雙峰駝乳營養(yǎng)成分測定與特征分析

劉雨佳，葉樂，鮑志英，王越男，郭軍*

1(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特，010018) 2(內(nèi)蒙古伊利實業(yè)集團(tuán)股份有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特，010110)

雙峰駝乳是一種特種家畜乳，近十年來得到產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，并呈現(xiàn)了快速增長勢頭。駝乳及其產(chǎn)品風(fēng)味獨特，營養(yǎng)價值高，干物質(zhì)含量顯著高于牛乳，比牛乳更易消化吸收[1-2]。駝乳低糖、低膽固醇、高礦物質(zhì)(Na、K、Fe、Cu、Zn、Mg)，特別是Fe元素，其含鐵量是牛乳的10倍，駝乳中的脂肪酸主要以多不飽和脂肪酸為主[3-5]。伊日貴[6]研究結(jié)果表明，雙峰駝乳除灰分外，蛋白質(zhì)、脂肪和總固形物含量均高于單峰駝乳，世界各地的駝乳中亞洲的駝乳常規(guī)營養(yǎng)素成分顯現(xiàn)較高的含量，可能與駱駝的品種和生存環(huán)境有關(guān)。

駝乳不僅營養(yǎng)豐富，而且具有良好的保健功能和藥用價值。駝乳具有改善全身疲勞、亞健康和肝功能等作用，駝乳對丙型肝炎患者有較好療效，還可以替代他汀類藥物治療血脂異常[7-8]。駝乳保護(hù)肝組織免受酒精引起的中毒，其中抗氧化活性肽可以預(yù)防和治療氧化應(yīng)激相關(guān)疾病，還可以有效地控制使用長效胰島素的Ⅱ型糖尿病患者的血糖[9-11]。駝乳中不含牛乳中的主要過敏源，即β-乳球蛋白，所以駝乳的過敏原性低，不僅不會引起過敏癥狀還對過敏體質(zhì)有好的改善作用[12]。

相較于其他國家，我國雖然是世界上雙峰駝的主要產(chǎn)地之一，共有5個品種，但是對其營養(yǎng)成分研究和分析甚少[13]。因此，本研究匯總團(tuán)隊近幾年營養(yǎng)成分?jǐn)?shù)據(jù)，對雙峰駝乳的5種常規(guī)營養(yǎng)素、脂肪酸、氨基酸以及礦物質(zhì)進(jìn)行全面的分析測定和比較，以期為特種家畜乳數(shù)據(jù)庫提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

從內(nèi)蒙古阿拉善盟、烏海市和呼倫貝爾市主產(chǎn)區(qū)采集雙峰駝乳155頭份；同時為進(jìn)行比較研究，采集荷斯坦牛乳101頭份，采自巴彥淖爾市、呼倫貝爾市、呼和浩特市和赤峰市；薩能山羊乳34頭份，來自鄂爾多斯市和巴彥淖爾市。樣品采集后分裝于離心管，密封并用液氮迅速冷卻，凍藏于-20 ℃冰柜備用。駝乳樣品的采集橫跨內(nèi)蒙古，覆蓋了雙峰駝乳東部和西部主產(chǎn)區(qū)；包括動物個體、大罐混合和不同時間段(如早、中、晚擠奶)乳樣。氨基酸、脂肪酸和礦物質(zhì)測定時對同一個地區(qū)或牧場樣品進(jìn)行了混合，或選取了大罐乳樣，每類營養(yǎng)素的測定樣本量不完全對應(yīng)總采樣量，具體見相應(yīng)結(jié)果。

1.2 實驗試劑

37種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品、17種氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)品，Sigma有限責(zé)任公司；K、Na、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Se單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 000 μg/mL)，國家有色金屬及電子材料分析測試中心；多元素標(biāo)準(zhǔn)混合溶液，內(nèi)蒙古自治區(qū)礦產(chǎn)實驗研究所。甲醇(色譜純)，賽默飛世爾科技有限公司；正庚烷(色譜純)，上海麥克林生化科技有限公司；CDAA-270019-200 mgL-色氨酸，上海安譜實驗科技有限責(zé)任公司；磷酸二氫鉀(優(yōu)級純)，天津市大茂化學(xué)試劑廠；高氯酸、鹽酸、硝酸，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.3 儀器與設(shè)備

S-433D全自動氨基酸分析儀，德國賽卡姆公司；TAS-990原子吸收分光光度計，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；AFS-3100原子熒光光譜儀，北京科創(chuàng)海光儀器有限公司；Xseries 3電感耦合等離子質(zhì)譜儀，賽默飛世爾科技有限公司；FL9720氣相色譜儀氫火焰離子檢測器，浙江福立分析儀器有限公司。

