不同地域、品种、饲养方式、加工方式等因素都会影响乳制品甘油三酯脂肪酸的组成和含量。但脂肪酸组成趋势一致,即以豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸为主体脂肪酸,且饱和脂肪酸含量最高,其次是单不饱和脂肪酸,最后是多不饱和脂肪酸。乳制品中磷脂组成和含量的研究大多来源于国外,国内的研究报道较少。
为探究乳制品的脂质成分,近年来,国内外关于乳制品脂肪酸已有较多研究报道。目前国内的研究缺少从脂质轮廓角度,对乳制品脂质进行较为全面的研究。因此,南昌大学食品科学与技术国家重点实验室的翁晨、邓泽元和李静*从甘油三酯、磷脂和胆固醇的组成和含量,以及甘油三酯和磷脂脂肪酸组成和位置分布,比较不同加工方式、不同乳源以及适合不同人群的乳制品脂质的特点,从脂质的角度评价乳制品的营养价值。
乳制品中甘油三酯含量
通过Florsil固相萃取小柱对乳制品粗脂中的甘油三酯进行分离,结果显示,该法对乳制品甘油三酯有较高的提取率(>78%)。其中甘油三酯质量分数最高为全家营养奶粉(91.58±5.44)%;最低为发酵酸奶(78.46±5.34)%。
乳制品甘油三酯总脂肪酸的组成和含量
结果显示,乳制品甘油三酯中,饱和脂肪酸(SFA)占总脂肪酸含量为37.050%~68.384%,相对含量最高为纯牛奶(68.384%),最低为婴儿奶粉II段(37.050%);其中棕榈酸(C16:0)相对含量最高。单不饱和脂肪酸(MUFA)占总脂肪酸含量为26.667%~42.021%,相对含量最高为婴儿奶粉II段(42.021%),最低为羊奶粉(26.667%);其中油酸(C18:1 9c)占比最高。多不饱和脂肪酸(PUFA)占总脂肪酸含量为2.522%~20.390%,相对含量最高为婴儿奶粉II段(20.390%),最低为全家营养奶粉(2.522%);其中n-6 PUFA占总脂肪酸含量为1.476%~18.007%,n-3 PUFA占总脂肪酸含量为0.237%~2.323%;反式脂肪酸占总脂肪酸含量为1.233%~4.450%,相对含量最高为全家营养奶粉(4.450%)。
结果显示,乳制品Sn-2-甘油一酯中,SFA占Sn-2-甘油一酯脂肪酸相对含量为39.384%~91.374%,相对含量最高为中老年奶粉(91.374%),其中C14:0和C16:0相对含量较高;MUFA占Sn-2-甘油一酯脂肪酸相对含量为4.218%~32.520%,相对含量最高为婴儿奶粉II段(32.520%),油酸为主要MUFA;PUFA占Sn-2-甘油一酯脂肪酸相对含量为0.313%~23.494%,n-6 PUFA占0.182%~20.462%,n-3 PUFA占未检出~2.306%;而反式脂肪酸则占Sn-2位脂肪酸相对含量为0.282%~1.413%;此外CLA相对含量最高的为酸奶,占1.211%。
求出FAD,当FAD大于33.3%时,则认为该脂肪酸分布在甘油三酯Sn-2位上,反之,则易结合在甘油三酯Sn-1,3位。如图2所示,不同年龄阶段乳粉中棕榈酸FAD值分别为31.03%、48.32%、56.87%,可以认为婴幼儿奶粉II段棕榈酸分布在甘油三酯Sn-1,3位上,全家营养奶粉和中老年奶粉棕榈酸分布在Sn-2位。婴儿奶粉II段中亚油酸与α-亚麻酸主要分布在Sn-2位,全家营养奶粉和中老年奶粉的大部分脂肪酸分布在Sn-1,3位。
乳制品磷脂总脂肪酸的组成和含量
结果显示,S F A占磷脂总脂肪酸相对含量为46.174%~67.222%,相对含量最高为纯牛奶(67.222%),最低为中老年奶粉(46.174%),其中C16:0和C18:0为主要的SFA。MUFA占磷脂总脂肪酸相对含量为13.587%~29.723%,相对含量最高为中老年奶粉(29.723%),其中C18:1 9c为主要的MUFA。PUFA占磷脂总脂肪酸相对含量为14.185%~22.075%,相对含量最高为中老年奶粉(22.075%),最低为酸奶(14.185%);其中C18:2 n-6 9c12c和C20:5 n-3为主要PUFA,其次为C20:2 n-6和C18:3 n-3。反式脂肪酸占磷脂总脂肪酸相对含量为未检出~2.437%,相对含量最高为中老年奶粉(2.437%),其中C18:1 9t和C18:1 11t为主要反式脂肪酸。CLA占磷脂总脂肪酸相对含量为未检出~1.986%,中老年奶粉占比最高(1.986%)。
