母乳磷脂與嬰幼兒配方乳粉開發(fā)研究進(jìn)展

賈宏信，蘇米亞，陳文亮，揭 良，劉海安

（乳業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海乳業(yè)生物工程技術(shù)研究中心，光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院，上海 200436）

母乳是嬰兒的最佳食物，是嬰幼兒母乳代用品（嬰幼兒配方食品）的金標(biāo)準(zhǔn)[1]。母乳的基本營養(yǎng)組分可分為蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)和維生素等。嬰幼兒配方乳粉的開發(fā)長期以來主要集中于對母乳基本營養(yǎng)組分的模擬，如蛋白質(zhì)組成的模擬（調(diào)整配方中乳清蛋白比例）、脂肪組成的模擬（脂肪酸組成模擬、結(jié)構(gòu)脂模擬）及碳水化合物的模擬等[2]。而對于母乳中磷脂的模擬還處于起步階段，目前主要集中于對母乳磷脂總量的模擬，未實(shí)現(xiàn)磷脂的精細(xì)化模擬。

研究表明，磷脂對于嬰幼兒健康具有積極作用，包括促進(jìn)嬰兒腸道、大腦及認(rèn)知發(fā)育、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、抑制膽固醇吸收等[3-5]，同時(shí)母乳、牛乳、羊乳的磷脂存在差異[6]。因此，對母乳磷脂的精細(xì)化模擬對于未來嬰幼兒配方乳粉的接近母乳化開發(fā)具有重要意義。本文綜述世界上不同國家/地區(qū)母乳中磷脂含量及母乳磷脂脂肪酸的分布，對比分析用于嬰幼兒配方乳粉開發(fā)的牛乳、山羊乳和綿羊乳等原料的磷脂含量及磷脂脂肪酸組成，及其與母乳的差異，以期為嬰幼兒配方乳粉深度模擬母乳磷脂提供參考依據(jù)。

1 母乳磷脂

母乳中的脂質(zhì)可以分為疏水脂質(zhì)（約占乳脂的98%）和極性脂質(zhì)（約占乳脂的0.2%～2.0%）2 類[7-8]。母乳磷脂屬于極性脂質(zhì)，是由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷脂和含氮化合物等組成的具有疏水尾部和親水頭部基團(tuán)的兩親性分子，主要分為甘油磷脂和鞘磷脂（sphingomyelin，SM）。若極性磷脂的主鏈?zhǔn)歉视停瑒t脂肪酸易在sn-1和sn-2位置酯化，而sn-3位羥基易被磷酸酯化形成磷脂酸，磷脂酸的磷酸羥基再被有機(jī)基團(tuán)（乙醇胺、肌醇、絲氨酸或膽堿）代替，形成甘油磷脂，如磷脂酰膽堿（phosphatidylcholine，PC）、磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine，PE）、磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol，PI）和磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine，PS）；相反，若磷脂的主鏈?zhǔn)情L鏈氨基醇鞘氨醇（包含18 個(gè)碳原子、2 個(gè)羥基和1 個(gè)雙鍵）而不是甘油，則易形成鞘氨醇磷脂（如SM）[8-9]。母乳中60%～65%的磷脂位于乳脂肪球膜（milk fat globule membrane，MFGM）中，與膽固醇、酶、糖脂和糖蛋白共存；PC和SM主要位于膜的外層，而PE、PI和PS集中在內(nèi)表面[8,10]。

