綿羊、山羊和牛乳的營(yíng)養(yǎng)成分比較分析

李文斐,張 磊,宋宇軒,江 悅,陰 浩,朱俊儒,段屈雨,安小鵬

(西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,陜西楊凌 712100)

乳營(yíng)養(yǎng)豐富,富含蛋白質(zhì)、脂肪、乳糖、氨基酸等多種營(yíng)養(yǎng)元素[1],能促進(jìn)人類大腦、神經(jīng)、骨骼及免疫系統(tǒng)的生長(zhǎng)發(fā)育,參與到人類機(jī)體多種重要生理活動(dòng)中,對(duì)嬰幼兒及青少年的生長(zhǎng)發(fā)育,維持成人身體健康都具有極大益處[2]。全世界乳的生產(chǎn)和消費(fèi)主要以牛乳為主,約占95%,但亞洲的黃種人中乳糖不耐癥的人群占有相當(dāng)大的比重,因此羊乳逐漸進(jìn)入了人們的視野。

羊乳的基本營(yíng)養(yǎng)成分與牛乳類似[3],且羊乳比起其它動(dòng)物奶乳汁而言,脂肪球更小(3.19～3.50微米)[4-6],在胃腸中與脂肪酶的接觸面積更大更易被人體吸收[7],它的酪蛋白含量較低,組成更接近人乳,這可能使羊乳不容易致敏[8],這些優(yōu)勢(shì)賦予羊乳更多的研究?jī)r(jià)值及更大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

羊乳按照羊的品種分為山羊乳和綿羊乳,當(dāng)前市場(chǎng)上大部分羊乳來(lái)源于奶山羊,綿羊常用作毛用或肉用飼養(yǎng)而鮮少有人研究其乳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。目前有關(guān)牛奶、山羊奶和綿羊奶的營(yíng)養(yǎng)學(xué)比較研究尚未開(kāi)展。本研究擬對(duì)這三種人類主要飲用乳的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)進(jìn)行全面的分析,以期對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。

表1 綿羊乳、山羊乳和牛乳常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分比較

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

牛乳、山羊乳 來(lái)自西北農(nóng)林科技大學(xué)養(yǎng)殖試驗(yàn)基地荷斯坦奶牛和西農(nóng)莎能奶山羊;綿羊乳 采自甘肅金昌元生農(nóng)牧有限公司。三種奶羊均采自第2胎、泌乳45 d的15頭荷斯坦奶牛、15只莎能奶山羊和15只東佛里生羊。早(8:00 am)、晚(16:00 pm)各采1次,混合后冷藏保存;甲醇 分析純,四川西隴科學(xué)有限公司;氯仿 分析純,洛陽(yáng)市化學(xué)試劑廠;正己烷、高效液相色譜淋洗液(HPLC) 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;氫氧化鉀 四川西隴科學(xué)有限公司。

MilkoScan FT1乳成分分析儀 福斯公司;GC-2014C氣相色譜儀(配有FID檢測(cè)器) 日本島津公司;HETTICH M-22R低溫冷凍離心機(jī) 德國(guó)Sigma公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 乳總成分檢測(cè) 乳樣取50 mL于50 mL離心管中,放入乳成分分析儀內(nèi)檢測(cè)。

1.2.2 乳脂肪酸檢測(cè)

1.2.2.1 乳脂肪酸提取 取乳樣500 μL于10 mL離心管中,加入甲醇:氯仿混合試劑3 mL,渦旋振蕩后再加入2 mL。將樣品靜置1～2 h,經(jīng)由定量濾紙過(guò)濾,留過(guò)濾后溶液。在溶液中加入4 mL蒸餾水,放入離心機(jī)以3000 r/min轉(zhuǎn)速離心5 min,棄掉上清液。下層溶液在水浴鍋內(nèi)40 ℃負(fù)壓蒸干。在離心管內(nèi)加入1 mL正己烷將油脂溶碎。再加入1 mL 0.4 mol/L氫氧化鉀-甲醇溶液靜置30 min甲酯化。加入2 mL去離子水,待分層后提取上層溶液。

1.2.2.2 乳脂肪酸檢測(cè) 甲酯化后脂肪酸樣品,用氣相色譜儀進(jìn)行檢測(cè)。用分流比10∶1比例分流進(jìn)樣,設(shè)置升溫模式開(kāi)始測(cè)定。設(shè)定具體參數(shù)為:初始溫度140 ℃,恒溫5 min;3 ℃/min升溫到240 ℃,恒溫26.67 min。進(jìn)樣口溫度設(shè)定為250 ℃,檢測(cè)器溫度設(shè)定為280 ℃,進(jìn)樣量1.0 L,載氣為高純度氮?dú)?柱流量設(shè)定為1.0 L/min。

