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驢乳營養成分研究進展

2023-01-28 07:51李墨翰劉愛成趙閃閃趙慧雯宋婉瑩岳喜慶
乳業科學與技術 2022年6期
關鍵詞:乳源酪蛋白乳清

李墨翰,劉愛成,趙閃閃,趙慧雯,張 娟,宋婉瑩,岳喜慶,鄭 艷

(沈陽農業大學食品學院,遼寧 沈陽 110866)

驢作為傳統農耕的役用工具,在我國已有4 000多年的養殖史。然而,隨著農業機械化的普及,驢的傳統役用功能沒落,導致了驢養殖量銳減,2021年我國驢期末數量已不足200 萬頭(圖1)[1]。同時,在“役用養驢”向“商品養驢”轉型發展中,科技研發、產品加工等難題制約了驢產業發展速度[2]。驢乳作為驢養殖業主要副產物,一直缺乏系統的加工與利用方法[3]。因此,針對驢乳的研究不僅可以深入挖掘驢乳成分、破解驢乳加工難題[4-5],更有利于驢的品種保護以及相關產業的擴大化,為鄉村振興貢獻力量。

圖1 2000—2021年我國驢期末數量Fig.1 Number of donkeys in China during the period from 2000 to 2021

驢乳是我國傳統的藥食同源食品,唐代孫思邈在《千金食治》中記載:“驢乳:味甘、性寒、主治肺咳、消渴、黃疸、小兒驚癇、婦經痛、急性心絞痛、風熱赤眼,具滋陰活血功效”。明代李時珍在《本草綱目》中記載:“驢乳味甘、冷利、無毒、主治小兒熱急黃等,多服便利、療大熱、止消渴、小兒熱、急驚邪赤利,小兒癇疾,頻熱炊之,治氣邪、解小兒熱毒、不生痘疹”[6]。在近幾十年中,隨著全球對于自然乳源需求的不斷增長,以及對驢乳成分的深入了解與挖掘,驢乳引起了國內外研究人員的廣泛關注(圖2)。

圖2 Web of Science中“Donkey Milk”被引頻次及出版物數量(2000—2021年)Fig.2 Citation frequency of “Donkey Milk” and number of publications regarding “Donkey Milk” in Web of Science (2000-2021)

驢乳因其與人乳成分的高相似性被譽為人乳的理想替代品[7-8]。與其他乳源相比,驢乳富含較多的乳糖、乳清蛋白、必需脂肪酸、VC、鈣等,而膽固醇、脂肪等含量較少[9-11]。研究表明,驢乳中的某些成分與人乳較為接近,如乳清蛋白與酪蛋白的比例、鈣磷比等[12]。驢乳中的乳清蛋白(尤其是乳清蛋白中的溶菌酶)含量較高,這使得驢乳對一些致病菌或有害菌有很好的抑制作用,其保質期也會相對延長[6,13],同時,研究表明富含乳清蛋白(尤其是溶菌酶)的驢乳還具有抗氧化[14-15]和抗腫瘤[16-18]等多種作用。與其他乳源相比,驢乳中不飽和脂肪酸所占比例較高,尤其是亞麻酸和亞油酸,這對哺乳動物新生兒的認知發育具有一定的促進作用[19-20]。另外,由于驢乳酪蛋白含量較低,因此其致敏風險也較低,飲用驢乳也有助于改善對其他乳制品過敏的情況[21-22]。因此,本文綜述驢乳的營養成分,并進一步與其他乳源進行比較,以期為驢乳的營養學研究及相關配方乳粉的研發提供理論基礎。

1 驢乳常量營養素

驢的妊娠期一般為12 個月左右,泌乳期為5~9 個月,泌乳期的產乳量為250~450 kg,驢乳的泌乳量及其營養成分受多種因素影響,包括泌乳期、飲食、環境、品種、季節等[23]。驢乳的pH值一般為7.14~7.22,密度一般為1.025~1.029 g/mL[12]。驢乳的主要成分為水、蛋白質、脂肪、氨基酸、維生素和礦物質等,其營養成分與牛乳等反芻動物乳源差別較大。由表1可知,驢乳的蛋白質含量為14~20 g/L,與人乳(9~19 g/L)較為接近,低于牛乳、水牛乳、駱駝乳。驢乳的脂肪含量為3~18 g/L,低于其他乳源。驢乳的乳糖含量(58~74 g/L)與人乳(63~70 g/L)較為接近,且遠高于其他乳源[24]。