1.1 母乳中磷脂含量

母乳中的磷脂主要為PC、PE、PI、PS、SM、溶血磷脂酰膽堿（lysophosphatidylcholine，LPC）和溶血磷脂酰乙醇胺（lysophosphatidylethanolamine，LPE）等[7,11]。報(bào)道顯示，母乳中磷脂的平均含量為初乳125.6～677.4 mg/L、過渡乳156.8～486.5 mg/L、成熟乳（前期）110.3～391.8 mg/L、成熟乳134.9～359.0 mg/L（表1）[12-33]。另外，對于初乳、過渡乳和成熟乳中總磷脂、SM、PC的含量來說，不同地區(qū)變化趨勢基本一致，均表現(xiàn)為隨著泌乳期的延長而降低，至成熟乳處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。然而，PE、PI、PS、LPC和LPE的含量在不同研究中變化趨勢不一致。例如，對馬來西亞母乳磷脂隨泌乳期（0～365 d）變化的研究顯示，SM、PC、PE、PI和PS的含量表現(xiàn)為初乳高于過渡乳，過渡乳高于成熟乳（SM過渡乳低于成熟乳），且成熟乳（60、180、365 d）各磷脂含量處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，而LPC的高值出現(xiàn)在泌乳30 d，LPE的高值出現(xiàn)在泌乳180 d[20]。對西班牙母乳磷脂隨泌乳期（16～240 d）變化的研究顯示，SM、PC、PE、PI和PS在成熟乳中的含量表現(xiàn)為隨著泌乳期的延長而進(jìn)一步降低[22]。一般來說，母乳中含量較高的磷脂為SM、PC和PE，其次為PI和PS，含量最低的為LPC和LPE；上述磷脂含量為SM≈PC＞PE＞PS≈PI＞LPE＞LPC；另外，SM、PC和PE也是研究報(bào)道檢出頻率最高的磷脂，而LPC和LPE僅在少數(shù)報(bào)道中有檢出[16,19-20,26,31]。但是也有報(bào)道顯示，母乳中各磷脂的含量為SM＞PI＞PC＞LPE＞PS＞PE[34]。

1.2 我國母乳中磷脂含量

我國母乳中總磷脂的平均含量為初乳195.4～350.7 mg/L、過渡乳187.5～350.9 mg/L、成熟乳（前期）169.9～281.0 mg/L、成熟乳170.4～246.0 mg/L，且含量最高的磷脂為SM、PC和PE（表1），而LPC和LPE僅在少數(shù)研究[16]中有報(bào)道。這一結(jié)果與亞洲、歐洲和北美洲的母乳磷脂研究結(jié)果一致，均表現(xiàn)為初乳、過渡乳中總磷脂的平均含量高于成熟乳，SM、PC和PE為母乳中含量較高的3 種磷脂（表1）。

表 1 母乳中磷脂含量Table 1 Phospholipid concentrations in human milk

我國不同地區(qū)母乳磷脂含量存在差異[13-17]，如針對廣州、天津、長春、蘭州、上海和成都6 個(gè)城市母乳磷脂含量的研究顯示，總磷脂、SM、PC、PE、PI、PS的含量6 個(gè)城市存在差異[17]；中國母乳中含量較高的磷脂為SM、PC和PE，其次為PI和PS，而含量最低的為LPC和LPE，且表現(xiàn)為初乳＞過渡乳＞成熟乳。大樣本研究[13]顯示，中國母乳總磷脂、SM、PC、PE、PI、PS在初乳、過渡乳和成熟乳（16～240 d）中的含量分別為330、91、120、85、18、15 mg/L，285、73、101、82、18、11 mg/L，242、72、82、64、15、10 mg/L。對比不同泌乳期（初乳、過渡乳、成熟乳）廣州-蘇州-北京混合樣[13]、上海[14]、無錫[15]和廣州[16]母乳的總磷脂、SM、PC、PE、PI、PS含量，由圖1可知，PC含量上海地區(qū)是無錫地區(qū)的3～4 倍，而PE含量上海地區(qū)低于無錫和廣州[13-16]。另外，為排除檢測方法對于磷脂組成的影響，選取至少包含SM、PE、PI、PS和PC 5 種主要磷脂且樣本量大的研究[9,13,15-16]，統(tǒng)計(jì)各磷脂的相對含量，結(jié)果顯示，我國（江蘇、北京、東北、廣州）母乳中SM、PC、PE、PI、PS、LPC和LPE的相對含量范圍分別為27.2%～35.5%、19.1%～41.6%、24.7%～44.6%、0.3%～5.5%、3.2%～7.0%、0.3%～0.9%和0.7%～1.4%。

