酶和去饱和酶的作用合成相应的LC-PUFAs（图2[1]）。由于n-6 LC-PUFAs和n-3 LC-PUFAs的合成途径存在竞争关系，因此婴儿配方乳粉在设计脂肪配比时要特别注意亚油酸和亚麻酸的比例问题。

图2 LC-PUFAs的内源性合成过程[1]Fig. 2 Endogenous synthesis process of long chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFAs)[1]

1.1.2 甘油三酯的组成

脂肪酸以与甘油骨架发生酯化反应形成甘油三酯的形式存在于母乳脂中，且其具有独特的分布特点，以棕榈酸为主的饱和脂肪酸大多酯化在甘油三酯的sn-2位[11]，而不饱和脂肪酸主要分布在sn-1,3位，如母乳中含量最高的两种甘油三酯——1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯（1,3-dioleoyl-2-palmitoyl triglyceride，OPO）和1-油酸-2-棕榈酸-3-亚油酸甘油三酯（1-oleoyl-2-palmitoyl-3-linoleoyl triglyceride，OPL）。研究表明具有sn-2棕榈酸结构的甘油三酯更有益于婴儿的消化吸收，而这种sn-2棕榈酸很少存在于天然植物油中，其他动物乳脂中其含量也明显低于人乳。同时LC-PUFAs也主要分布在甘油三酯的sn-2位[14]（60% DHA和45% ARA），此位置的LCPUFAs具有更高的生物利用性[15]。此外，母乳脂中含有接近20%的中长链甘油三酯，即中链脂肪酸和长链脂肪酸酯化在同一个甘油骨架上，例如1,3-二油酸-2-月桂酸甘油酯（1,3-dioleicoyl-2-laurateoyl triglyceride，OLaO）（甘油三酯3个位置的脂肪酸组成：C18:1-C12:0-C18:1）、1-油酸-2-棕榈酸-3-月桂酸甘油酯（1-oleoyl-2-palmitoyl-3-laurateoyl triglyceride，OPLa）（甘油三酯3个位置的脂肪酸组成：C18:1-C16:0-C12:0）和1,2-二肉豆蔻酸-3-油酸甘油酯（1,2-dimyristoyl-3-oleoyl triglyceride，MMO）（甘油三酯3个位置的脂肪酸组成：C14:0-C14:0-C18:1）等，这种甘油三酯兼具中链甘油三酯和长链甘油三酯的优点，可以快速供能，满足早产儿及患有吸收不良疾病婴儿的能量需求，同时还可避免有毒代谢物的产生[16]。

1.1.3 MFGM的组成及结构

MFGM的包裹使乳脂以脂肪球的形式稳定存在于母乳中，MFGM约占脂肪球总质量的2%～6%，是由极性脂质、胆固醇、膜特异性蛋白等组成的复杂体系。MFGM含有乳中绝大多数极性脂质，包括磷脂酰胆碱（phosphatidylcholine，PC）、磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine，PE）、磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine，PS）、磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol，PI）、鞘脂类以及微量的溶血磷脂和缩醛磷脂等[17]。鞘磷脂（sphingomyelin，SM）是含量最高的鞘脂，同时也是人乳中含量最高的极性脂质[18]。其次为PC和PE，而PS和PI的含量最低。MFGM蛋白约占MFGM总量的25%～70%，基于蛋白组学，目前已经检测出数百种MFGM蛋白，较为常见的有嗜乳脂蛋白（butyrophilin，BTN）、氧化还原酶（xanthine oxidase，XO）、黄嘌呤脱氢酶（xanthine dehydrogenas，XDH）、黏蛋白等。蛋白质在MFGM上的分布是不对称的，有些蛋白穿插在各层之间起到物质和信息传递的作用，而大部分蛋白质被糖基化分布在膜的表面，并发挥着功能性作用，如对有害菌的抑制等[19]。

