母乳为婴儿提供所需的膳食能量、必需营养素以及生理活性分子。母乳的脂质占母乳总能量的40%~55%,为新生儿提供了大约一半的能量需求;同时,其也提供了基本的脂肪酸(FA)和脂溶性维生素。功能性FA是特指那些来源于人类膳食油脂、满足人体营养需求,并对人体一些相应缺乏症和内源性疾病有积极防治作用的FA。山羊乳含有人体所需要的多种营养素及生物活性物质,且脂肪结构与母乳较为接近,营养价值高。
乳中脂肪以微小的球状液滴或乳脂肪球(MFG)的形式分布,以乳液形式稳定存在。甘油三酯(TAG)在粗面内质网表面上或表面内合成,并在细胞质中以微脂滴的形式积累。
目前,对不同泌乳期母乳MFG粒径和ζ电位的研究较少,对不同泌乳期母乳与山羊乳主要功能性FA及MFG物理结构的差异也鲜有系统性地研究。因此,东北农业大学食品学院和乳品科学教育部重点实验室的张宇、王立娜和李晓东*等人测定不同泌乳期母乳与山羊常乳中主要功能性不饱和FA的相对含量,并比较不同泌乳期母乳与山羊乳MFG物理特性的差异,与FA相对含量进行相关性分析,深入了解母乳不同泌乳期及山羊乳脂肪结构和主要功能性FA的组成差异,为FA母乳化的研究提供理论依据。
母乳与山羊乳功能性FA差异分析
母乳与山羊乳脂肪质量浓度
母乳中脂肪质量浓度随着泌乳期的延长显着增加(P<0.05),由初乳时的(26.7±3.6)g/L上升至过渡乳期的(33.7±4.6)g/L,又显着增加至成熟乳期的(41.0±6.8)g/L。山羊乳中脂肪质量浓度为(42.1±4.3)g/L,显着高于母乳初乳和过渡乳(P<0.05),但与成熟乳没有显着性差异。
母乳与山羊乳功能性FA组成分析
母乳与山羊乳中主要功能性FA相对含量有很大不同,母乳中富含LA、α-亚麻酸(ALA)、ARA、DHA和EPA,这几种FA对降低婴儿体内胆固醇含量、促进大脑与视力的发育等方面都具有重要作用,在母乳中的相对含量显着高于山羊乳。油酸相对含量在母乳3 个泌乳期没有显着变化(P>0.05),分别为32.27%、32.12%、30.53%,但是显着高于山羊乳(20.79%)。LA相对含量在母乳初乳、过渡乳和成熟乳中分别为20.07%、19.76%、21.73%,在山羊乳中为4.43%,差异显着(P<0.05)。ARA相对含量在初乳、过渡乳、成熟乳中相对含量分别为0.89%、0.71%、0.66%,在山羊乳中为0.15%,显着低于母乳(P<0.05)。ALA相对含量在母乳成熟乳期最高(1.66%),而山羊乳中相对含量极少,仅为0.05%。对比母乳与山羊乳EPA相对含量发现,母乳中EPA相对含量在初乳期最高,为1.42%,显着高于山羊乳(0.18%),可达山羊乳的7.8 倍。DHA相对含量在母乳的成熟乳中最低,为0.35%,是山羊乳的2.69 倍,其对于婴幼儿神经系统的发育十分重要。所以,在以山羊乳为基质的婴幼儿配方奶粉中,应该强化ALA、EPA及DHA的相对含量。
母乳与山羊乳MFG物理特性分析
粒径分析
结果显示,母乳不同泌乳期MFG粒径发生改变,初乳MFG具有最大的体积平均粒径((5.63±0.51)μm),过渡乳期最小,为(4.21±0.35)μm,成熟乳期为(4.66±0.23)μm。山羊乳体积平均粒径为(3.63±0.31)μm,比母乳小。母乳初乳MFG粒径不大于(4.87±0.34)μm和(9.87±0.31)μm的颗粒体积分数分别为50%、90%,高于过渡乳、成熟乳及山羊乳。
