乳粉及乳制品中酪蛋白含量及產地關聯(lián)性的分析

孫姍姍 李剛 羅嬌依 梁瑞強 曹進 陳啟 劉英華

摘?要：目的：考察不同產地、不同類型乳產品中αs1-、αs2-、β-、κ-酪蛋白四種亞型的含量比例及總含量，為臨床營養(yǎng)師和食品監(jiān)管機構提供科學依據(jù)。方法：采用新型質譜定量技術對106批次國內外乳原料及乳制品中酪蛋白四種亞型含量進行分析，通過合成特異性標準多肽，進行內標法定量。結果：國內外乳原料、嬰幼兒配方乳粉、普通營養(yǎng)調制乳粉和液態(tài)乳中酪蛋白總含量平均值分別為14.79、3.47、12.66、1.95g/100g。中國國產以上四類乳產品中酪蛋白總含量平均值分別為15.08、4.17、11.66、2.06g/100g，除普通營養(yǎng)調制乳粉外，其余三類均高于本次分析國內外樣本量的平均值。酪蛋白含量豐富的產品與優(yōu)質奶源產地之間不存在完全正相關的關系。另外，本研究還發(fā)現(xiàn)了酪蛋白四種亞型之間的含量比例在不同類型乳產品中呈規(guī)律性分布。結論：酪蛋白作為乳產品中豐度最高的營養(yǎng)性蛋白，其總含量及亞型之間的比例可以作為指征乳產品優(yōu)劣程度和食品檢驗的精準判斷標準。

關鍵詞：酪蛋白;乳粉;乳粉原料;液態(tài)乳;含量比例;食品檢驗

酪蛋白是一種具有熱穩(wěn)定性和柔性的重要蛋白，在乳中以膠束形式存在，可用于食品原料、冰淇淋的穩(wěn)定劑、啤酒澄清劑、果汁脫色劑、微生物培養(yǎng)基，其水解產物可以載運多種礦物質及微量元素[1]。酪蛋白分子量較大，根據(jù)一級結構的不同分為αs1-、αs2-、β-、κ-酪蛋白四種亞型，是牛奶中主要的過敏原[2]，因此，對于消化力不強、體質較弱的中老年、嬰幼兒人群以及軍事和體力訓練較大的戰(zhàn)士和運動員等人群，其攝入量要格外關注。因此，乳粉及乳制品中酪蛋白的含量及質量成為選擇乳制品優(yōu)劣的必要條件，乳粉及乳制品中酪蛋白含量分布特征需要精準的檢測方法測定和大規(guī)模的樣品量的統(tǒng)計分析。傳統(tǒng)的檢測方法有基于免疫學分析技術的酶聯(lián)免疫吸附法[3]、火箭電泳免疫法[4]、時間分辨熒光免疫法[5]、生物傳感器技術[6]、免疫膠體金法[7]、聚合酶鏈式反應法[8]、毛細管電泳法[9]、液相色譜法[10]以及基于機制輔助激光解吸飛行時間質譜法[11]等。但本研究采用串聯(lián)四級桿質譜法同時對酪蛋白四種亞型檢測，既保證了高效率的分析大樣本量，又達到精確定量樣品的目的。采集到的不同地區(qū)產品的酪蛋白含量經特性分析更有利于營養(yǎng)師對有個體差異缺乏營養(yǎng)的人群進行針對性指導。

1?材料與方法

檢測原理為液相色譜串聯(lián)質譜測定酪蛋白特征肽段，同位素內標法定量。使用Waters UPLC-Vevo TQ-S液相色譜串聯(lián)三重四級桿質譜儀以及Masslynx質譜軟件（美國沃特世科技有限公司）;αs1-、αs2-、β-、κ-酪蛋白特異性肽段標準品由上海吉爾生化有限公司合成并提供，具體純度以及肽段序列參見文獻[12]。樣品處理及分析檢測條件依據(jù)文獻[12]操作，乳粉樣品采購于北京地區(qū)物美連鎖超市、山姆會員店等商店;乳粉原料采購于淘寶網(wǎng)絡平臺以及阿里巴巴采購網(wǎng)絡平臺。