在不破坏膜的情况下，利用激光共聚焦及原子力显微镜对膜的形态进行表征，能够揭示SM的横向分离性及膜的机械异质性，即极性脂在膜外表面是非均匀分布的，至少有两相存在，包括由SM与胆固醇形成的有序相（又被称为“脂筏”结构）和由甘油磷脂（PC、PE、PS、PI）形成的无序相。且有序相通常比环绕它的无序相厚度略大，这就导致酰基链之间的错配和机械异质性相界的存在，可能对消化酶的吸附和插入产生影响[20]。SM中的脂肪酸大多是长链饱和脂肪酸，使得有序相具有维持MFGM稳定性和刚性结构的作用，同时保护MFGM中的活性物质不被消化。与之相反，无序相中多含不饱和脂肪酸，这使MFGM具有一定流动性的同时更易于与脂肪酶结合。极性脂质在膜整体上的分布也是不均匀的，带负电荷的PI和PS多分布在最内层的单层膜上，PE主要分布在双层膜的内层，而PC和SM是双层膜外膜的主要极性脂[21]，这种分布对MFGM的微观结构有很大的影响，可以稳定脂肪球的脂质核心，保护其免受酶的分解[22]。

1.2 母乳脂质的生物活性

1.2.1 LC-PUFAs的生物功能

DHA、ARA及EPA这几种LC-PUFAs以较高的浓度存在于人类的中枢神经组织，尤其是一些特定的大脑区域和视网膜细胞膜中[23]，它们的快速积累主要发生在母亲妊娠的最后3个月和婴儿出生后的前两年[24-25]，即婴儿脑部快速发育时期，这说明其对婴儿神经及意识的发育可能具有重要作用。LC-PUFAs是神经细胞膜的重要组成部分，已经被证实其可以通过促进神经干细胞分化、促进突触形成并改善突触传递机制从而促进大脑的发育[26]，DHA是视网膜脂质的重要结构成分，占视杆细胞和视锥细胞中总脂肪酸含量的50%以上，对婴儿视力的发育至关重要[27]。产后哺乳时期是新生儿获得免疫功能的关键时期，研究显示母乳中的LC-PUFAs对婴儿免疫系统的完善也具有重要作用[28]。

过去30 年间，LC-PUFAs对婴儿大脑、视力、免疫发育的影响广泛被人们所关注，并已经进行了许多临床验证试验。本文选取部分有代表性的研究列于表1中。其中随机双盲对照实验结果表明通过向哺乳期母亲补充LC-PUFAs来提高母乳中DHA的浓度，经过一段时间的喂养，有利于婴儿神经认知的发育，并且提高母乳中DHA的浓度还被证明可以改善婴儿视力发育以及提高婴儿的持久注意力和解决问题的能力[29-31]。有关婴儿免疫发育的研究也表明LC-PUFAs的补充可以降低婴儿出生后哮喘和过敏患病率，推迟患病时间[32]，并可使婴儿体内的免疫细胞（免疫T细胞和B细胞）和细胞因子（肿瘤坏死因子）浓度更接近于母乳喂养的婴儿，有利于婴儿免疫体系的完善[28]。另外通过扫描视觉诱发电位来测试婴儿视力的临床试验，也表明长期LC-PUFAs的补充可以明显改善婴儿的视力发育[33]。

表1 LC-PUFAs对婴儿发育产生影响的临床试验总结Table 1 Summary of clinical trials on the effects of LC-PUFAs on infant development

1.2.2sn-2棕榈酸的生物益处

研究表明富含sn-2棕榈酸的甘油三酯更加容易被婴儿消化吸收，这得益于胃肠脂肪酶对甘油三酯特殊的水解选择性，其可专一水解sn-1/3位形成两分子游离脂肪酸和2-甘油一酯，相比于长链、饱和的脂肪酸，中短链、不饱和的脂肪酸更加容易被肠道直接吸收，而2-甘油一酯也以特殊的机制重新形成甘油三酯后被利用。这种形式的甘油三酯除了可以提高脂质的消化率，还可以避免钙皂的形成（图3），从而提高婴儿的胃肠舒适度和钙的利用率[34]。

