牦牛乳氨基酸和脂肪酸的含量研究

郭 憲，裴 杰，褚 敏，包鵬甲，趙生軍，閻 萍

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所，甘肅省牦牛繁育工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州 730050)

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牦牛乳氨基酸和脂肪酸的含量研究

郭 憲，裴 杰，褚 敏，包鵬甲，趙生軍，閻 萍

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所，甘肅省牦牛繁育工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州 730050)

[目的] 提高牦牛乳的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值以及牦牛乳產(chǎn)品的附加值。[方法] 對(duì)青海高原牦牛乳氨基酸、脂肪酸組分及其含量進(jìn)行了測(cè)定。[結(jié)果]在牦牛乳中共檢測(cè)到16種氨基酸，其谷氨酸、異亮氨酸、酪氨酸和精氨酸含量相對(duì)較高，賴氨酸、甘氨酸、蛋氨酸和丙氨酸含量相對(duì)較低。牦牛初乳中總氨基酸含量(5.485%)顯著高于常乳。在牦牛初乳和常乳中均檢測(cè)到28種脂肪酸，其中飽和脂肪酸19種，不飽和脂肪酸9種。常乳中的油酸和硬脂酸含量顯著高于初乳。[結(jié)論]該研究可為牦牛乳的開(kāi)發(fā)利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與科學(xué)依據(jù)。

牦牛乳；氨基酸；脂肪酸

牦牛(Bosgrunniens)是以青藏高原為發(fā)源地的特產(chǎn)家畜和寶貴的畜牧資源，也是世界屋脊著名的景觀牛種。牦牛因其對(duì)高海拔地帶嚴(yán)寒、缺氧、缺草等惡劣自然條件的良好適應(yīng)能力而成為高寒牧區(qū)最基本的生產(chǎn)生活資料，可提供肉、乳、毛、絨、皮革、役力和燃料等，在高寒牧區(qū)具有不可替代的生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)地位[1]。牦牛生活在海拔3 000 m以上的、無(wú)工業(yè)污染的高寒牧區(qū)，是一個(gè)較少或基本不進(jìn)行補(bǔ)飼、全放牧、完全依靠天然草原攝取食物維持營(yíng)養(yǎng)需要的放牧畜種，其乳汁是真正的無(wú)污染的綠色食品，是一種具有巨大的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的原料乳。牦牛乳濃稠純香，營(yíng)養(yǎng)豐富，具有高蛋白質(zhì)(青海高原牦牛初乳、常乳分別為5.43%和4.84%)、高乳脂率(青海高原牦牛初乳、常乳分別為5.70%和4.57%)和礦物質(zhì)豐富的顯著特點(diǎn)[2]。但是，由于地域條件和生產(chǎn)水平等因素的制約，牦牛乳的開(kāi)發(fā)利用還處于初級(jí)階段。

青海高原牦牛是我國(guó)13個(gè)地方牦牛品種之一。以自然放牧為主，其潔凈的環(huán)境和天然的牧草造就了純凈、自然、無(wú)污染的優(yōu)良乳。牦牛乳營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，易消化與吸收，為高寒牧區(qū)牧民群眾生活提供重要的食品來(lái)源。在高寒牧區(qū)，常見(jiàn)的乳產(chǎn)品主要有鮮乳、酥油、干酪素、干酪、酸奶、奶茶、奶渣和奶皮等[3]。但是，牦牛泌乳性能低，成年母牦牛體重220～350 kg，在放牧狀態(tài)下泌乳期150 d，總泌乳量487 kg，平均日泌乳量3.2 kg。為了提高牦牛乳開(kāi)發(fā)利用價(jià)值，提高牦牛乳產(chǎn)品的附加值，筆者對(duì)青海高原牦牛乳氨基酸、脂肪酸組分及其含量進(jìn)行了測(cè)定，旨在為牦牛乳的開(kāi)發(fā)利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物 分布于青藏高原海拔3 200 m以上的自然放牧條件下的青海高原牦牛。

1.2 采樣方法 泌乳期，在自然放牧群體中隨機(jī)單獨(dú)收集牦牛個(gè)體牛乳，每頭150 ml以上。初乳是采集分娩后3 d以內(nèi)的乳(4月，枯草期)，常乳分別采自泌乳期的6月(牧草生長(zhǎng)期)、9月(牧草旺盛期)。乳氨基酸測(cè)定樣品，置于-20 ℃冰箱中冷藏保存。脂肪酸組成及含量分析樣品，置于-80 ℃冰箱中凍存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 乳氨基酸含量的測(cè)定 將樣品從-20 ℃冰箱中取出，自然解凍后置于40 ℃恒溫水浴箱中預(yù)熱均質(zhì)，使用全自動(dòng)氨基酸分析儀(Biochrom 30+，英國(guó)Biochrom公司)測(cè)定牦牛乳中氨基酸含量。