乳制品胆固醇含量测定结果
以胆固醇峰面积为纵坐标(y),胆固醇质量浓度(mg/mL)为横坐标(x),得标准曲线方程为y=5 468.3x+22.612,R2=0.999 9。将乳制品胆固醇测定结果代入标准曲线,结果见图3。7 种乳制品中胆固醇含量存在显着性差异。胆固醇含量范围在14.85~27.37 mg/100 g之间,其中中老年奶粉的胆固醇含量最高,为27.37 mg/100 g,其次是羊奶粉的胆固醇含量为23.25 mg/100 g,婴儿奶粉II段胆固醇含量最低,为14.85 mg/100 g。
讨 论
1 不同年龄阶段乳粉的脂质特点
结果显示,婴幼儿奶粉II段的不饱和脂肪酸相对含量(62.95%)明显高于全家营养奶粉(31.711%)和中老年奶粉(37.46%),婴幼儿奶粉II段SFA与UFA含量之比接近2∶3,与国际上公认的最佳比值1∶1比较接近。研究发现母乳除棕榈酸位于Sn-2位,硬脂酸、油酸、亚油酸、α-亚麻酸等主要酯化在Sn-1,3位上,图2结果表明婴幼儿配方奶粉中硬脂酸、油酸、花生四烯酸结合在Sn-1,3位,说明几种植物脂质的复合得到的某些脂肪酸组成与母乳脂质接近。与青年和中年时期相比,老年人除身体功能有不同程度的衰退外,大多数营养需求与中青年相似,因此全家营养奶粉与中老年奶粉在脂肪酸组成与含量上较为相似。
结果表明,婴幼儿配方奶粉II段磷脂脂肪酸中含量最高为SFA(56.973%),且SFA中含量较高的C16:0和C18:0在婴幼儿配方奶粉II段磷脂中相对含量(29.989%和11.221%)远低于人奶磷脂(34.09%和22.95%)。MUFA(23.681%)在婴幼儿配方奶粉II段中相对含量远高于人奶磷脂,主要是因为婴幼儿配方奶粉II段磷脂中的C18:1相对含量为21.121%,远高于人奶磷脂中相对含量13.03%。婴幼儿配方奶粉II段磷脂中的PUFA相对含量为18.836%,与人奶磷脂相近(17.36%)。婴幼儿配方奶粉II段磷脂中UFA相对含量较高,主要是因为其添加的大豆卵磷脂不饱和脂肪酸含量较高[19]。
与母乳相比,婴幼儿配方奶粉中胆固醇含量较低,这对婴幼儿成年后血脂健康会造成一定的影响。中老年奶粉的胆固醇含量为27.37 mg/100 g,远大于全家营养奶粉19.21 mg/100 g,可能是由于品牌差异、原料乳的种类以及功能性需求等导致。
2 不同加工方式乳制品(纯牛奶、发酵酸奶、奶酪)的脂质特点
本实验对比分析发酵等加工方式的乳制品,结果显示纯牛奶、发酵酸奶和奶酪脂肪酸较为丰富,主体脂肪酸由豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸组成。甘油三酯SFA、MUFA和PUFA相对含量相近,无显着变化,其中SFA相对含量普遍较高(65.372%~68.384%)。发酵酸奶和奶酪中CLA相对含量比纯牛奶高,说明酸奶中添加乳酸菌在微生物发酵过程中将亚油酸转变为CLA。纯牛奶反式脂肪酸相对含量为1.404%,而奶酪反式脂肪酸相对含量为2.240%,说明反式脂肪酸含量与其配方和加工方式有着紧密联系。本实验所测发酵酸奶和奶酪n-6/n-3 PUFA比值均在最佳比值(n-6/n-3<6)内,而纯牛奶超出最佳比值。结果显示,纯牛奶、发酵酸奶和奶酪甘油三酯Sn-2位中、长链脂肪酸组成差异及含量变化较大。发酵酸奶中未检测出油酸和n-3系列脂肪酸,只在奶酪中检测到α-亚麻酸。纯牛奶、发酵酸奶和奶酪甘油三酯Sn-2位豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸相对含量逐渐增大,亚油酸相对含量逐渐减小。