目前已经有很多临床研究证实了sn-2棕榈酸的积极作用。最近一项大型（n=488）随机、双盲、多中心临床试验表明富含sn-2棕榈酸的婴儿配方乳粉可明显改善婴儿2周至2个月的粪便稠度，并增加婴儿4个月时骨骼矿物质含量[34]。Padial-Jaudenes等[36]的综述也进一步证实了sn-2棕榈酸与钙吸收和粪便硬度之间存在相关性。此外它还被证明与婴儿哭泣次数的减少及肠道发育的成熟有关。Litmanovitz等[37]的随机、双盲临床试验结果表明，与普通乳粉相比，喂养富含sn-2棕榈酸的婴儿配方乳粉可以明显降低婴儿在下午和晚上哭闹的频率及缩短持续时间，这可能归因于sn-2棕榈酸提高了婴儿胃肠的舒适度，也可能是由于sn-2棕榈酸可以通过复杂的机制帮助儿童建立昼夜节律，并对神经内分泌介质和调节系统产生积极影响[38]。sn-2棕榈酸还可以通过影响进入肠细胞的游离脂肪酸和sn-2甘油一酯的组成，来影响肠道成熟及菌群结构[38]。一项临床研究发现喂养富含sn-2棕榈酸的婴儿配方乳粉会使婴儿粪便中乳酸杆菌和双歧杆菌数量增加，伴随着对病原菌的拮抗作用和积极的免疫调节，其可以促进肠道成熟[39]。综上，现有研究已一定程度上证实了sn-2棕榈酸的益生作用，但仍然需要设计更全面、更细致的实验来证明sn-2棕榈酸对婴儿发育的有益作用。

1.2.3 MFGM的营养功能

MFGM中的PI和PE被证明含有较高含量的LCPUFAs，可以为婴儿提供生长所需的EPA和DHA，同时PC和SM是婴儿主要的胆碱来源，胆碱是神经递质乙酰胆碱的前体，它在代谢过程中可以作为甲基供体调节转导信号，从而被认为是大脑发育所必需的营养物质[40]。由于脂筏区的存在，SM被证明不能被完全消化，可以部分抵达远肠端，动物实验结果显示这可以加速幼鼠小肠的成熟[41]。另一项对大鼠的研究也表明，SM可以促进大鼠神经系统髓鞘的发育，其代谢产物鞘氨醇-1-磷酸也被证明对免疫功能起着重要的调节作用[42]。另外，SM可以与胆固醇作用形成复合体，从而减少肠道对胆固醇的吸收，这可能也是母乳喂养的婴儿成年后心血管疾病患病率低的原因之一[43]。考虑到神经组织中神经节苷脂含量高，母乳中仅存在于MFGM上的神经节苷脂可能对婴儿的神经意识发育起着无法替代的作用，此外它还被证明可以捕获病原体，防止婴儿感染，并调节免疫细胞行为，增强婴儿的免疫力[44]。近年来，越来越多的随机双盲试验旨在探究婴儿饮食中MFGM的添加对婴儿产生的具体影响。由表2可知，MFGM成分的补充会促进婴儿神经及智力的发育，降低婴儿腹泻发生率，提高婴儿免疫力，并且无明显不良情况的发生，这说明婴儿配方乳粉中MFGM的添加对婴儿发育是有利且安全的。

图3 sn-2棕榈酸结构脂促进钙和脂肪吸收的原理及其酶法合成途径[35]Fig. 3 Promoting effect of structured triacylglycerols rich in palmitic acid at sn-2 position on calcium and fat absorption and its enzymatic synthesis pathway[35]

表2 婴儿配方乳粉中添加MFGM对婴儿发育影响的临床研究Table 2 Clinical research on the effect of dietary supplementation of MFGM on infant development

研究表明脂滴的界面结构和有效表面积对脂肪消化代谢有很大的影响，新生儿还不具备成熟的消化系统，却可以很好地吸收乳中的脂质，说明MFGM的包裹有利于婴儿对脂质的消化，这可能是因为MFGM上存在胃肠脂肪酶特定的结合位点[51]。国外已经有制备MFGM包裹大粒径脂滴的先例，达能集团利用MFGM中的磷脂优化包封工艺制备出含有与母乳脂肪球结构类似的新型婴儿配方乳粉并进行临床测试，发现这种新型乳粉更有利于婴儿对脂质的消化吸收[52]。Baars等[3]以小鼠为研究对象，发现相比于普通乳粉，新型乳粉可以降低小鼠成年期的脂肪蓄积并改善代谢特征，从而说明其可能对婴儿后天肥胖率产生影响。Breij等[53]通过随机双盲临床试验，发现食用新型乳粉组的婴儿有更低的日增长体质量，排便情况也更加接近母乳喂养组，并且没有明显不良情况发生。

