目前,国际卫生组织提倡6 个月以前婴幼儿需母乳喂养,因此,来自沈阳农业大学食品学院的吴尚仪、吴尚和韩宏娇等人选取初乳和常乳为研究对象。大多数学者对于乳中游离氨基酸的研究,仅限于乳中17 种主要游离氨基酸的检测,而本研究利用先进的iTRAQ标记结合HPLC-MS/MS技术对不同泌乳期人乳和牛乳中42 种氨基酸进行检测及对比分析,比较游离氨基酸的种类及含量的差异性,弥补前人对氨基酸种类研究的不足,为未来婴幼儿配方奶粉的母乳化,研制辅助调血糖、调血脂、增强免疫力的功能性乳制品提供更加精确、全面的指导。
1.游离氨基酸种类的鉴定
乙腈和0.1%甲酸溶液作为流动相采用梯度洗脱的液相条件下,12 min内44 种氨基酸全部流出,其中正异亮氨酸(Nle)和正缬氨酸(Nva)属于非人体内氨基酸。
2.人初乳、人常乳、牛初乳、牛常乳中游离必需氨基酸的差异分析
人初乳中游离氨基酸总量约为0.63 g/L;人常乳中游离氨基酸总量约为0.37 g/L,人初乳和人常乳中均含有9 种必需氨基酸。经t检验分析得知,人初乳和人常乳中His、Ile、Lys、Met具有显着性差异(P<0.05),其余的5 种必需氨基酸在两者间无显着性差异(P>0.05)。
牛初乳中游离氨基酸总量约为0.32 g/L;牛常乳中游离氨基酸总量约为0.16 g/L。牛初乳和牛常乳中均含有9 种必需氨基酸。牛初乳中除游离Lys含量显着低于牛常乳(P<0.05),其他8 种必需氨基酸含量都显着高于牛常乳(P<0.05),特别是游离的Val在牛初乳中含量最高。
经t检验分析得知,人常乳中9 种游离氨基酸质量浓度均显着高于牛常乳(P<0.05)。人常乳中Thr质量浓度最高,其次分别是Val、Lys、Leu。而牛常乳中Val质量浓度最高,Lys其次。人常乳中的His质量浓度显着高于牛常乳近16 倍,其对婴幼儿的生长发育极为重要。人常乳中Ile含量高于牛常乳约13 倍,而Ile在人体内被消化吸收后可通过不同的代谢途径成为各种人体激素和酶的原料,可促进婴幼儿的生长发育。人常乳中,Thr、Val、Lys、Ile的质量浓度都很高且都显着高于牛常乳。
3.人初乳、人常乳、牛初乳、牛常乳中游离非必需氨基酸的差异分析
人初乳和人常乳中均含有以上11 种非必需氨基酸,人初乳和人常乳中Gly、Tyr、Cys的质量浓度无显着性差异(P>0.05)。人初乳中Ser、Asn、Asp、Glu、Gln、Ala这6 种氨基酸质量浓度显着高于人常乳,Arg、Pro的质量浓度显着低于人常乳(P<0.05)。
实验测得牛初乳中含有8 种游离的非必需氨基酸,牛常乳中含有7 种,牛初乳中未检出Asn、Asp,而牛常乳中还未检出Pro。经t检验得,牛初乳和牛常乳中的Ser无显着性差异(P>0.05)。牛初乳中Arg、Gly、Tyr、Ala质量浓度显着高于牛常乳(P<0.05)。牛初乳中Ala的质量浓度最高,其在机体内可辅助葡萄糖代谢,缓解由机体血糖水平较低引起的症状,Gly质量浓度约为牛常乳中的3 倍。
在牛常乳中,Glu、Gln质量浓度显着高于牛初乳,Glu的质量浓度最高。实验测得人常乳中含有11 种非必需游离氨基酸,牛常乳中含有其中7 种,人乳中氨基酸种类较牛乳中氨基酸种类更为齐全。比较发现,除Gln外,人常乳中非必需氨基酸质量浓度均高于牛常乳,牛常乳和人常乳中非必需氨基酸质量浓度均存在显着性差异(P<0.05)。牛常乳中未检出Asn、Asp、Cys和Pro,而这4 种氨基酸在机体内均具有一定的生理功能。