1.4 實驗方法

蛋白質(zhì)采用GB 5009.5—2016中凱氏定氮法測定，脂肪采用GB 5009.6—2016中蓋勃法測定，乳糖采用GB 5413.5—2010中萊茵-埃農(nóng)氏法測定，水分采用GB 5009.3—2016中直接干燥法測定，灰分采用GB 5009.4—2016中食品中總灰分的測定法測定。

脂肪酸采用GB 5009.168—2016中堿水解-提取法前處理，氣相色譜法測定[色譜條件：檢測器：氫火焰離子檢測器；毛細(xì)管柱型號：SP-2560(100 m×0.25 mm×0.20 μm)；使用程序升溫：初溫100 ℃，保持5 min，以4 ℃/min升溫至240 ℃，保持30 min；進(jìn)樣口溫度260 ℃；檢測器溫度260 ℃；載氣：高純氮氣；分流式進(jìn)樣：分流比為20∶1；進(jìn)樣體積：1.0 μL]。

17種氨基酸(除色氨酸)采用GB 5009.124—2016中酸水解法，色氨酸采用GB/T 15400—2018中堿水解法處理樣品，用全自動氨基酸分析儀測定(色譜條件：使用水解氨基酸分析柱LCAK06/Na(4.6 mm×150 mm)；柱溫：58～74 ℃梯度控溫；反應(yīng)溫度130 ℃；流動相流速0.45 mL/min；茚三酮流速0.25 mL/min；檢測器440 nm/570 nm 雙波長檢測器；進(jìn)樣體積50 L)。

參照GB/T 5009.87—2016中分光光度法測定P元素；參照GB 5009.92—2016、GB 5009.241—2017、GB 5009.90—2016、GB 5009.13—2017和GB 5009.14—2017中火焰原子吸收光譜法分別測定Ca、Mg、Fe、Cu、Zn 5種元素；參照GB 5009.93—2017中原子熒光光譜法測定Se元素；參照GB 5009.267—2020中氣相色譜法測定I元素，外標(biāo)法定量；采用GB 5009.268—2016中電感耦合等離子體質(zhì)譜法(inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS)同時測定K、Na、Mn、Cr、Mo、Co、Ni、Sr、Ba 9種元素含量(內(nèi)標(biāo)法定量，全譜直讀，該部分實驗在內(nèi)蒙古礦產(chǎn)實驗研究所完成)。前處理均采用濕法消化。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析

IBM-SPSS Statistics 20.0進(jìn)行描述性統(tǒng)計及差異性檢驗，化學(xué)計量學(xué)軟件Pirouette4.5進(jìn)行主成分分析(principal component analysis，PCA)，觀察3種家畜乳聚類特征。

2 結(jié)果與分析

2.1 三種家畜乳常規(guī)營養(yǎng)素特征分析

對3種家畜乳的5種常規(guī)營養(yǎng)素進(jìn)行PCA，結(jié)果見圖1，雙峰駝乳大部分分布在第一象限，荷斯坦牛乳分布于第二象限，薩能山羊乳分布于第四象限，薩能山羊乳與雙峰駝乳和荷斯坦牛乳跨域空間相距較遠(yuǎn)并單獨聚類，雙峰駝乳與荷斯坦牛乳有交集，但仍有分離趨勢，符合物種分類學(xué)規(guī)律。由圖1-b可知，雙峰駝乳特征性常規(guī)營養(yǎng)素為脂肪、乳糖和灰分，荷斯坦牛乳為水分，薩能山羊乳為蛋白質(zhì)。

a-PCA得分向量;b-PCA根向量圖1 三種家畜乳常規(guī)營養(yǎng)素PCAFig.1 PCA on routine nutrients of 3 livestock milks

3種家畜乳常規(guī)營養(yǎng)素含量及差異性分析見表1。雙峰駝乳蛋白質(zhì)、脂肪、乳糖和灰分與其他2種乳差異性顯著，蛋白質(zhì)含量顯著高于荷斯坦牛乳(P<0.05)，脂肪、乳糖和灰分顯著高于荷斯坦牛乳和薩能山羊乳(P<0.05)。

表1 三種家畜乳常規(guī)營養(yǎng)素含量比較 單位：g/100g

2.2 三種家畜乳脂肪酸特征分析

對3種家畜乳中的脂肪酸進(jìn)行PCA，結(jié)果見圖2，3種家畜乳在三維空間不同的位置單獨聚類，雙峰駝乳分布于第二和第三象限，荷斯坦牛乳分布于第一象限，薩能山羊乳分布于第四象限，各家畜乳跨域空間象限且相距較遠(yuǎn)，符合物種分類學(xué)規(guī)律。由圖2-b可知，雙峰駝乳的特征性脂肪酸為C18∶0、C14∶0和C16∶1，荷斯坦牛乳為C18∶2n6c、C16∶0，山羊乳為C10∶0。

a-PCA得分向量;b-PCA根向量圖2 三種家畜乳脂肪酸指紋PCAFig.2 PCA on fatty acids profile of 3 livestock milks