1.3 影響母乳中磷脂含量的因素

母乳中磷脂含量除了受泌乳期及地域的影響外（表1、圖1），還受乳母分娩時(shí)間、母乳采樣方式及采樣時(shí)間的影響。目前針對乳母分娩時(shí)間與母乳磷脂含量關(guān)系的研究有限，而檢索到的5 項(xiàng)相關(guān)研究[15,29,32-33,35]結(jié)論也不一致。Lindahl等[29]針對愛爾蘭地區(qū)的研究顯示，早產(chǎn)兒母親母乳磷脂含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于足月兒母親母乳，如母乳初乳、過渡乳和成熟乳中總磷脂含量分別為1 173、955、574 mg/L和677、487、369 mg/L；但1 項(xiàng)針對日本母乳[35]、1 項(xiàng)針對中國母乳[15]和2 項(xiàng)針對美國母乳的研究[32-33]卻與Lindahl等[29]的研究結(jié)果不一致，他們的研究結(jié)果顯示，早產(chǎn)兒母親和足月兒母親的母乳磷脂含量并無顯著差異。Zeisel等[30]通過研究成熟乳的前乳（喂養(yǎng)嬰兒前）、中乳和后乳（乳房排空后）磷脂含量發(fā)現(xiàn)，母乳中的SM和PC含量均表現(xiàn)為前乳＜中乳＜后乳，說明母乳的采樣方式會影響母乳中磷脂的含量。而對母乳采樣時(shí)間的研究[34]顯示，早上采集（6∶00—9∶00）的母乳中磷脂含量低于晚上采集（18∶00—21∶00）的母乳，如早上采集的新加坡母乳中SM、PC、PE、PI、PS含量分別為94.0、29.4、10.3、66.9、23.6 mg/L，晚上采集的母乳中含量分別為104.4、34.3、13.5、80.3、28.1 mg/L。

1.4 母乳中磷脂脂肪酸組成

母乳中磷脂脂肪酸中含量最高的為飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA），占磷脂總脂肪酸的42.17%～81.54%，其次為單不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA），占磷脂總脂肪酸的7.50%～41.97%，n-6長鏈多不飽和脂肪酸（n-6 long chain-polyunsaturated fatty acid，n-6 LC-PUFA）占磷脂總脂肪酸的8.95%～32.91%，n-3 LC-PUFA占磷脂總脂肪酸的1.46%～4.76%[9,12,25,27-28,36-44]（表2）。母乳磷脂脂肪酸中，C16:0和C18:0在SFA中含量最高，分別占磷脂總脂肪酸的14.17%～62.35%和6.99%～32.10%；C18:1n-9和C18:2n-6在不飽和脂肪酸中含量最高，分別占磷脂總脂肪酸的5.91%～36.3%和7.28%～23.68%。

具體到各磷脂（PC、PE、PI、PS、SM），其脂肪酸組成與磷脂類似，都是SFA占比最高，其次為MUFA、n-6 LC-PUFA和n-3 LC-PUFA。但是SM脂肪酸組成相對于PC、PE、PI、PS又表現(xiàn)出更高的SFA占比（59.2%～82.2%）和更低的多不飽和脂肪酸占比（0.3%～17.2%）。另外，C24:0在SM脂肪酸中的占比（8.1%～19.5%）遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于在PC、PE、PI、PS中的占比（分別為0.0%～0.5%、0.0%～2.8%、0.0%～0.9%和0.0%～1.2%），而C18:1n-9和C18:2n-6在SM脂肪酸中的占比（分別為0.4%～4.0%和0.3%～4.5%）遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于在PC、PE、PI、PS中的占比[25,38-40,43-44]。

表 2 母乳中磷脂脂肪酸組成Table 2 Fatty acid composition of phospholipids from human milk%

針對不同泌乳期磷脂中各脂肪酸的動態(tài)變化研究表明，磷脂中SFA、MUFA和PUFA在不同階段波動但不同研究的變化趨勢不一致。Harzer等[27]發(fā)現(xiàn)，SFA和MUFA在初乳磷脂中含量最高，而后隨泌乳期延長而降低，n-6 LC-PUFA含量隨泌乳期延長逐漸升高，n-3 LC-PUFA含量初乳最高，過渡乳和成熟乳差異不大。夏袁[36]、Zou Xiaoqiang[28]等發(fā)現(xiàn)，過渡乳磷脂中SFA含量高于初乳和成熟乳，而MUFA含量在過渡乳中最低，n-6 LC-PUFA和n-3 LC-PUFA含量隨泌乳期延長逐漸升高。Sala-Vila[12]、何光華[37]等發(fā)現(xiàn)，初乳、過渡乳和成熟乳（182 d以內(nèi)）SFA含量差異不大，而n-6 LC-PUFA含量隨泌乳期延長逐漸升高，n-3 LC-PUFA含量隨泌乳期延長逐漸降低。具體到主要脂肪酸隨泌乳期的變化，C16:0含量隨哺乳期延長而減少[27-28,36-37]或無明顯變化[12]；C18:0含量隨哺乳期延長而升高[27-28]或降低[12]或過渡乳最高[36]；而不飽和脂肪酸C18:1n-9、C18:2n-6、C20:4n-6、C22:6n-3的含量隨哺乳期的變化趨勢在不同研究中不一致，如有研究顯示，C22:6n-3含量隨泌乳期延長而降低[12,27,37]，但是也有研究表明，C22:6n-3含量隨泌乳期延長而升高[28,36]。