表1 驢乳的常量營養素含量及與其他乳源的比較Table 1 Comparison of macronutrient contents of donkey milk and other milks

2 驢乳蛋白質

乳蛋白質含有人體生長發育的所有必需氨基酸,其消化率為98%~100%,遠高于植物蛋白[34]。乳中的蛋白質按其存在形式主要分為3 類,分別是酪蛋白、乳清蛋白和乳脂肪球膜蛋白。乳中的蛋白質按形成途徑主要分為2 類,第1類由血液中的血清蛋白轉移而來,這類蛋白占乳蛋白含量的10%左右,主要包括血清白蛋白和免疫球蛋白;另一類由乳腺上皮細胞從血清中吸收的氨基酸和葡萄糖轉化的氨基酸合成,占總蛋白含量的90%左右。乳腺上皮細胞合成蛋白質的必需氨基酸均來源于血液,一些非必需氨基酸可以在乳腺中利用必需氨基酸、乙酸及葡萄糖進行合成,鳥氨酸和精氨酸是乳腺合成其他氨基酸最主要的氮源[35]。

由表2可知,驢乳中的酪蛋白含量較低(5.1~10.3 g/L),略高于人乳(2.4~4.2 g/L),且遠低于牛乳、羊乳等反芻動物乳源。酪蛋白主要包括αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白。牛乳中αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白的含量比約為4∶1∶4∶1,而驢乳中含量最高的酪蛋白為β-酪蛋白(2.8~3.9 g/L),其次為αs2-酪蛋白、αs1-酪蛋白、κ-酪蛋白。人乳中主要酪蛋白為β-酪蛋白(1.8~4.0 g/L),而其余種類酪蛋白含量極低或不存在,這與驢乳酪蛋白組成極為相似,因此使用驢乳作為人乳的替代品也降低了酪蛋白的致敏性風險。

表2 驢乳的蛋白含量及與其他乳源的比較Table 2 Comparison of protein contents of donkey milk and other milks g/L

驢乳中乳清蛋白占比較高,與人乳一樣均為乳清蛋白乳。乳清蛋白主要包括β-乳球蛋白、α-乳白蛋白、血清白蛋白、乳鐵蛋白、溶菌酶和免疫球蛋白等。驢乳中的β-乳球蛋白總含量為3.2~3.7 g/L,與牛乳、駱駝乳等乳源的含量接近,而人乳中不含β-乳球蛋白。驢乳中的β-乳球蛋白有β-乳球蛋白Ⅰ和β-乳球蛋白Ⅱ 2 種類型,是馬科動物的特征,上述2 種蛋白分別占總β-乳球蛋白的80%和20%左右。驢乳的溶菌酶含量為1.00~1.43 g/L,略高于人乳(0.10~0.89 g/L),遠高于反芻動物乳源。溶菌酶能夠破壞細胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡萄糖之間的β-1,4糖苷鍵,從而使細胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽,導致細胞壁破裂,內容物逸出,而使細菌溶解[50]。研究表明,與其他乳源相比,驢乳具有更高的抗菌及抗炎活性[51-53],而這可能與驢乳中較高的溶菌酶含量密切相關。

3 驢乳氨基酸

氨基酸是組成蛋白質的基本單位,也是一類小分子代謝物,因此氨基酸也成為連接蛋白質與代謝物之間的橋梁[54]。作為生命有機體的重要組成部分,氨基酸是生命機體營養、生存和發展極為重要的物質,在生命體內物質代謝調控、信息傳遞方面具有重要作用[55]。按照人體是否能夠合成,可以將氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸。必需氨基酸指人體自身無法合成,或人體自身合成量無法滿足需要,必須通過食物攝取的氨基酸,主要包括纈氨酸、色氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、甲硫氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸(?;撬?、胱氨酸、酪氨酸、精氨酸為早產兒所需的必需氨基酸,組氨酸為嬰兒所需的必需氨基酸)。非必需氨基酸指人體自身能夠合成,或者人體可以從其他氨基酸進行轉化的氨基酸,主要包括脯氨酸、谷氨酸、酪氨酸、丙氨酸、絲氨酸、甘氨酸、胱氨酸和天冬氨酸等[56]。