1.4 乳脂肪酸含量的測(cè)定 乳中脂肪酸甲酯化參照Palmquist等[4]的方法，適當(dāng)修改后按照以下步驟進(jìn)行：①將分析樣品從-80 ℃冰箱中取出，置于冷水中解凍、混勻；②取10 ml乳樣品移入250 ml燒瓶中，加入約100 mg焦性沒(méi)食子酸和十一碳酸甘油三脂內(nèi)標(biāo)溶液(5.0 mg/ml)2 ml，加入幾粒沸石，再加入2 ml 95%乙醇和4 ml超純水，混勻。然后加入氨水(25%)5 ml，混勻。將燒瓶放入70～80 ℃水浴中水解20 min。每隔5 min振蕩1次燒瓶，使黏附在燒瓶上的顆粒物混入溶液中。水解完成后，取出燒瓶冷卻至室溫，最后加入10 ml 95%乙醇，混勻。③脂肪水解完成后，將燒瓶中的水解液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，用50 ml乙醚沖洗燒瓶，用乙醚石油醚混合液(體積比1∶1)沖洗燒瓶塞子，沖洗液并入分液漏斗中并加蓋，振蕩5 min，靜置10 min，將醚層提取液收集到250 ml燒瓶中，按照以上步驟重復(fù)提取水解液3次，最后用乙醚、石油醚混合液沖洗分液漏斗，并收集到250 ml燒瓶中后，揮發(fā)提取溶劑，殘留物為脂肪提取物。④脂肪的皂化和脂肪酸的甲酯化：在盛有脂肪提取物的250 ml燒瓶中加入2%氫氧化鈉溶液8 ml，連接回流冷凝器在80 ℃水浴上回流，直至油滴消失；從回流冷凝器上端加入15%三氟化硼甲醇溶液7 ml，在80 ℃水浴中繼續(xù)回流2 min；用去離子水沖洗回流冷凝器。停止加熱，從水浴上取下燒瓶，迅速冷卻至室溫，準(zhǔn)確加入10～30 ml正庚烷(色譜純)，振蕩2 min，再加入飽和氯化鈉水溶液，靜置分層，吸取上層正庚烷提取溶液大約5 ml，轉(zhuǎn)移到30 ml小型試管中，加入大約5 g無(wú)水硫酸鈉，振蕩1 min，靜置5 min，吸取上層溶液到進(jìn)樣瓶中，待測(cè)。⑤色譜條件：毛細(xì)管色譜柱(交聯(lián)鍵合固定相，含50%氰丙基)(60 m×0.25 mm，0.25 μm)。進(jìn)樣器溫度270 ℃，檢測(cè)器溫度280 ℃。程序升溫：初始溫度130 ℃，持續(xù)1 min；130～170 ℃，升溫速率6.5 ℃/min；170～215 ℃，升溫速率2.75 ℃/min；215 ℃，保持12 min；215～230 ℃，升溫速率4 ℃/min；230 ℃保持3 min檢測(cè)結(jié)束。載氣∶氮?dú)?。分流?0∶1。進(jìn)樣體積1.0 μl。

色譜測(cè)定方法：取1.0 μl脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)溶液和各單個(gè)脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)溶液注入氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Agilent 6890N GC-5973 MSD，美國(guó)Agilent 公司)，在上述色譜條件下測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的響應(yīng)值(峰高或峰面積)得到每個(gè)脂肪酸甲酯的相對(duì)保留時(shí)間(相對(duì)十一碳酸甲酯)和氣相色譜圖，計(jì)算出響應(yīng)因子。取1.0 μl樣液注入氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，在相同條件下測(cè)定試樣的響應(yīng)值(峰高或峰面積)。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)溶液譜圖比較響應(yīng)值，得到試樣中脂肪酸甲酯的含量。⑥脂肪酸相對(duì)含量的計(jì)算。通過(guò)比較樣品和已知成分的脂肪酸甲酯混合物標(biāo)準(zhǔn)品色譜峰的相對(duì)保留時(shí)間，判斷相應(yīng)的脂肪酸種類(lèi)，并在色譜工作站中采用面積歸一化法進(jìn)行積分處理，計(jì)算各種脂肪酸的相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 氨基酸 由表1可知，牦牛初乳和常乳中的氨基酸含量豐富，均檢測(cè)到16種氨基酸。牦牛初乳中總氨基酸含量(5.485%)顯著高于常乳中總氨基酸含量(6月3.065%、9月2.945%)。初乳中的各氨基酸含量均高于不同泌乳階段(6月、9月)常乳，常乳中的各氨基酸含量不同泌乳階段(6月、9月)之間無(wú)顯著差異。