2 脂质原料与母乳脂的关键差异

通过对多种动物乳成分进行对比分析及受到产量的限制，目前牛乳和羊乳是婴儿配方乳粉生产的主要原料，但在乳脂组成方面，它们与人乳脂还存在很大的差异。由表3可知，牛羊乳脂中的饱和脂肪酸含量明显高于母乳，而母乳中含有更多的单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸[11]。同时，相比于母乳，牛羊乳脂中短链脂肪酸含量更高，这可能是反刍动物特殊的胃消化作用而造成的；但对脂质消化产生重要影响的sn-2棕榈酸在牛羊乳中的含量却明显低于人乳[11]。另外，对于甘油三酯，母乳中含量最高且具有重要生理功能的两种甘油三酯（OPO、OPL）在牛羊乳脂中含量很低，且牛羊乳中几乎不含人乳中常见的中长链甘油三酯[54]，这些乳脂分子水平的差异会对脂质的消化吸收产生影响，这也说明了天然的牛羊乳脂不是婴儿最佳的脂质来源。

表3 人乳与婴儿配方乳粉原料油脂质成分对比[11,55]Table 3 Comparison of lipid composition of human milk and raw oil used in infant formula[11,55]

植物油种类繁多，且几乎所有母乳脂中的脂肪酸都能在植物油中找到，因此为了弥补动物乳脂的不足，目前市面上的婴儿配方乳粉大多是以多种植物油经过物理混合来模拟母乳脂组成，也有部分婴儿配方乳粉中添加了动物乳脂。调查显示80%的进口乳粉采用纯植物油，而75%国内乳粉则是将乳和植物油进行调配使用，主要的乳源为牛乳[56]。乳粉中所用植物油主要包括油酸型（如高油酸葵花籽油、菜籽油等）、油酸亚油酸型（如大豆油、玉米油、葵花籽油、花生油等）和中长链脂肪酸型（如棕榈仁油、椰子油等）[55]，植物油可以弥补牛羊乳不饱和脂肪酸含量的不足，使混合油脂在脂肪酸组成上更接近于母乳。还有一些产品会通过添加部分深海鱼油、海藻油或微生物发酵产生的油脂来补充LC-PUFAs[56]。

婴儿配方乳粉中的脂质是混合油脂经过高压均质后，被乳中蛋白质包裹形成的小脂滴，因此与母乳脂肪球相比，具有更小的粒径（0.3～0.5 μm），且缺少MFGM的包裹。在消化过程中，脂滴表面的蛋白质容易发生聚集，从而阻止脂肪酶与脂质的有效接触，降低脂肪的消化率,使婴儿出现脂质利用不足的现象[57]。MFGM的缺乏除了对消化产生影响，还会减少婴儿对很多生物活性物质的获取，如极性脂质和一些功能性膜蛋白。

混合油脂可以很好地模拟母乳中常量脂肪酸组成，却无法对母乳中甘油三酯和脂肪球结构进行模拟。而婴儿配方乳粉喂养的婴儿胃肠舒适度、免疫力及早期表现能力与母乳喂养的婴儿还存在差距，这也说明仅仅在脂肪酸层面对母乳脂肪进行模拟还不能完全满足婴儿对脂质的需求。功能性脂肪酸和MFGM成分的适量添加、甘油三酯及脂肪球结构的模拟可能是缩小婴儿配方乳粉与母乳之间差异的突破点，也是目前婴儿配方乳粉脂质母乳化的重点。因此，接下来本文就这几方面的研究进展进行总结，并提出展望。