纯牛奶、发酵酸奶和奶酪磷脂中、长链脂肪酸相对含量不仅存在较大变化,而且还是构成其各自脂肪酸的主体脂肪酸。发酵酸奶和奶酪磷脂总脂肪酸与纯牛奶相比,主要的中、长链饱和脂肪酸相对含量增加,亚油酸减少的同时,α-亚麻酸逐渐增加;n-6/n-3 PUFA比值均小于1。反式脂肪酸和CLA在纯牛奶磷脂总脂肪酸中未被检测出,其在酸奶磷脂总脂肪酸含量高于奶酪。另外,在酸奶和奶酪磷脂总脂肪酸中,短链脂肪酸含量较纯牛奶大幅降低,说明微生物发酵会改变乳品的风味。纯牛奶、发酵酸奶和奶酪的胆固醇含量分别为20.44、18.92 mg/100 g和19.00 mg/100 g,无明显差异。以往研究表明,乳制品胆固醇含量与脂肪含量呈正相关,本章实验所得结果与上述结论相符。
3 不同乳源乳粉的脂质特点
结果显示,牛奶中SFA∶MUFA∶PUFA为19.5∶7.8∶1;羊奶中SFA∶MUFA∶PUFA为16.9∶6.6∶1,可能是因为牛、羊奶脂肪酸组成随牛羊品种、地域、饲料等不同而有所变化,但总趋势基本一致,即SFA>MUFA>PUFA。国际上认可的SFA∶MUFA∶PUFA最合理比例为1∶1∶1,牛奶和羊奶比值均不在最佳范围内。本实验测得牛、羊奶短链脂肪酸相对含量分别为1.50%和1.62%,两者差异不大且在羊奶的脂肪酸中,辛酸和癸酸是羊奶的特征脂肪酸,是羊奶“膻味”的主要物质来源。但结果中未检测出辛酸,且癸酸相对含量为1.216%,可能是因为羊奶在灭菌过程中被除去短链脂肪酸,导致特征脂肪酸含量减少。牛奶CLA相对含量(0.407%)比羊奶(1.119%)显着偏低;羊奶的多不饱和脂肪酸比牛奶高。
牛、羊奶磷脂脂肪酸中SFA相对含量分别为67.222%和59.672%。SFA中含量最为丰富的C16:0在牛、羊奶磷脂中的相对含量(29.944%和27.058%)低于人奶磷脂(34.09%),C18:0含量次之。羊奶MUFA(24.535%)相对含量远高于牛奶(13.587%),含量最高的脂肪酸C18:1在牛、羊奶磷脂中的含量高于人奶磷脂。值得注意的是,牛奶磷脂脂肪酸中未检测出反式脂肪酸和CLA。牛奶PUFA相对含量(18.886%)高于羊奶(15.052%),相对含量最高为C20:5。磷脂脂肪酸组成上,不同哺乳动物乳磷脂的脂肪酸组成同人奶有明显差异。牛奶和羊奶都可以作为婴儿配方奶粉的乳基来源,但二者营养素构成和含量存在明显的差异,羊奶的脂肪酸和蛋白质构成与牛奶相比更接近于人奶,近年来被广泛用于开发婴儿配方奶粉。
本实验所测得牛奶胆固醇含量为20.44 mg/100 g;羊奶粉胆固醇含量为23.25 mg/100 g,乳胆固醇含量与动物种类、地域等有关。因中链脂肪酸能够同时作用于具有调节肝脏中胆固醇合成和分解有关的2 个限速酶,故有降低血清中总胆固醇水平的功效。而羊奶中的中链脂肪酸含量高于牛奶,因此,饮用羊奶比牛奶降低胆固醇、预防心脑血管疾病等更具优势。
结 论
本研究发现乳制品中脂肪酸含量丰富。通过比较不同年龄阶段人群、不同加工方式以及不同乳源对乳制品脂质特点的影响发现:
1)不同年龄阶段乳粉中,全家营养奶粉与中老年奶粉在脂肪酸组成与含量上较为相似。添加磷脂的婴幼儿配方奶粉中不饱和脂肪酸含量较高。
2)不同加工方式乳制品中,纯牛奶短链脂肪酸含量较高于发酵酸奶和奶酪,发酵酸奶和奶酪CLA含量高于纯牛奶,奶酪反式脂肪酸含量高于纯牛奶。发酵酸奶和奶酪磷脂总脂肪酸中短链脂肪酸含量与纯牛奶相比减少,CLA和反式脂肪酸含量与纯牛奶相比增加,n-6/n-3 PUFA比值均小于1。纯牛奶、发酵酸奶和奶酪的胆固醇含量与脂肪含量呈正相关。
3)不同乳源乳粉中,棕榈酸、油酸、豆蔻酸和硬脂酸构成牛、羊奶甘油三酯的主体脂肪酸,牛奶CLA和多不饱和脂肪酸含量低于羊奶。牛、羊奶磷脂脂肪酸中富含饱和脂肪酸,C18:1含量高于人奶。乳制品胆固醇含量与其来源有关。