由表3可知,與其他乳源相比,驢乳的總氨基酸含量及必需氨基酸總量均與人乳最為接近。研究發現,驢常乳較牛常乳氨基酸模式的營養更均衡且易于吸收[57]。另外,驢乳中絲氨酸、谷氨酸、精氨酸、纈氨酸、亮氨酸、賴氨酸的比例較高,且均與人乳較為接近。同時,絲氨酸、谷氨酸、精氨酸、纈氨酸在抗疲勞、提高免疫力等方面的生理功能[58-59]也使驢乳作為運動營養食品的潛在配方成為可能。

表3 驢乳的氨基酸含量及與其他乳源的比較Table 3 Comparison of amino acid contents of donkey milk and other milks mg/100 g

4 驢乳脂肪

脂肪是乳中主要的能量物質和重要營養成分,同時乳脂也是組成和結構最復雜的脂肪[63]。乳脂肪所提供的熱量約占乳總熱量的一半[46]。乳脂肪中約95%為三酰甘油,其余為磷脂、膽固醇和其他類脂及游離脂肪酸。三酰甘油是由長鏈和短鏈脂肪酸以一種有序的系統控制過程與甘油分子結合而形成的。C4~C16脂肪酸是由乳腺合成的,約占脂肪酸總量的60%。C18或更長的脂肪酸直接由血液吸收而來,約占脂肪酸總量的40%。乳脂中的磷脂和某些長鏈不飽和脂肪酸具有多種生理活性,可作為體內一些生理活性物質的前體,因而十分重要[63]。乳脂肪還是VA、VD、VE、VK等脂溶性維生素的重要來源。其中VA和胡蘿卜素含量很高,胡蘿卜素被攝入人體后,會形成VA,同時還賦予包括牛乳等乳源淡黃色。乳脂肪也是芳香味道的主要來源,其風味組成非常復雜,目前認為至少有120多種乳脂肪風味成分被鑒別出來。新鮮乳脂肪中含量很低的短鏈及中鏈脂肪酸(C4~C12)是乳風味的關鍵成分。由于這些揮發性脂肪酸溶點低,在室溫下呈液態,易揮發,所以賦予乳脂肪特有的香味[64-65]。另外,乳脂肪呈微細的球狀乳濁液形式,分散于乳汁中。乳脂肪球在一般條件下是穩定的,其外面包裹著一層乳脂球膜,保護脂肪免受脂肪酶的攻擊,并使脂肪懸浮在乳汁中[66]。

由表4可知,牛乳、水牛乳和羊乳脂肪中的飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)含量明顯高于人乳。這是因為奶牛、水牛和綿羊是反芻動物,它們的乳汁中含有較高含量的短鏈飽和脂肪酸(short-chain saturated fatty acids,SC-SFA,主要是丁酸)和中鏈飽和脂肪酸(medium chain-saturated fatty acids,MC-SFA,主要是己酸、辛酸、癸酸、月桂酸)。而驢雖然不是反芻動物,但由于其盲腸較大,能夠完成脂肪的發酵,因此驢乳中也檢測到了一些SC-SFA[67]。牛乳、水牛乳、驢乳和駱駝乳脂肪中的長鏈飽和脂肪酸(long chain-saturated fatty acid,LC-SFA)含量均明顯高于人乳,上述4 種乳源的多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFA)含量則明顯低于人乳。另外,驢乳中n-6 PUFA/n-3 PUFA的比率最高,且乳脂肪球的直徑(1.88~1.96 μm)也與人乳(1.60~2.00 μm)最為接近。磷脂等極性脂質構成乳脂肪球膜的骨架,并在嬰兒的生長發育中起到重要作用[68]。驢乳和水牛乳中總極性脂質的含量明顯低于人乳,而牛乳、羊乳和駱駝乳則與人乳較為接近。