3 婴儿配方乳粉脂质母乳化模拟途径及策略

3.1 LC-PUFAs组成的模拟

婴儿刚出生时体内的酶系发育不健全，自身不能合成足够的LC-PUFAs，必须从饮食中获取。从20世纪90年代开始，DHA和ARA陆续被添加到婴儿配方乳粉中，2016年Fu Yuanqing等[58]对来自41个国家或地区的4 163 份母乳样品数据进行总结，得出全球母乳DHA和ARA的平均水平分别为（0.37±0.11）%和（0.55±0.14）%（在总脂肪酸中的相对含量）。基于人乳中DHA和ARA的平均水平，婴儿在6个月大时每天应摄入大约190 mg ARA和130 mg DHA[59]。儿童健康基金会也建议婴幼儿每天应至少摄入140 mg ARA及100 mg DHA来维持大脑及视力的发育[60]。但多个国家的研究显示绝大部分乳粉中LC-PUFAs的添加量没有达到母乳水平，Loughrill等[61]对4个品牌婴儿配方乳粉中LC-PUFAs的含量进行检测，并结合6～9个月婴儿每日乳粉的推荐食用量进行干预，发现婴儿配方乳粉仅能为婴儿提供19.18%每日所需的DHA以及21.56%每日所需的ARA。

LC-PUFAs最好的来源是海洋生物，尤其是多脂鱼类。鱼油中一般含有DHA、EPA，以及少量的ARA和DPA，并且它们的组成受鱼类的饮食、位置、季节和生理条件（如物种的年龄和性别）的调节[62]。磷虾油也被证明是n-3 LC-PUFAs良好的来源，磷虾油由磷脂（占30%～65%）和甘油三酯组成，而磷脂中40%的脂肪酸为DHA和EPA[63]。近来研究发现海洋鱼油高LC-PUFAs含量的原因是海鱼以消耗微藻的浮游生物为食，而微藻具有合成和积累大量LC-PUFAs的能力，另外，一些细菌、真菌等微生物也被证明可以合成LC-PUFAs，因此人们逐渐把目光投向利用真菌和微藻开发新的细胞工程策略，以实现LC-PUFAs的可持续生产[64]。这些单细胞LC-PUFAs的提纯，通常是先利用超声、微波等手段将细胞破坏，再选用分子蒸馏、超临界流体萃取等多种方法进行纯化，并加入适量的抗氧化剂防止氧化[65]。该LC-PUFAs已经在欧洲接受了全面的安全评估，Morris等[66]的研究也证实了单细胞来源的LC-PUFAs对婴儿的生长和总体健康没有任何不良影响。

食品法典规定婴儿配方乳粉中DHA的添加量不能超过总脂肪酸的0.5%，并且必须添加至少等量的ARA，同时要求EPA添加量不能超过DHA。LC-PUFAs由于其结构中含有多个不饱和双键而容易被氧化，从而使其丧失活性功能并产生不良气味，并且作为丰富LC-PUFAs来源的鱼油脂本身就带有海腥味，这限制了食品中LC-PUFAs的使用。婴儿配方乳粉中LC-PUFAs的添加多采用微胶囊技术，即以天然或合成的高分子材料为壁材，通过化学法、物理法或物理化学法将核芯材料（活性物质）进行包埋，从而实现对内容物的保护，掩盖内容物的不良风味并在特定条件下以受控的速度将其释放。可以实现微胶囊化的方法有很多，常用于食品业的主要有喷雾干燥法、喷雾冷凝法、冷冻干燥法、复凝聚法等[67]，其中应用最为广泛的是喷雾干燥法，其原理是乳液雾化后，利用高温气流使溶剂迅速蒸发，最终使壁材在芯材表面形成膜结构，其具有成本低廉、工艺条件容易控制、产品颗粒均匀且溶解性好等特点[68]。对于婴儿配方乳粉中LC-PUFAs的微胶囊化，壁材应该选用适合婴儿的食品级成分，优选天然成分。乳蛋白、乳蛋白-碳水化合物混合物及乳蛋白和碳水化合物的美拉德产物都是用作LC-PUFAs微胶囊壁材的良好原料[69]。为防止微胶囊化过程中LC-PUFAs的氧化，可以在均质、乳化等步骤中添加一些天然抗氧化成分，如生育酚等抗氧化剂，这可以进一步提高婴儿配方乳粉中LC-PUFAs的稳定性和利用率。