表1 不同泌乳階段牦牛常乳中氨基酸含量的變化 %

注：同列不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.2 脂肪酸 由表2可知，牦牛初乳和常乳中均檢測(cè)到28種脂肪酸，其中飽和脂肪酸19種、不飽和脂肪酸9種。初乳中十四烷酸、15-甲基十六烷酸、順式-十八烷酸含量均顯著高于常乳(6月、9月)，初乳中的油酸和硬脂酸含量顯著低于常乳(6月、9月)，而其他脂肪酸含量無(wú)顯著差異。常乳中15-甲基十六烷酸、油酸、順式-11-十八烯酸、十九烷酸、二十二碳六烯酸、二十二烷酸含量在不同泌乳階段(6月、9月)明顯不同，其他脂肪酸含量無(wú)顯著變化。

3 討論

3.1 氨基酸 氨基酸(Amino acid)是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位，賦予蛋白質(zhì)特定的分子結(jié)構(gòu)形態(tài)，使其分子具有生化活性。氨基酸在動(dòng)物體內(nèi)通過(guò)代謝可以合成組織蛋白質(zhì)；轉(zhuǎn)變成酸、激素、抗體、肌酸等含氨物質(zhì)；轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓衔锖椭?；氧化成二氧化碳和水及尿素，產(chǎn)生能量。因此，氨基酸在動(dòng)物體中的存在不僅提供了合成蛋白質(zhì)的重要原料，而且對(duì)于促進(jìn)生長(zhǎng)、進(jìn)行正常代謝、維持生命提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。牛乳中能夠提供人類(lèi)所需要的必需氨基酸，如賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸。該研究中青海高原牦牛初乳、常乳中總氨基酸含量分別為(5.485±0.049 3)%、(3.065±0.219)%，其中谷氨酸、異亮氨酸、酪氨酸和精氨酸含量相對(duì)比較高，賴氨酸、甘氨酸、蛋氨酸和丙氨酸含量相對(duì)較低，并且初乳各氨基酸含量顯著高于常乳中氨基酸含量。青海高原牦牛較當(dāng)?shù)睾诎谆膛３Ｈ榭偘被岷?2.69%)高0.38%。同時(shí)，該測(cè)定結(jié)果表明青海高原牦牛不同泌乳階段(6月與9月)各氨基酸含量沒(méi)有明顯差異，說(shuō)明同一牦牛品種不同季節(jié)常乳中氨基酸含量沒(méi)有差異，是牦牛乳良好品質(zhì)的保證。

3.2 脂肪酸 隨著對(duì)乳脂的深入研究，乳中脂肪酸的營(yíng)養(yǎng)保健作用及其對(duì)乳制品組織結(jié)構(gòu)和風(fēng)味的影響作用開(kāi)始受到人們普遍關(guān)注。近年來(lái)研究表明，乳脂肪酸具有特定的保健作用，特別是共軛亞油酸(Conjugated linoleic acid，CLA)具有抗癌、降低膽固醇、強(qiáng)化免疫、抑制脂肪沉積以及抗糖尿病

表2 青海高原牦牛乳中脂肪酸含量的變化 %

注：同列不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。

等功能[5]。短、中鏈脂肪酸，尤其是水溶性(如C4∶0、C6∶0、C8∶0)以及非水溶性(如C12∶0)的揮發(fā)性脂肪酸是乳脂肪易于消化或產(chǎn)生良好風(fēng)味的重要原因。筆者從青海高原牦牛初乳和常乳中均檢測(cè)到28種脂肪酸，其中飽和脂肪酸19種，不飽和脂肪酸9種。初乳中以十四烷酸(C14∶0)、15-甲基十六烷酸、順式-十八烷酸、十九烷酸、油酸、順式-11-十八烯酸為主；常乳中，以15-甲基十六烷酸、油酸、硬脂酸、15-甲基十六烷酸、十九烷酸、二十一烷酸和二十二烷酸為主。初乳中，飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的75.65%，不飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的24.35%。常乳中，6月、9月牛乳中飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的63.92%和66.17%，不飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的36.08%和33.83%。常乳中的油酸和硬脂酸含量顯著高于初乳。