對3種家畜乳脂肪酸進(jìn)行描述性統(tǒng)計分析，結(jié)果見表2。雙峰駝乳脂肪酸含量較高的主要有C14∶0、C16∶0、C18∶0和C18∶1n9c，且C18∶0、C15∶0、C16∶1和C18∶3n3均顯著高于荷斯坦牛乳和薩能山羊乳(P<0.05)。

雙峰駝乳ω-3系列脂肪酸顯著高于荷斯坦牛乳和薩能山羊乳，且飽和脂肪酸(saturated fatty acid, SFA)顯著低于其他2種乳(P<0.05)。雙峰駝乳、荷斯坦牛乳、薩能山羊乳SFA∶MUFA∶PUFA(S∶M∶P)分別為1∶0.21∶0.05、1∶0.4∶0.05、1∶0.18∶0.04；PUFA/SFA(P/S)值分別為：0.05、0.05、0.04；ω-3/ω-6值分別為：0.45、0.07、0.27。

2.3 三種家畜乳氨基酸特征分析

對3種家畜乳氨基酸進(jìn)行PCA結(jié)果見圖3，3種家畜乳在三維空間不同的位置單獨聚類且相距較遠(yuǎn)，雙峰駝乳分布于Factor 1軸下方，荷斯坦牛乳與薩能山羊乳分布于Factor 1軸上方，符合物種分類學(xué)規(guī)律。由圖3-b可知，雙峰駝乳特征氨基酸為Pro，荷斯坦牛乳為Cys和Gly，薩能山羊乳為Glu。

表2 三種家畜乳脂肪酸含量比較 單位：g/100g脂肪

a-PCA得分向量;b-PCA根向量圖3 3種家畜乳氨基酸指紋PCAFig.3 PCA on amino acids profile of 3 livestock milks

3種家畜全乳氨基酸含量的描述性統(tǒng)計和差異性檢驗見表3。3種家畜乳總氨基酸(total amino acids, TAA)含量由高到低依次為薩能山羊乳、雙峰駝乳、荷斯坦牛乳。雙峰駝乳必需氨基酸(essential amino acid,EAA)Met、Ile和非必需氨基酸(nonessential amino acid,NEAA)Asp、Tyr、Arg、Pro均顯著高于荷斯坦牛乳和薩能山羊乳(P<0.05)。3種家畜乳含量最高的EAA均為Leu，雙峰駝乳的Leu含量是荷斯坦牛乳的1.2倍；含量最高的NEAA均為Glu，雙峰駝乳的Glu含量是荷斯坦牛乳的1.2倍。

表3 三種家畜全乳氨基酸含量比較 單位：mg/g

2.4 三種家畜乳礦物質(zhì)特征分析

3種家畜乳的17種常微量元素PCA結(jié)果如圖4所示，荷斯坦牛乳和雙峰駝乳分別聚類，3種家畜乳距離較近，但明顯分離。雙峰駝乳分布于第三象限，荷斯坦牛乳大部分分布于第四象限，薩能山羊乳分布于第一、二、三象限。由圖3-b可知，雙峰駝乳特征性礦物質(zhì)元素為Zn，荷斯坦牛乳為Fe、Mo，薩能山羊乳為Cu、Sr、Se。

a-PCA得分向量;b-PCA根向量圖4 三種家畜乳礦物質(zhì)PCAFig.4 PCA on minerals of 3 livestock milks

3種家畜乳的17種常微量元素含量描述性統(tǒng)計結(jié)果見表4。5種常量元素中，雙峰駝乳Ca含量最高,是荷斯坦牛乳的1.17倍。3種乳的Na含量差異不顯著(P> 0.05)，鈣磷比(Ca/P)由高到低依次為雙峰駝乳(1.52)、薩能山羊乳(1.43)和荷斯坦牛乳(1.19)。3種家畜乳均為高K低Na的食品，K/Na值由高到低依次為荷斯坦牛乳(4.20)、薩能山羊乳(4.16)、雙峰駝乳(2.72)。

表4 三種家畜乳礦物質(zhì)含量比較Table 4 Comparison on minerals of 3 livestock milks

微量元素中，雙峰駝乳Zn顯著高于荷斯坦牛乳和薩能山羊乳(P<0.05)，分別是荷斯坦牛乳和山羊乳的 1.37 和1.73倍。薩能山羊乳Cu和Sr顯著高于荷斯坦牛乳和雙峰駝乳(P<0.05)。荷斯坦牛乳的Fe和Mo顯著高于薩能山羊乳和雙峰駝乳(P<0.05)。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