1.2.3 乳氨基酸檢測(cè) 將乳樣送至楊凌農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食品質(zhì)量監(jiān)測(cè)檢測(cè)測(cè)試中心,測(cè)定乳樣中的氨基酸成分。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 乳成分的分析與比較

利用乳成分分析儀共檢測(cè)出15種營(yíng)養(yǎng)成分指標(biāo),見(jiàn)表1。在所有的營(yíng)養(yǎng)成分含量中,總固形物及非脂類營(yíng)養(yǎng)成分含量最高,且綿羊乳中的含量顯著高于山羊乳和牛乳(P<0.05),但是山羊乳中總固形物及非脂類營(yíng)養(yǎng)成分的含量與牛乳無(wú)顯著性差異(P>0.05)。綿羊乳的乳脂肪、蛋白質(zhì)和酪蛋白含量顯著高于山羊乳和牛乳(P<0.05),山羊乳與牛乳的乳脂肪、蛋白質(zhì)和酪蛋白差異不顯著性(P>0.05)。乳糖和低乳糖含量在三者之間無(wú)顯著性差異(P>0.05),但半乳糖含量差異性顯著(P<0.05)。山羊乳酸度最低,綿羊乳酸度最高。綿羊乳的密度顯著高于牛乳(P<0.05),但山羊乳密度與牛乳沒(méi)有顯著性差異(P>0.05)。綿羊乳的冰點(diǎn)顯著高于山羊乳(P<0.05),但牛乳與山羊乳的冰點(diǎn)之間不存在顯著差異性(P>0.05)。山羊乳的尿氮素含量顯著高于牛乳和綿羊乳(P<0.05),但牛乳與綿羊乳的尿氮素含量不存在顯著性差異(P>0.05)。

表2 綿羊乳、山羊乳和牛乳的脂肪酸成分比較(μg/mL)

2.2 乳脂肪酸的分析與比較

本研究對(duì)綿羊乳、山羊乳和牛乳種32種常見(jiàn)脂肪酸進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果見(jiàn)由表2。表中為每100 mg乳中不同脂肪酸的含量。

牛乳中C15∶1、C17∶1、C18∶1t、C20∶2、C21∶0、C20∶5、C22∶2、C24∶1由于含量過(guò)低未檢出;山羊乳中C20∶5未檢出;綿羊乳種C18∶1t、C24∶1未檢出。32種脂肪酸中濃度最高的前五種分別為的為C16∶0、C18∶0、C14∶0、C10∶0、C12∶0。綿羊乳中C12∶0、C14∶0、C16∶0和C18∶0顯著高于山羊乳和牛乳(P<0.05),山羊乳中含量也顯著高于牛乳(P<0.05);綿羊乳與山羊乳中的C10∶0 含量顯著高于牛乳(P<0.05),但山羊乳與綿羊乳中的C10∶0含量差異性不顯著(P>0.05);中鏈脂肪酸中,綿羊乳中的C6∶0含量顯著高于山羊乳和牛乳(P<0.05),山羊乳中的含量也顯著高于牛乳(P<0.05);山羊乳和綿羊乳中的C8∶0和C11∶0含量顯著高于牛乳(P<0.05),但山羊乳和綿羊乳之間的含量差異不顯著(P>0.05)。在長(zhǎng)鏈飽和脂肪酸中,綿羊乳、山羊乳和牛乳中的C13∶0、C24∶0的含量沒(méi)有顯著性差異(P>0.05);綿羊乳中C15∶0、C23∶0的含量顯著高于山羊乳和牛乳(P<0.05),而山羊乳和牛乳中的含量無(wú)顯著性差異(P>0.05);綿羊乳中C17∶0的含量顯著高于山羊乳和牛乳,山羊乳中的含量也顯著高于牛乳(P<0.05);在牛乳中未檢出C21∶0,而綿羊乳中含量顯著高于山羊乳(P<0.05)。在長(zhǎng)鏈不飽和脂肪酸中,綿羊乳中的C14∶1、C18∶2c、C18∶3n3含量顯著高于山羊乳和牛乳(P<0.05),山羊乳中的含量也顯著高于牛乳(P<0.05);綿羊乳中的C16∶1、C18∶2t、C20∶1含量顯著高于山羊乳和牛乳(P<0.05),而山羊乳中含量與牛乳中不存在顯著性差異(P>0.05);綿羊乳和山羊乳中的C20∶3n6含量顯著高于牛乳(P<0.05),而綿羊乳和山羊乳中含量差異不顯著(P>0.05);C22∶6n在三種乳中含量差異不顯著(P>0.05);C15∶1、C17∶1、C20∶2、C22∶2在牛乳中未檢出,除C22∶2在綿羊乳中含量顯著高于山羊乳以外(P<0.05),其余在綿羊乳中含量與山羊乳中無(wú)顯著性差異(P>0.05);C18∶1t、C24∶1僅在山羊乳中檢出;C20∶5僅在綿羊乳中檢出。

