乳脂肪球膜的結(jié)構(gòu)特性及其體內(nèi)代謝研究進展

楊 柳，陳慶學，馬新明，唐宏偉，張康勇，王增博，郭增旺，李柏良

（東北農(nóng)業(yè)大學 乳品科學教育部重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150030）

母乳是嬰兒最理想的食物，含有約0.8%～0.9%的蛋白質(zhì)、6.9%～7.2%的碳水化合物（以乳糖計算）、0.2%的礦物質(zhì)、3%～5%的脂肪（約含98%甘油三酯（triglycerides，TG）、0.8%的磷脂、0.5%的膽固醇等），其中脂肪能夠為嬰兒提供生長發(fā)育所需能量的40%～55%[1]。乳脂肪以脂肪球（milk fat globule，MFG）的形式穩(wěn)定存在乳清相中，表面包裹著具有乳化作用的乳脂肪球膜（milk fat globule membrane，MFGM），防止MFG的絮凝和聚集，保護其免受酶的降解，并確保將營養(yǎng)和生物活性物質(zhì)平穩(wěn)輸送到嬰幼兒腸道。MFG的前體物質(zhì)先在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中被合成再遷移到細胞質(zhì)中，隨后被極性脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等多種成分組成的單層膜包裹，最后上皮細胞分泌的質(zhì)膜包裹在最外層，形成完整的3 層膜結(jié)構(gòu)[2]。

嬰幼兒體外消化模型通?？紤]3 個主要階段：口腔階段、胃階段、腸階段。乳脂在進入小腸之前必須通過口腔和胃，因為在口腔和胃中存在消化酶和表面活性成分會導(dǎo)致吸附的蛋白質(zhì)發(fā)生消化和轉(zhuǎn)化[3]。目前關(guān)于口腔及胃腸環(huán)境的影響以及水解酶對MFG和MFGM影響的研究結(jié)果很少。本綜述總結(jié)了MFGM的結(jié)構(gòu)、組成成分及消化行為，詳細描述了在嬰兒乳脂消化過程中MFGM與酶的相互作用，討論各消化階段的酶對消化和吸收的影響。過去幾十年中，在母乳組成成分和嬰兒營養(yǎng)需求方面取得巨大成就，MFGM在母嬰營養(yǎng)方面已逐步發(fā)展，越來越多的研究集中在“精準添加、精準模擬”上，目前市售嬰幼兒配方粉中已經(jīng)添加富含MFGM的產(chǎn)品。然而，MFGM中富含脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，可能會對嬰兒造成敏感或難以消化的問題，導(dǎo)致消化不良或過敏反應(yīng)。因此，進一步研究MFGM的組成和功能，了解其中不同成分的作用和相互關(guān)系，以優(yōu)化產(chǎn)品配方，提高其營養(yǎng)價值和穩(wěn)定性，并為后續(xù)MFGM的開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 MFGM的組成與結(jié)構(gòu)

1.1 MFGM的組成

近年來，隨著組學分析技術(shù)和多種光譜成像技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對MFGM組成和結(jié)構(gòu)的認識得到顯著的提高。MFGM占MFG總質(zhì)量的2%～6%，其蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的比例約為1∶1，二者占MFGM干質(zhì)量的90%以上，是由多種活性分子組成的復(fù)雜體系，如磷脂、過碘酸希夫氏（periodic acid schiff，PAS）6/7等。通過物理和化學技術(shù)，可以有效分離MFGM中的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)成分，從而幫助深入了解MFGM的組成[4]。

1.1.1 MFGM的脂質(zhì)組分

MFGM中的脂質(zhì)類物質(zhì)占MFGM干物質(zhì)含量的30%～75%，主要由大量極性脂類和部分中性脂類組成，其中大部分脂類作為細胞凋亡和免疫調(diào)節(jié)的關(guān)鍵參與者，部分脂類有抑菌殺菌功能。表1列出了它們各自的功能。MFGM脂類組分還有一些對人體健康有益的作用，例如鞘磷脂（sphingomyelin，SM）能夠與角質(zhì)層中的膽固醇和游離脂肪酸共同改善皮膚屏障功能[5]；磷脂酰乙醇胺（phosphatidylenthanolamine，PE）在提高人體記憶力與增強大腦功能上有顯著效果[6]。

表1 MFGM脂質(zhì)組分的健康功效Table 1 Health benefits of lipid components of milk fat globule membrane

MFGM脂質(zhì)主要由TG（56%）和磷脂（40.6%）組成，二者均是兩性分子，由一個氮或磷基團組成的親水頭部和長烴鏈組成的疏水尾部組成，在乳腺上皮細胞處富集[42-43]。

1.1.1.1 甘油磷脂

甘油磷脂以三酰甘油為骨架，尾部sn-1和sn-2位的羥基被脂肪酸酯化，sn-1位連結(jié)的常是含16 個或18 個碳原子的飽和脂肪酸，sn-2位連結(jié)的常是含16～20 個碳原子的不飽和脂肪酸，頭部sn-3位的羥基被磷酸酯化成磷脂酸[44]，磷脂酸的磷酸羥基通過磷酸二酯鍵再結(jié)合不同的極性基團，如膽堿、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇等，進而形成PE、PC、PI等。PI和PC還可以與MFGM蛋白質(zhì)形成氫鍵和疏水相互作用，增強MFGM的穩(wěn)定性。甘油磷脂頭部為親水端，尾部為疏水端，在疏水作用力下尾部在水相中相互聚集，進而形成穩(wěn)定的囊泡等。甘油磷脂是人體內(nèi)含量最豐富的一類磷脂，除了形成生物膜外，在細胞識別和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方面也起著十分重要的作用[45]。