對雙峰駝乳的5種常規(guī)營養(yǎng)素含量進(jìn)行測定分析，為研究內(nèi)蒙古各地區(qū)的雙峰駝乳提供可靠的數(shù)據(jù)資料。雙峰駝乳的蛋白質(zhì)、脂肪、乳糖和灰分含量均顯著高于荷斯坦牛乳(P<0.05)，分別是荷斯坦牛乳的1.22、1.42、1.07、1.23倍。雙峰駝乳營養(yǎng)成分質(zhì)量濃度較高，有較高的營養(yǎng)價值[14]。此研究薩能山羊乳蛋白質(zhì)含量較高，可能是地區(qū)和品種等原因造成。

雙峰駝乳主體脂肪酸為肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸和油酸，實驗結(jié)果與范麗霞等[15]研究結(jié)果一致。有研究結(jié)果表明，駝乳中的飽和脂肪酸主要為C16∶0(34.9%)、C14∶0(14.5%)和C18∶0(9.7%)，不飽和脂肪酸主要為C18∶1(15.4%)和C16∶1(13.9%)，與本研究結(jié)果一致[16]。雙峰駝乳棕櫚油酸(C16∶1)顯著高于牛乳和山羊乳(P<0.05)，分別是牛乳和山羊乳的3.18和7.80倍，棕櫚油酸有降低肥胖及其并發(fā)癥發(fā)生、調(diào)控胰島素水平和抗炎癥等功能[17]。雙峰駝乳ω-3/ω-6高于荷斯坦牛乳和薩能山羊乳，高比例ω-3/ω-6脂肪酸減輕大鼠顱腦外傷后炎癥和凋亡[18]。世界衛(wèi)生組織推薦膳食脂肪酸比例為SFA∶MUFA∶PUFA=1∶1∶1，雙峰駝乳較山羊乳和荷斯坦牛乳符合膳食脂肪酸推薦比例，此研究結(jié)果與林觀平等[19]、李磊等[20]研究結(jié)果一致。

雙峰駝乳Met、Ile、Pro、Asp、Tyr和Arg均顯著高于荷斯坦牛乳和薩能山羊乳，此結(jié)果與楊惠茹等[21]、高玎玲等[22]研究結(jié)果一致。雙峰駝乳含有人體所需的所有EAA，且Leu含量最高，NEAA中Glu含量最高。雙峰駝乳中Pro顯著高于荷斯坦牛乳(P<0.05)，是牛乳的1.44倍。EAA和NEAA對人體都具有重要的生理功能，EAA中的Leu、Ile和Val等可修復(fù)肌肉組織、控制血糖、補(bǔ)充能量；NEAA中的Glu可治療肝性昏迷、肝功能不全及神經(jīng)衰弱，也可用作營養(yǎng)增補(bǔ)劑[23]。

雙峰駝乳Ca含量顯著高于荷斯坦牛乳(P<0.05)，是牛乳的1.17倍，Zn含量顯著高于薩能山羊乳和荷斯坦牛乳(P<0.05)，分別是牛乳和山羊乳的1.37和1.73倍。雙峰駝乳Ca/P值為1.52，相比山羊乳和荷斯坦牛乳更接近人乳的2∶1，雙峰駝乳中的Ca較其他2種乳利于人體吸收利用。

雙峰駝乳維生素C含量也很高，李莎莎[14]比較雙峰駝乳、牛乳和蒙古馬乳維生素C含量得出，雙峰駝乳維生素C含量高達(dá)2.97 mg/100g，是牛乳的5.4倍。雙峰駝乳的維生素含量也應(yīng)系統(tǒng)檢測評價。

3.2 結(jié)論

雙峰駝乳、荷斯坦牛乳、薩能山羊乳3種家畜乳常規(guī)營養(yǎng)素、脂肪酸、氨基酸和礦物質(zhì)聚類特征符合物種分類學(xué)規(guī)律。雙峰駝乳蛋白質(zhì)、脂肪、乳糖、灰分ω-3脂肪酸顯著高于荷斯坦牛乳(P<0.05)，人體所需的EAA Met和Ile顯著高于荷斯坦牛乳和薩能山羊乳，Ca和Zn含量顯著高于荷斯坦牛乳，Ca/P接近人乳2∶1的比例。雙峰駝乳營養(yǎng)價值較高，可以補(bǔ)充人體所需營養(yǎng)成分并作為牛乳的低致敏性替代品，為特種家畜乳營養(yǎng)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫提供理論依據(jù)。