2.3 樣品乳樣的氨基酸分析

對(duì)山羊乳和綿羊乳中的17種氨基酸含量進(jìn)行了檢測(cè),表3為檢測(cè)結(jié)果,牛乳中氨基酸含量參考其他研究文獻(xiàn)資料[9]。

通過(guò)檢測(cè)所得數(shù)據(jù)分析,綿羊乳中的天冬氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯基丙氨酸、賴氨酸含量顯著高于山羊乳(P<0.05),其余含量均不存在顯著性差異(P>0.05)。另外,綿羊乳中谷氨酸及脯氨酸含量相對(duì)較高,脯氨酸為1.058 (g/100 g),高出奶山羊2～3倍。通過(guò)對(duì)比牛乳數(shù)據(jù),除蛋氨酸外,羊乳中其余氨基酸含量均值均高于文獻(xiàn)資料中牛乳氨基酸含量;山羊乳中氨基酸含量與牛乳中相比差距不大,但綿羊乳中氨基酸含量均值約為牛乳中含量1.5～2倍,脯氨酸含量約為3倍。

表3 綿羊乳、山羊乳和牛乳的氨基酸成分比較(g/100 g)

3 討論

3.1 乳成分分析

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得,綿羊乳、山羊乳與牛乳中的主要營(yíng)養(yǎng)成分均為乳蛋白、乳脂、非脂固形物、乳糖。這些衡量乳品質(zhì)的指標(biāo)不但影響了乳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,也影響了乳的售賣價(jià)格。

乳脂在乳中以磷脂—蛋白質(zhì)膜包裹小球的形式存在,它是決定乳的熱量值的一個(gè)重要參數(shù)。同時(shí),乳脂作為嬰幼兒膳食脂肪的唯一來(lái)源,為其提供了大約50%的能量[10]。Teng等的研究顯示綿羊乳中的甘油三脂,即構(gòu)成乳脂的主要成分,相比于牛乳在模擬的體外人胃中有更好的消化率,并且能夠釋放出更多的中鏈脂肪酸[11]。綿羊乳的乳脂要顯著地高于山羊乳和牛乳(P<0.05)。這使得綿羊乳相比于山羊乳和牛乳擁有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

綿羊乳和山羊乳中的半乳糖含量顯著高于牛乳中的半乳糖含量,而綿羊乳中的半乳糖含量又顯著高于山羊乳中含量。半乳糖由乳糖分解轉(zhuǎn)化而來(lái),其后再分解為葡萄糖,其中部分葡萄糖又會(huì)轉(zhuǎn)化成果糖[12]。低聚半乳糖在人體腸道中可以選擇性增殖益生菌發(fā)酵,生成短鏈脂肪酸,與腸道微生物協(xié)同參與生理活動(dòng)調(diào)節(jié),可保障腸道健康、參與免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)、抑制腫瘤細(xì)胞生成、改善人體礦物質(zhì)吸收、改善心血管疾病[13]。

乳蛋白主要包括酪蛋白和乳清蛋白[14],酪蛋白在總蛋白中的占比更大。酪蛋白是由乳腺自身合成的含磷酸性蛋白,它是乳中的主要營(yíng)養(yǎng)性蛋白質(zhì),也是乳中鈣和磷的豐富來(lái)源[15]。在酪蛋白的四個(gè)亞型(β-酪蛋白、κ-酪蛋白、αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白)中,人乳中以為β-酪蛋白為主。β-酪蛋白可促進(jìn)鈣、鐵等礦物質(zhì)的吸收[16-17],通過(guò)特異性水解參與人體的免疫調(diào)節(jié)[18-19],還可能參與到神經(jīng)調(diào)節(jié)中改善嬰兒的睡眠模式[20]。研究發(fā)現(xiàn),相比于牛乳,綿羊乳中的β-酪蛋白的相對(duì)含量與人乳更為相近[21],這使得綿羊乳能夠比山羊乳和牛乳更好地為嬰幼兒提供營(yíng)養(yǎng)。