在飽和脂肪酸方面，牦牛乳具有與普通牛乳相同的特點(diǎn)。長(zhǎng)鏈脂肪酸C14∶0、C16∶0、C18∶0占飽和脂肪酸總量的1/2以上。長(zhǎng)鏈脂肪酸不如中鏈飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸易消化吸收，這主要是由于長(zhǎng)鏈飽和脂肪酸在小腸中易形成不易消化的皂及因熔點(diǎn)高而影響金屬離子(如鈣離子)和脂肪酸的吸收[6]。單不飽和脂肪酸對(duì)降低心血管疾病有著重要意義，例如油酸(C18∶1)可以降低甘三脂的熔點(diǎn)，提高脂肪球的流動(dòng)性及其代謝能力，因此對(duì)于其他脂肪酸的吸收具有積極作用。牦牛乳中的油酸含量較高。多不飽和脂肪酸具有多種生物學(xué)功能，如構(gòu)成細(xì)胞膜、誘發(fā)基因表達(dá)、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育和防治心血管疾病等。牦牛乳中多不飽和脂肪酸含量豐富，有亞油酸、8，11-十八碳二烯酸、6，9-十八碳二烯酸、11，14，17-順-二十碳三烯酸和二十二碳六烯酸等。了解牦牛乳脂肪酸組成情況，有助于推進(jìn)牦牛乳的開(kāi)發(fā)與利用，提高其產(chǎn)品附加值。

[1] GUO X，DING X Z，PEI J，et al.Efficiency of in vitro embryo production of yak(Bosgrunniens)cultured in different maturation and culture conditions [J].J Appl Anim Res，2012，40(4)：323-329.

[2] 郭憲，裴杰，王宏博，等.牦牛乳及乳產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)利用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42(19)：6256-6257.

[3] 閻萍，郭憲.牦牛實(shí)用生產(chǎn)技術(shù)百問(wèn)百答[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2013：25-28.

[4] PALMQUIST D L，JENKINS T C.Challenges with fats and fat methods [J].Journal of Animal Scicence，2003，81：3250-3254.

[5] BELURY M A.Dietary conjugated linoleic acid in health：physiological effects and mechanisms of action[J].Annual Review of Nutrition，2002，22：505-531.

[6] LNNIS S M，DYER R，NELSON C M.Evidence that palmitic acid is absorbed as sn-2 monoacyglycerol from human milk by Breast-fed infant [J].Lipids，1994，29：541-545.

Content Determination of Amino Acids and Fatty Acids in Yak Milk

GUO Xian, PEI Jie, CHU Min et al

(Key Laboratory of Yak Breeding Engineering of Gansu Province, Lanzhou Institute of Husbandry and Pharmaceutical Sciences of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou, Gansu 730050)

[Objective] The research aimed to improve the development and utilization values of yak milk and the added value of yak milk products. [Method] The components and their contents of amino acids and fatty acids in the milk of yak in Qinghai-Tibet Plateau were determined. [Result] 16 kinds of amino acids were detected in yak milk. The content of glutamic acid, Ile, Tyr and Arg were relatively higher, and that of lysine, glycin, methionine and aminopropionic acid were relatively lower. The content of total amino acids in colostrum of yak was 5.485%, which was significantly higher than that of normal milk. 28 kinds of fatty acids were detected in colostrum and normal milk of yak, including 19 kinds of saturated fatty acids and 9 kinds of unsaturated fatty acids. The contents of oleic acid and stearic acid in normal milk were significantly higher than that of colostrum. [Conclusion] The research could provide basic data for the development and utilization of yak milk.

Yak milk; Amino acids; Fatty acids

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31301976)；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目子課題(2013BAD16B09)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(肉牛牦牛)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)(CARS-38)；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程項(xiàng)目(CAAS-ASTIP-2014-LIHPS-01)。

郭憲(1978- )，男，甘肅環(huán)縣人，副研究員，博士，從事草食動(dòng)物繁育與營(yíng)養(yǎng)研究。

2015-04-23

S 879.1

A

0517-6611(2015)17-165-03