表4 驢乳的脂肪酸含量及與其他乳源的比較Table 4 Comparison of fatty acid contents of donkey milk and other milks%

續表4%

5 驢乳礦物質

礦物質又稱為無機鹽,是指除了碳、氫、氮和氧之外,其他生物必需的化學元素。這些礦物質元素不僅是構成生物體組織的重要成分,還能夠調節生物體的生理機能,并參與生物體各種代謝過程,是生長發育不可缺少的營養物質[76]。同時,這些礦物質也是形成多種酶、激素、維生素的主要成分,它們能維持人體的酸堿及滲透壓平衡,肌肉收縮、舒張,維持心跳規律[77-78]。日常飲食中的常量元素(每日推薦攝入量大于200 mg)主要包括鈣、氯、鎂、磷、鉀、鈉和硫等。日常飲食中微量元素(每日推薦攝入量小于200 mg)主要包括鉻、鈷、碘、鐵、錳、鉬、硒、鋅、鍶和銅等[79]。

乳中的礦物質主要包括鈣、磷、鉀、鎂、鈉、氯、鐵、鋅、銅等,大部分礦物質元素與有機酸結合形成鹽類,少部分與蛋白質結合或吸附在脂肪球膜上,乳中的礦物質元素中堿性元素略多,因此乳也是弱堿性食品[80]。由表5可知,驢乳中包括鈣、磷、鉀等元素的含量低于牛乳、水牛乳、羊乳、駱駝乳等反芻動物乳源,但與人乳較為接近。

表5 驢乳的礦物質含量及與其他乳源的比較Table 5 Comparison of mineral contents of donkey milk and other milks mg/100 mL

6 驢乳維生素

維生素是一系列有機化合物的統稱,它們是生物體所需要的微量營養成分,而一般又無法由人體產生,需要通過飲食等手段獲得。維生素對人體細胞的生長及健康十分重要,有助于調節體內的新陳代謝。維生素可分為脂溶性和水溶性2 種,水溶性維生素(VB、VC等)能溶于水,當攝取量多于身體需要時,多余的水溶性維生素會隨尿液排出體外。脂溶性維生素(VA、VD、VE、VK等)只能溶于脂肪中,需依賴食物中的脂肪才能被消化和吸收,攝取過量較易出現中毒的情況[87]。

與乳中其他營養素相比,維生素的含量較低,但其卻是保持機體生命健康所必需的一類營養素[88]。人體不能合成維生素,因此所需維生素只能從食物中攝取,隨后進入乳汁中[89]。由表6可知,與牛乳、水牛乳、羊乳、駱駝乳等反芻動物乳源相比,驢乳的維生素含量與人乳更為接近。驢乳中VB3的含量為207.19~254.47 μg/100 mL,其含量略高于人乳、牛乳、羊乳及水牛乳。驢乳中最高的水溶性維生素為VC(2 000~5 700 μg/100 mL),其含量高于牛乳、羊乳、水牛乳,且與人乳(3 500~10 000 μg/100 mL)較為接近。此外,驢乳的VD含量也十分豐富(2.23 μg/100 mL),其含量遠高于其他乳源,而其合成機制仍有待進一步研究。

表6 驢乳的維生素含量及與其他乳源的比較Table 6 Comparison of vitamin contents of donkey milk and other milks μg/100 mL

7 結 語

驢乳因其與人乳成分的高相似性被譽為人乳的理想替代品。與其他乳源相比,驢乳富含較多的乳糖、乳清蛋白、必需脂肪酸、VC、鈣等。由于乳中營養成分受季節、泌乳期、生長環境、生理狀態等因素影響較大,且不同儀器測量存在誤差,因此需要對驢乳中的全成分進行更大數據量的采樣與檢測。同時基于上述營養成分特點,研究人員也發現驢乳具有低致敏性、抑菌性和抗癌活性等多種生理功能,因此以驢乳為基料的嬰幼兒配方乳粉及功能性產品亟待研究。

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