2?結果與分析

2.1?國內外乳粉原料中酪蛋白含量的分析

乳粉原料質量的優(yōu)劣直接影響散裝調制乳粉以及衍生奶制品的營養(yǎng)參數(shù)，從表1、圖1可以看出，我國乳粉原料的產地當中除內蒙古外，遼寧、黑龍江、江蘇、山東等省的酪蛋白含量均高于總體分析的平均值（14.79g/100g），中國國產的原料乳粉總體質量較好，平均檢測值為15.08g/100g。知名國外品牌恒天然的原料乳粉75%的檢驗結果未達到總體分析平均值，由于樣品采集于不同的地點，發(fā)現(xiàn)批次之間有較懸殊的差異性，最高值為19.42 g/100g，最低值僅為10.97 g/100g。

2.2?國內乳制品中酪蛋白含量的分析

中國國內的乳粉和液體乳產品經本次檢驗后結果較理想，其中涉及到12個國產大中型企業(yè)品牌的產品，樣品類型主要為嬰幼兒配方乳粉和營養(yǎng)調制乳粉，液體乳樣品包含了兒童奶、早餐奶、復合營養(yǎng)奶、無乳糖奶、強化營養(yǎng)蛋白奶等。嬰幼兒配方乳粉和營養(yǎng)調制乳粉中的酪蛋白含量有著明顯的區(qū)別，國產產品的平均值分別為4.17、11.66g/100g（表2）。營養(yǎng)調制乳粉多來自于以上評價過的原料乳粉，進行其他營養(yǎng)素的添加調配混勻后分裝，其酪蛋白含量略低于原料乳粉中的含量，結果較為合理。結果發(fā)現(xiàn)，品牌7的速溶高鈣奶粉中酪蛋白含量顯著低于其他同類產品，僅為 5.05g/100g，可以分析出營養(yǎng)性蛋白的減少會使乳產品的溶解性增加。本次分析的配方粉樣品均為1段，0～6個月的嬰幼兒配方乳粉，不同品牌間酪蛋白含量分布在3.25～4.79 g/100g之間，觀察圖2，品牌4和品牌6的酪蛋白含量略低于平均值，產品間差異不大。另外，我國液態(tài)乳產品中酪蛋白含量較平穩(wěn)，平均值為2.06g/100g（表3），雖然品牌5、品牌10、品牌11、品牌12的產品含量平均值低于液態(tài)乳平均值（圖3），但除品牌12的產品外，其余產品差異并不顯著。

2.3?國內外乳制品中酪蛋白含量的比較

將我國營養(yǎng)調制乳粉、嬰幼兒配方乳粉和液體乳的產品結果與國外產品相比較，發(fā)現(xiàn)我國嬰配粉和液體乳中的酪蛋白含量水平高于本次總體樣本量的平均值，總體平均值分別為3.47、1.95g/100g（表4～5）。尤其是中國的嬰幼兒配方粉產品，營養(yǎng)蛋白含量最高，優(yōu)于荷蘭、丹麥、瑞士、愛爾蘭等國的產品。液體乳產品中營養(yǎng)蛋白含量最高的產品來自于日本，其次是丹麥和中國，而新西蘭和韓國的產品營養(yǎng)蛋白含量較低。另一方面，我國營養(yǎng)調制粉的結果略低于國外水平（圖4～5），總體樣本量平均值為12.66g/100g。就同類型的高鈣速溶奶粉而言，新西蘭的產品中酪蛋白含量（14.32g/100g）遠高于中國的速溶奶粉（品牌7的酪蛋白含量為5.05 g/100g），可能是因為不同的營養(yǎng)配方及生產工藝可以增加產品的溶解速率同時兼顧營養(yǎng)性蛋白的含量。在此方面產品的開發(fā)技術上，新西蘭等國外企業(yè)具有領先的優(yōu)勢。3529DBB4-0592-409E-B621-2A611E9124B9