對于PC、PE、PI、PS、SM中各脂肪酸隨泌乳期的變化研究文獻(xiàn)較少，Bitman等[38]1984年針對美國地區(qū)的乳母（早產(chǎn)或足月產(chǎn)）母乳初乳、過渡乳和成熟乳中PC、PE、PI、PS脂肪酸變化進(jìn)行相關(guān)研究，其研究顯示，在早產(chǎn)和足月產(chǎn)初乳、過渡乳和成熟乳中，PC中含量最高的脂肪酸為C16:0，且隨泌乳期延長而降低；PE中含量最高的脂肪酸為C18:0，且過渡乳中含量最高；PI中含量最高的脂肪酸為C18:0，且早產(chǎn)母乳過渡乳中最高，而足月產(chǎn)母乳反之；PS中含量最高的脂肪酸也為C18:0，且早產(chǎn)母乳過渡乳中最低，而足月產(chǎn)母乳中C18:0含量隨泌乳期延長而降低。另外，各磷脂脂肪酸的分類結(jié)果顯示，足月產(chǎn)和早產(chǎn)母乳各磷脂SFA、MUFA和PUFA含量變化趨勢也不一致，如早產(chǎn)母乳PC中的SFA含量隨泌乳期延長而降低，而足月產(chǎn)的母乳PC中的SFA含量卻是過渡乳最高。

2 常見嬰幼兒配方乳粉原料磷脂

2.1 常見嬰幼兒配方乳粉原料磷脂含量

應(yīng)用于嬰幼兒配方乳粉開發(fā)的主要原料為生牛乳或生羊乳及其制品（脫鹽乳清粉、濃縮乳清蛋白粉、MFGM蛋白等）。而能為配方帶入大量磷脂的主要原料為生牛/羊乳及MFGM蛋白，其中MFGM蛋白是磷脂含量最高的原料（表3）。表3顯示了常見牛乳、山羊乳和綿羊乳制品中各磷脂的具體含量[42,45-48]，牛乳、山羊乳和綿羊乳粉的磷脂含量相近，而MFGM蛋白和酪乳粉（buttermilk powder，BMP）的磷脂含量較高，且各磷脂的含量大小為PC≈SM＞PE＞PS≈PI，與母乳相似。但是需要注意的是，嬰幼兒配方乳粉實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，為了使其脂肪酸組成及甘油酯組成更接近母乳，目前大多使用大量的植物油來提供配方所需的脂肪，生產(chǎn)的配方乳粉磷脂含量較低（2.34～250 mg/L）[8]，且處于母乳磷脂水平的下限范圍。Fong等[45]研究7 種普通嬰兒配方乳粉的磷脂含量，發(fā)現(xiàn)普通嬰兒配方乳粉磷脂含量為296.4～395.2 mg/L，而1 種添加初乳粉的配方中磷脂含量可達(dá)到789.1 mg/L，明顯高于普通配方。強(qiáng)化MFGM可有效提高配方中磷脂含量，如強(qiáng)化MFGM蛋白的配方，各磷脂含量可達(dá)到總磷脂452～647 mg/L、PC 120～173 mg/L、PE 127～187 mg/L、PI 41～57 mg/L、PS 58～80 mg/L、SM 106～141 mg/L，而普通配方磷脂含量為總磷脂220 mg/L、PC 60 mg/L、PE 48 mg/L、PI 22 mg/L、PS 26 mg/L、SM 58 mg/L[49]。由于我國初乳粉不可用于嬰幼兒配方乳粉的開發(fā)，因此添加MFGM蛋白是目前可應(yīng)用于嬰幼兒配方乳粉、提高嬰幼兒配方乳粉各磷脂含量的最佳方式。