4.人初乳、人常乳、牛初乳、牛常乳中非蛋白质编码氨基酸的差异分析
本实验测得人初乳、人常乳样品中均含有其中15 种,人乳中未检出Cth、Hcy、Car、Hyl、Sar、Asa、Hcit这7 种游离氨基酸。人初乳和人常乳中GABA、Ans、β-Ala、β-Aib、PEtN的质量浓度无显着性差异(P>0.05)。人初乳中Tau、Cit、Orn、Abu、Etn、1-MHis质量浓度显着高于人常乳,其余4 种质量浓度显着低于人常乳(P<0.05)。Tau在人乳中这22 种非蛋白质编码氨基酸中质量浓度最高。
实验测定的22 种非蛋白质编码氨基酸中,牛初乳中含有16 种,牛常乳中含有15 种,而牛初乳中未检出Cth、Hcy、Car、Hyl、Asa、Hcit,并且牛常乳中还未检出Sar。经t检验得,牛常乳和牛初乳中除Ans、PSer的质量浓度无显着性差异(P>0.05),其他14 种氨基酸具有显着性差异(P<0.05)。牛初乳中GABA、Aad、Cit、β-Ala、β-Aib、1-MHis这6 种游离氨基酸质量浓度显着低于牛常乳,其余8 种游离氨基酸质量浓度均显着高于牛常乳。牛初乳的16 种非蛋白质编码氨基酸中Tau质量浓度最高,其次是PEtN、Etn,而牛常乳中PetN质量浓度最高,但牛初乳中PEtN的含量约为常乳的2 倍。从游离氨基酸组成和质量浓度推断,牛初乳的生理活性可能强于牛常乳。
牛常乳和人常乳中均未检出Cth、Hcy、Car、Hyl、Sar、Asa、Hcit这7 种氨基酸。在牛常乳和人常乳中除GABA、Ans质量浓度无显着性差异(P>0.05),其余游离氨基酸都具有显着性差异(P<0.05)。人常乳中Tau质量浓度最高,PEtN质量浓度仅次于Tau。牛常乳中有Aad、Orn、Ans、β-Ala、β-Aib、Etn、Hyp、PEtN这8 种氨基酸质量浓度高于人常乳,其余7 种氨基酸质量浓度低于人常乳。
在本研究检测的42 种游离氨基酸中,牛常乳中含有31 种,人常乳中含有35 种,其中25 种游离氨基酸的质量浓度高于牛常乳。牛初乳中游离的His、Ile、Leu、Phe等17 种游离氨基酸随着母体泌乳时间的延长质量浓度逐渐减少;人乳中的His、Phe、Thr等17 种游离的氨基酸质量浓度随着母体泌乳时间的延长而逐渐降低。
结 论
人乳中游离氨基酸种类较牛乳更为丰富,含量也高于牛乳,且随着泌乳时间的延长其总量呈下降趋势。牛初乳、牛常乳、人初乳和人常乳中游离氨基酸总量分别为0.32、0.16、0.63 g/L和0.37 g/L。实验测定的42种游离氨基酸中,人常乳中检出35种,牛常乳中测得31种,其中人常乳中有25种游离氨基酸的含量高于牛常乳,人乳中组氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸等含量显着高于牛乳(P<0.05),游离谷氨酸在人初乳、人常乳、牛常乳中含量均为最高,而牛初乳中游离牛磺酸含量最高。本研究分析了人乳、牛乳中游离氨基酸种类和含量的差异,可为详细的研究母乳氨基酸功能和氨基酸代谢组学提供了一定的理论依据,也可为生产婴幼儿奶粉和功能性乳制品提供参考。