2.4?四種酪蛋白亞型比例分布

本研究的檢測方法可以同時測定酪蛋白的四種亞型的含量，可分析出各成分的分布比例。結果數(shù)據(jù)為兩大分類，主要根據(jù)產品的狀態(tài)不同而產生的差異。無論是液體乳產品還是乳粉產品，β-酪蛋白的含量最高，其次是αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、κ-酪蛋白，液體乳產品比例大致為30∶11∶8∶1，乳粉產品比例大致為8∶5∶3∶1。含量從高到低的順序不變的情況下，個別亞型的含量比例略有浮動，例如κ-酪蛋白的含量在乳粉中是液體乳的3倍。αs1-酪蛋白和αs2-酪蛋白的含量比例也略高于液體乳含量比例，反之，β-酪蛋白的含量比例卻比液體乳產品下降了接近15%（表6）。

3?討論

液態(tài)鮮牛乳中蛋白質總量大約占產品的3%～3.6%[13]，酪蛋白絕對含量經多篇文獻報道采用雙縮脲法、等電點法、凱氏定氮法測定后的范圍在2.5%～3%之間，酪蛋白占總蛋白質的質量分數(shù)大約為86%[14-15]。結合本研究的測定結果，液態(tài)乳的平均檢測結果為1.95g/100g，約占產品的2%，比李宏梁[15]采用凱氏定氮法測定的結果偏低，這可能是因為質譜檢測方法專屬性引起的差異，排除了牛乳中非蛋白氮物質的影響，全脂奶粉非蛋白氮含量在4%～7%之間，嬰幼兒奶粉的非蛋白氮含量變化范圍較大（5%～15%）[16]，該物質的影響因產品的基質不同有不同程度干擾。對于調制乳粉而言，由于國內外生產工藝、配方的差異，本次測定的酪蛋白含量在5.05～21.63g/100g之間浮動，據(jù)報道的調制粉總蛋白質含量在7～37g/100g之間浮動[17]。按最低值和最高值折算，調制粉中的酪蛋白占總蛋白的質量分數(shù)大約為58%～71%，低于牛乳中的酪蛋白占總蛋白的質量分數(shù)（86%），可能是由于配方中強化了其他蛋白質物質，例如乳鐵蛋白、酪蛋白磷酸肽等，改變了總蛋白含量。其次，本次國內外嬰幼兒配方乳粉中酪蛋白的含量為2.76～4.97g/100g，但經查閱文獻可知，嬰幼兒配方乳粉的蛋白質含量在13.8～19.2g/100g之間[18]，經計算，質量分數(shù)酪蛋白占總蛋白的20%～26%。由于按照國家標準GB 10765[19]和GB 10767[20-21]的要求檢測嬰幼兒配方乳粉，乳清蛋白含量不得低于60%總蛋白的規(guī)定，本次測定酪蛋白的質量分數(shù)低于乳清蛋白質量分數(shù)也較為合理。由于國家標準對酪蛋白含量未做出明確的檢測規(guī)定，所以，目前關于嬰配粉中酪蛋白占總蛋白的質量分數(shù)沒有相關數(shù)據(jù)可供良好的評估。

另一方面，清楚分析了酪蛋白各亞型之間的分布比例，并且歸類了不同類型乳產品的亞型比例。但本次檢測結果與多年前文獻報道的比例結果略有不同，之前報道的αs1-型和β-型的含量大致相同，比例在40%～45%左右[22]，本研究結果為β-型比αs1-型含量高出了1.48～2.58倍，在45%～60%之間，β-型為酪蛋白主要亞型。導致差異的原因可能是檢測方法不同帶來的區(qū)別，早年的文獻[23]多采用聚丙烯酰胺凝膠電泳圖來區(qū)分酪蛋白集中亞型，雖然可以直接可視化亞型之間條帶的不同，但只能做較粗略的半定量鑒別。質譜檢測技術則可以使用標準物質對代表性的肽段分子進行標準曲線回歸性的分析，結果更為精準可靠。除此之外，根據(jù)其他研究可知，乳粉在貨架期的階段蛋白質含量基本不會衰減[24]，了解亞型之間的比例有助于直接判斷乳粉產品是否被人為抽提某種特定亞型酪蛋白，用于乳粉真實性的鑒定。