从上图可以看出,母乳与山羊乳的粒径均呈正态分布。母乳不同泌乳期MFG粒径分布范围差异明显。初乳、过渡乳和成熟乳MFG粒径分布范围分别为0.63~39.91、0.44~13.46 μm和0.79~18.37μm。初乳粒径分布较宽,过渡乳和成熟乳具有较窄的粒径分布;山羊乳的粒径分布范围为0.48~15.88 μm,窄于初乳和成熟乳。不同哺乳阶段母乳MFG的粒径及分布不一致可能与各阶段婴儿生长的特定需求有关。
ζ电位分析
自然状态下母乳MFG表面呈负电势,母乳表面电位在初乳期最低((-5.72±0.21)mV),过渡乳和成熟乳ζ电位分别为(-6.53±0.27)、(-7.76±0.23)mV。随着泌乳时间的延长,ζ电位显着增加(P<0.05)。山羊乳ζ电位为(-13.69±0.27)mV,显着高于母乳3 个泌乳期(P<0.05)。
母乳与山羊乳MFG的微观结构
由上图可以看出,母乳与山羊乳MFG均为球状,形态完整,以液滴的形式分散于乳中,红色部分为尼罗红荧光探针染色后呈现的MFG结构,在相同倍数油镜的观察下,母乳不同泌乳期及山羊乳MFG的密度和粒径不同,每毫升原料乳中,山羊乳的MFG颗粒数较多,可以说明山羊乳MFG较小,而母乳初乳MFG体积大于过渡乳和成熟乳。由于样品乳没有经过高压均质等处理,因此可以看到MFG粒径不均一,小的MFG发生了聚集,大的MFG周围吸附有小MFG。此外,尼罗红可通过MFG膜染色小MFG核心中的TAG,表明MFG膜具有一定的渗透性,可以允许一些分子通过。因此,如果小MFG的结构没有受到机械或热损伤,TAG应完全位于脂肪球的核心。
母乳与山羊乳各指标相关性分析
乳中MFG的ζ电位与脂肪质量浓度呈正相关。随着泌乳期的延长,脂肪质量浓度显着增加,MFG表面电位也显着升高。同时,与乳中脂肪质量浓度也有一定的相关性。乳中MFG粒径和脂肪质量浓度也呈正相关,其中山羊乳MFG体积平均粒径与脂肪质量浓度间相关性系数可达0.887(P<0.05)。不同乳源MFG体积平均粒径与LA相对含量都呈正相关,但相关性不完全一致,成熟乳中其相关系数为0.945,相关性极显着(P<0.01),但过渡乳和山羊乳中相关性不显着。不同泌乳阶段大、小MFG的组成成分不同,MFG的结构、组成、泌乳阶段、FA相对含量、脂肪质量浓度之间的相关性也并不完全一致。
结 论
本研究结果显示,母乳与山羊乳中功能性FA及MFG物理特性存在明显差异,母乳初乳、过渡乳、成熟乳和山羊乳中脂肪质量浓度分别为(26.7±3.6)、(33.7±4.6)、(41.0±6.8)、(42.1±4.3)g/L。母乳中主要功能性FA LA、ALA、ARA、EPA和DHA相对含量显着高于山羊乳(P<0.05)。其中ALA相对含量在母乳成熟期达到最高,为1.66%,而山羊乳中仅为0.05%。母乳与山羊乳粒径分布均为正态分布,并且观测到完整的MFG结构。母乳初乳MFG具有最大的体积平均粒径((5.63±0.51)μm)和最低的ζ电位((-5.72±0.21)mV)。山羊乳MFG体积平均粒径((3.63±0.31)μm)小于母乳,而ζ电位((-13.69±0.31)mV)显着高于母乳(P<0.05),FA相对含量、MFG粒径、ζ电位及脂肪相对含量之间有一定的相关性。因此,在以山羊乳为基质的婴幼儿配方奶粉中应该注意主要功能性FA相对含量以及MFG的结构调整,尤其应该注意增加ARA、EPA、DHA的相对含量。