表 3 嬰幼兒配方乳粉原料磷脂含量Table 3 Phospholipid concentrations in milk powder used for infant formula production mg/100 g

2.2 常見嬰幼兒配方乳粉原料磷脂脂肪酸組成

常見嬰幼兒配方乳粉原料（牛乳、山羊乳、綿羊乳、MFGM蛋白和奶油）中磷脂脂肪酸組成含量最高的為SFA，其次為MUFA，含量最低的為PUFA（表4）[42-43,46,48,50]。與母乳磷脂脂肪酸相比，常見嬰幼兒配方乳粉原料MUFA所占比例均大于PUFA，而母乳中MUFA所占比例均小于PUFA。另外，具體到各脂肪酸，常見嬰幼兒配方乳粉原料中SFA中含量最多的為C16:0、C18:0、C14:0，MUFA中含量最多的為C18:1，PUFA中含量最多的為C18:2，這一結(jié)果與母乳一致。但具體到各脂肪酸的種類，牛乳、綿羊乳、山羊乳、MFGM蛋白和奶油磷脂的脂肪酸種類并不相同，其中牛乳和MFGM磷脂的脂肪酸種類與母乳更相近。

表 4 嬰幼兒配方乳粉原料中磷脂脂肪酸組成Table 4 Composition of phospholipid fatty acids in milk and milkpowder used for infant formula production%

母乳磷脂脂肪酸組成與牛乳、羊乳等存在的差異性不單體現(xiàn)在磷脂脂肪酸分類（SFA、MUFA和PUFA）組成上占比的差異，也體現(xiàn)在其具體脂肪酸組成的差異上[42,46]。Yao Yunping等[42]詳細(xì)對比母乳、牛乳和山羊乳中磷脂脂肪酸的組成，結(jié)果顯示，牛乳和山羊乳磷脂脂肪酸中SFA的占比（分別為57%和62%）明顯高于母乳（37%），但PUFA的占比（分別為11.8%和8.9%）低于母乳（15.2%）。且該研究發(fā)現(xiàn)，母乳磷脂中C22:4含量占磷脂脂肪酸的2.53%，而牛乳磷脂中這一脂肪酸未檢出，山羊乳中僅有少量檢出（0.36%）；另外，在山羊乳和牛乳磷脂中均有檢出的C18:1t、C18:3n-3和C20:3n-3卻在母乳中無檢出。這說明用于嬰幼兒配方乳粉開發(fā)的牛乳、羊乳等為配方提供的磷脂在具體磷脂脂肪酸組成上與母乳還存在差別，同時(shí)也說明未來對于母乳磷脂的深度模擬，不但需要模擬磷脂種類，還需要模擬其具體組成，包括脂肪酸組成。

3 結(jié) 語

不同國家/地區(qū)的母乳磷脂組成及含量存在差異，且不同泌乳階段也存在差異，這種差異對于開發(fā)磷脂更接近母乳的嬰幼兒配方乳粉造成了一定困擾，嬰幼兒配方乳粉添加或強(qiáng)化磷脂的具體水平仍需進(jìn)一步的討論與驗(yàn)證。另外，母乳磷脂在組成及磷脂脂肪酸組成上與嬰幼兒配方乳粉常見原料（牛乳、山羊乳和綿羊乳）存在差異，這種差異導(dǎo)致了常規(guī)嬰幼兒配方乳粉磷脂與母乳存在差異。因此需要進(jìn)一步的研究和開發(fā)適用于嬰幼兒配方乳粉的富含磷脂且與母乳磷脂組分相近的原料，以實(shí)現(xiàn)嬰幼兒配方乳粉在分子層面上更近母乳。除了組分的模擬外，還需要更多的體內(nèi)外研究來更深層次驗(yàn)證有利于嬰幼兒健康發(fā)育的相關(guān)原輔料及其用量，以實(shí)現(xiàn)嬰幼兒配方乳粉在功能及生物學(xué)指標(biāo)上更接近母乳。