本研究也對各類型乳粉產品的地域特性進行了統(tǒng)計，對我國主要產奶牧區(qū)的乳粉原料進行了評價，包括東北、內蒙、山東等地區(qū)，檢測結果與國內相關研究結果一致[13]。還與新西蘭恒天然的原料乳粉做了比較，充分證明了我國國產奶源的優(yōu)質性。國產液體乳與嬰幼兒配方粉的蛋白質營養(yǎng)成分不僅符合國家標準，還接近甚至高于其他奶業(yè)發(fā)達的國外地區(qū)。該結果也從側面證明了優(yōu)質奶源帶并非會產出營養(yǎng)價值最高的乳產品，不完全呈正相關關系，由多種其他因素導致最終成品富含蛋白質總量的差異。在我國，薄弱的環(huán)節(jié)為調制乳粉的生產工藝，以及沒有針對不同人群的適宜配方，以老年調制乳粉為例，添加營養(yǎng)素和含量參差不齊、產品脂肪含量過高等問題突出[17]。本研究結果也反映出了相類似問題，調制乳粉的平均值低于國際平均值，缺乏統(tǒng)一的配方含量要求，還需要營養(yǎng)專家進行大規(guī)模數(shù)據(jù)調研，針對性強的分析出適宜少年兒童、孕婦、中老年人群以及大體力訓練戰(zhàn)士或運動員的配方調制乳粉。

4?結論

過往食品安全事故的頻發(fā)引起所有與乳粉產業(yè)相關行業(yè)的高度重視，從營養(yǎng)師的食物攝入推薦與指導角度來看，乳粉與乳制品對全體消費人群是不可或缺的最佳食物種類，但與此同時關注營養(yǎng)成分的真實性、無害性又是生產企業(yè)與監(jiān)管機構必須從不同層面兼顧考慮的主要問題。從消費者的立場來看，有了解市場各類產品中真實含量的知情權，才可以更好地結合自身身體狀況選擇適合營養(yǎng)成分的產品并保障消費群體的利益。本研究提供了詳實的各地、各類型產品的酪蛋白成分含量，為營養(yǎng)專家提供了更精準的營養(yǎng)值計算依據(jù)，還為市場監(jiān)管部門報告了國內外乳粉中酪蛋白含量的差異性，加強了消費者對國產乳粉高質量的信心?！?/p>

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Casein Content in Milk Product and Their Correlation of Production Origin

SUN Shan-shan?1，LI-Gang?1，LUO Jiao-yi?1，LIANG Rui-qiang?1，CAO Jin?1，CHEN Qi?2，LIU Ying-hua?3

（?1 National Institute of Food and Drug Control，Beijing 100050，China;?2 Hangzhou Pro-solution Analysis Technology Co.Ltd，Hangzhou 310000，China;?3 The General Hospital of the Peoples Liberation Army（PLAGH），the First Medical Centre，Nutritional Department，Beijing 100853，China）

Abstract：Objective To investigate the casein（αs1-、αs2-、β-、κ-）proportion and total content in different milk products from different product regions to provide scientific evidence for market supervision departments.Method As a modern protein quantification technique，mass spectrometry-absolute quantification method had been applied to 106 batches raw milk and milk product.A synthesized signature peptide as internal control for sample quantification.Result Fist，the overall average value of casein content in raw milk，infant milk powder，modulation powder and liquid milk producing both in China and overseas were 14.79g/100g，3.47g/100g，12.66g/100g，1.95g/100g，respectively.On the other hand，those four types of milk products inspected in Chinese domestic market were much higher than overall average value，except modulation powder.The casein content reflected the level of domestic market were 15.08g/100g，4.17g/100g，11.66g/100g，2.06g/100g，respectively.There was not the absolute correlation between high casein products and high milk production regions.Furthermore，the distribution rule of four types of casein in different milk products had been confirmed.Conclusion As the highest nutritional protein in milk，casein content and their proportion not only represent the quality of milk products to certain extent，but also supply accurate judgement criteria on food testing.

Keywords：casein;milk powder;raw milk;liquid milk;content proportion;food testing

（責任編輯?唐建敏）3529DBB4-0592-409E-B621-2A611E9124B9