3.2 sn-2棕榈酸结构脂的组成模拟

与70%的棕榈酸位于母乳甘油三酯sn-2位这种特性不同，作为婴儿配方乳粉脂质原料的植物油中棕榈酸主要位于甘油骨架的sn-1,3位，这会影响婴儿对脂质的消化吸收。因此选择合适的脂肪酶对原料油进行酶法修饰，合成sn-2棕榈酸结构脂并应用于婴儿配方乳粉，是目前脂质在甘油三酯层面上母乳化的一个重点。Betapol®和Infat®即为两种典型的sn-2棕榈酸结构脂，已经应用于婴儿配方乳粉的生产。与传统的化学催化剂相比，结构脂酶法修饰所用到的脂肪酶具有特异选择性强、操作条件温和、催化效率高等优点，且酶催化过程对环境友好[70]。目前在合成中应用较为广泛的商业脂肪酶是Novozymes公司生产的Lipozyme RM IM和Lipozyme TL IM。它们作为一种sn-1,3特异性脂肪酶，不仅能对甘油三酯sn-1,3脂肪酸进行专一水解，还能催化甘油三酯的酯化、酸解或醇解等合成反应[71]。在选择合适的底物和酰基供体之后，反应可以在简单的玻璃容器或反应釜中进行。

通常sn-2棕榈酸结构脂的合成有两种反应途径：一步酶法反应和两步酶法反应（图3）。一步酶法反应又分为酸解法和酯交换法，酸解法即甘油三酯与一种或多种游离脂肪酸在脂肪酶的催化作用下直接进行酰基交换反应合成结构脂的过程[72]，该法操作简单、反应产物种类较少且易于分离，是目前最常用的合成方法。联合利华的Betapol®即由sn-1,3特异性脂肪酶通过一步酶法酸解富含三棕榈酸甘油酯的植物油与油酸，生成富含OPO的结构脂。酯交换反应是指两种不同甘油三酯或简单酰基酯与甘油三酯经脂肪酶催化，发生酶促转酯反应合成结构脂[73]。由于该法专一性不强、合成效率不高且反应产物不易分离，因而不如酸解法应用广泛。两步酶解法又称为醇解酯化法，其是将sn-2位富含棕榈酸的甘油三酯与醇类（主要是乙醇）反应生成2-甘油一酯，接着将2-甘油一酯与脂肪酸经sn-1,3特异性脂肪酶催化合成结构脂[74]，此法合成效率高，产物纯度也更高，但由于进行了两次酶法催化，提高了反应成本。sn-2棕榈酸结构脂的合成，除了选择合适的反应途径，脂肪酶活性、特异性和载体、反应温度、反应时间、底物、水分含量以及反应器类型也是提高生产率并降低生产成本需要考虑的因素。

3.3 MFGM及脂肪球结构的模拟

近年来，随着对MFGM关注度的提高，已经有很多企业将牛乳来源的MFGM作为营养强化剂添加到婴儿配方乳粉中，动物及临床试验都显示出积极作用，且无明显不良情况发生。目前商业化MFGM大多是从在牛乳或牛乳加工副产物中提取，经过乳脂肪球分离、脂肪球的洗涤、释放MFGM、收集MFGM材料这4个步骤来获取纯度较高的MFGM成分[75]。酪乳、黄油乳清、β-乳清和干酪乳清这些牛奶加工的副产物都是MFGM材料的合适来源[3]。但牛乳MFGM在成分和结构上与人乳还存在一定的差异，Wang Lina等[76]研究发现，与牛乳相比，人乳中含有更高比例的SM、PS和PI，而牛乳中PC的比例更高，人乳磷脂酰基链的平均不饱和程度高于牛乳，特别是以DHA为代表的n-3 LC-PUFAs。MFGM的微观结构与磷脂和脂肪酸组成有关，磷脂种类和比例的不同以及脂肪酸在磷脂上的分布都可能影响MFGM的微观结构和营养价值。Bourlieu等[77]的研究也证明了人乳MFGM中SM含量高，且人乳MFGM中含有更高比例的PI和PS，这两种磷脂是带负电荷的阴离子磷脂，研究显示较高含量的阴离子磷脂（PI和PS）可能通过静电作用促进胃脂肪酶对MFGM的定向和吸附。通过对比人乳MFGM和牛乳MFGM的物理化学性质，研究人员发现人乳MFGM具有更高的可压缩性，这与其较高的不饱和脂肪酸含量有关，进一步可能对脂肪酶在MFGM表面的插入产生影响[78]。因此，MFGM的模拟在整体成分添加的基础上，也应注意单个极性脂的比例，使其更加接近母乳MFGM。目前不同生产企业所用原料及加工技术有所不同，导致不同MFGM产品组成存在较大差异[79]，且单一极性脂的提纯还很难达到。因此，更加全面地分析各种乳中MFGM组成及差异，提高MFGM的提纯工艺，按照母乳MFGM中各极性脂的比例进行调配，是MFGM成分方面模拟的重点。