3.2 乳脂肪酸分析

由檢測(cè)結(jié)果可知,羊乳中的脂肪酸含量顯著高于牛乳,綿羊乳中的脂肪酸含量顯著(P<0.05)高于山羊乳。產(chǎn)乳家畜的乳腺泌乳特點(diǎn)是飽和脂肪酸含量較高而不飽和脂肪酸含量較低[22-23],這與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也是相符的。乳中脂肪酸的組成取決于品種、泌乳期、環(huán)境和被飼喂的日糧等因素[24-25]。此外,乳汁中脂肪酸的組成也會(huì)受到遺傳因素的影響,比如BLG、DGAT1和硬脂酰-CoA脫飽和酶1(SCD1)基因的多態(tài)性等[26-28]。

牛乳和羊乳中的脂肪酸都主要以飽和脂肪酸為主。而在檢測(cè)得的飽和脂肪酸中,中鏈脂肪酸占比較大。研究顯示,中鏈脂肪酸作為營(yíng)養(yǎng)支持的重要組成之一,具有更易被氧化、減少體脂肪積累、改善糖代謝和脂代謝的作用,還能應(yīng)用于改善許多患有癲癇癥、胰腺功能不全、脂質(zhì)吸收障礙、淋巴運(yùn)輸系統(tǒng)障礙及長(zhǎng)鏈脂肪酸氧化缺陷的患者[29]。

羊乳還是不飽和脂肪酸(包括共軛亞油酸)的良好來(lái)源。綿羊乳在歐美地區(qū)是重要的奶酪原料,乳中的不飽和脂肪酸決定了奶酪的風(fēng)味和香氣[30]。綿羊奶中不飽和脂肪酸的含量要比牛奶或山羊奶中的含量高得多,這使得消費(fèi)者更希望食用[31]。研究表明,不飽和脂肪酸對(duì)預(yù)防老年癡呆、抗癌、促進(jìn)幼兒發(fā)育具有作用,其中DHA(ω-3)有利于神經(jīng)系統(tǒng)及心血管健康、DPA(ω-3)可抑制血栓形成、加強(qiáng)愈合反應(yīng);EPA(ω-3)能夠減少抑郁、減輕紅斑狼瘡等[32]。有研究顯示,綿羊中存在SLC27A3基因,在這個(gè)基因上擁有GG純和位點(diǎn)的綿羊乳中,檢測(cè)出較高含量的共軛亞油酸和不飽和脂肪酸[33]。這也可能是綿羊乳在遺傳因素上具有更高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的原因。

3.3 乳氨基酸分析

乳蛋白的質(zhì)量不僅取決于氨基酸的組成,還取決于氨基酸的含量[34]。氨基酸的種類及含量影響蛋白質(zhì)的形態(tài)、特性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,其中必需氨基酸起著非常關(guān)鍵的作用[35]。必需氨基酸為人體自身不能合成,或者合成量不夠必需從外界(如食物中)攝取的氨基酸。必需氨基酸在人體中起著維持和調(diào)節(jié)人體腸道健康的作用,必需氨基酸可合成小腸粘膜蛋白質(zhì);作用于小腸黏膜的生長(zhǎng)、發(fā)育及損傷后的修復(fù);促進(jìn)肝臟多核糖體聚集,RNA合成;作用于腸道免疫應(yīng)答,促進(jìn)腸道屏障修復(fù)[36]。牛和羊乳中綿羊乳中所檢測(cè)出的必需氨基酸含量更高,研究發(fā)現(xiàn),飼糧的不同會(huì)對(duì)羊乳中的氨基酸含量造成影響,泌乳期的羊可通過(guò)提高乳腺血流量和乳腺清除率增加了飼糧對(duì)乳腺缺失氨基酸的供給,從而提高了缺失氨基酸的泌乳轉(zhuǎn)化效率[37]。這可能解釋為何綿羊乳中的氨基酸含量更豐富,但目前并無(wú)研究分析牛、羊的物種不同,是否有遺傳因素決定了乳中的氨基酸含量不同。

4 結(jié)論

本研究將牛、山羊與綿羊乳中的重要營(yíng)養(yǎng)成分分別作對(duì)比研究,得出綿羊乳中蛋白質(zhì)、脂肪酸、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分含量顯著高于牛乳和山羊乳。這顯示出綿羊乳具有優(yōu)秀的食用價(jià)值,也可以作為乳產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展方向。國(guó)內(nèi)外在綿羊乳營(yíng)養(yǎng)方面的研究都尚未大規(guī)模展開(kāi),本研究通過(guò)全面的營(yíng)養(yǎng)檢測(cè)分析以為未來(lái)國(guó)內(nèi)綿羊乳營(yíng)養(yǎng)以及機(jī)理的研究提供詳實(shí)的數(shù)據(jù),同時(shí)也為我國(guó)畜牧領(lǐng)域羊乳業(yè)的發(fā)展提供參考和建議。