MFGM在确保乳脂肪稳定的同时也会影响婴儿对脂质的消化代谢。因此，目前除了对MFGM生物功能的研究，脂肪球结构的模拟也成为研究人员关注的重点。近年来，被MFGM包裹的大脂滴已经可以通过将MFGM片段与甘油三酯混合均质而成功制备。与乳粉中被蛋白质包被的脂滴相比，它们在结构上更接近人乳脂肪球。Lopez等[80]利用黄油乳清制备的MFGM涂层脂滴物理性质稳定，1个月后没有观察到聚集，这可以解释为界面MFGM组分在脂滴之间的静电和空间排斥力中起到了有益作用。由此可见，制备MFGM涂层脂滴模拟乳脂球是可行的，且脂滴的大小可以通过制备过程中施加的均质压力进行调节。通过显微技术观察发现，在制备过程中添加的MFGM碎片和MFGM组分（如极性脂质、蛋白质）能够在均质过程中移动到脂滴表面并吸附上去，且在一定的压力范围内，MFGM碎片不会被破坏。MFGM成分中的蛋白质也会吸附在脂滴表面，因此在制备乳液的过程中，需要考虑原料的引入顺序和极性脂与蛋白质的比例，因为它们会强烈地影响脂滴表面的组成和结构，以及脂滴的功能特性[81]。目前还没有模拟出母乳MFGM的3 层膜结构，且尚不清楚单层膜脂滴会在多大程度上对婴儿的成长产生影响，以及是否会转化为长期效应。因此，对母乳脂肪球结构的进一步模拟及对婴儿成长的影响结果还需进行深入研究。

4 结 语

过去的20 年，在确定母乳成分和对婴儿的营养作用方面已经取得了巨大成就，对于婴儿配方乳粉脂质的母乳化也取得了一定的进展。目前以牛羊乳为乳基料并选择多种植物油复配可以很好地实现母乳脂肪酸层面的模拟，并且可以通过添加部分深海鱼油或海藻油来满足婴儿对LC-PUFAs的需求。对于甘油三酯层面的模拟也在逐步向前推进，OPO结构脂的添加使婴儿可以更好地吸收钙和脂肪，同时提高婴儿的胃肠舒适度。但由于母乳脂肪甘油三酯的种类繁多、结构复杂，除OPO结构脂的使用之外，在母乳甘油三酯方面上更深层次的模拟也必须重视起来，例如中长链甘油三酯、sn-2 LC-PUFAs甘油三酯种类和含量的模拟，以及进一步提高婴儿配方乳粉中sn-2棕榈酸的含量。此外，母乳中MFGM的存在也被证明有利于婴儿大脑及免疫的发育，脂肪球的结构还对婴儿脂肪吸收和代谢产生影响，而这两者正是目前大部分婴儿配方乳粉所欠缺的。因此，优化MFGM的制备工艺，寻找最佳的人乳MFGM替代品，利用MFGM包裹脂滴来达到对乳脂肪球结构的模拟，是未来新型婴儿配方乳粉研究和开发的重点。