1.1.1.2 鞘脂

鞘脂作為以鞘氨醇為骨架的復(fù)雜極性脂，是僅次于磷脂的第二大類膜脂，主要位于細胞膜、脂蛋白和其他富含脂類的組織結(jié)構(gòu)上。根據(jù)極性頭基團的差異，鞘脂可分為SM、神經(jīng)節(jié)苷脂、腦苷脂。SM是動物組織中最豐富的鞘脂，也是鞘脂中最重要的脂類，有一個極性頭和兩個非極性尾。在SM分子中，氨基與脂肪酸通過酰胺鍵將連結(jié)形成神經(jīng)酰胺，構(gòu)成了SM的母體結(jié)構(gòu)，再連接不同有機磷酸酯基團形成SM，因為含有磷元素，SM也可歸入PC中。SM在細胞膜微調(diào)控功能中起著重要作用，參與細胞生長與凋亡等生理活動[46]。

中性脂主要由TG以及少量DG、甘油一酯、膽固醇等脂類物質(zhì)組成。母乳中TG的結(jié)構(gòu)對于嬰幼兒消化吸收的脂肪酶活性有著十分重要影響，相較于位于sn-1和sn-3位的長鏈脂肪酸（long chain fatty acids，LCFA），脂肪酶可促進短鏈脂肪酸（short chain fatty acids，SCFA）或中鏈脂肪酸（medium chain fatty acids，MCFA）更快釋放。DG具有調(diào)節(jié)血脂水平、減輕糖尿病及其并發(fā)癥等生理功能。甘油一酯在乳化劑、增稠劑和生化試劑等方面有廣泛應(yīng)用。膽固醇是合成脂蛋白、膽汁酸、激素和鈣化醇所必需的，因此是嬰兒生長所必需的[45]。

近年來發(fā)現(xiàn)，MFGM上存在“生物膜脂筏”。生物膜脂筏是磷脂雙分子層中膽固醇和SM組成的約70 nm微結(jié)構(gòu)域，以動態(tài)結(jié)構(gòu)形式存在，介于無序液體與液晶之間，稱為有序液體（liquid-ordered，LO）結(jié)構(gòu)域，這種結(jié)構(gòu)使得MFGM局部厚度增加。SM中具有較長的飽和脂肪酸鏈，脂肪酸鏈間的范德華力導(dǎo)致SM具有極高的相變溫度，分子間作用力極強，可以形成緊密的排列。脂筏的組成和結(jié)構(gòu)特點有利于膜蛋白之間的相互作用和構(gòu)象的變化，在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)運中起主導(dǎo)作用[47]。

1.1.2 MFGM的蛋白組分

MFGM中蛋白質(zhì)約為25%～70%，占總?cè)榈鞍椎?%～4%，借助蛋白質(zhì)組學分析技術(shù)已經(jīng)確定500多種具有多種功能的蛋白質(zhì)[41,48]。膜上還附著一些外周蛋白，主要有一些酶、免疫球蛋白、來自分泌上皮細胞細胞質(zhì)中的蛋白、粒細胞中的蛋白。蛋白質(zhì)組學技術(shù)與代謝組學技術(shù)的有效整合加深了人們對MFGM蛋白的成分及功能的了解，表2總結(jié)了MFGM上主要蛋白類物質(zhì)的分子質(zhì)量、等電點、占MGFM干物質(zhì)含量、功能和健康功效。

表2 MFGM主要蛋白質(zhì)的功能及健康功效Table 2 Health benefits of the major proteins in MFGM

PAS6/7作為MFGM中最多的蛋白質(zhì)，又稱乳脂肪表皮生長因子，作為一種親脂性糖蛋白附著在MFGM表面，在乳小管頂端的分泌細胞處富集，由364 個氨基酸組成。乳凝集素家族目前有6 個成員，均含多種表皮生長因子樣結(jié)構(gòu)域和C樣結(jié)構(gòu)域[77]。在機體內(nèi)，PAS6/7參與了一系列細胞生命活動的改變，包括細胞分化、增殖和凋亡。

含量略少于PAS6/7的BTN是免疫球蛋白家族的受體蛋白，泌乳時富集在細胞質(zhì)膜頂端和MFGM，是乳腺中唯一的I型跨膜糖蛋白，胞外含有兩個免疫球蛋白家族的結(jié)構(gòu)域，為跨膜結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域[78]。在髓磷脂少突細胞糖蛋白中，這兩個結(jié)構(gòu)域在結(jié)構(gòu)上類似于免疫球蛋白折疊，胞外結(jié)構(gòu)域和大多數(shù)蛋白的羧基端都含有鋅指結(jié)構(gòu)域，獨特的結(jié)構(gòu)使其能正向調(diào)節(jié)自身免疫性腦脊髓炎，抑制多發(fā)性硬化癥和自閉癥。

另外，MFGM中含量較多的蛋白還有人黃嘌呤氧化還原酶，主要在乳腺分泌細胞胞漿膜的內(nèi)層富集，是含鉬脫氫酶黃素蛋白家族一員，有XO和XDH兩種不同形式，二者可以通過巰基氧化可逆性轉(zhuǎn)化，也可以通過蛋白酶水解不可逆性轉(zhuǎn)化[79]。酶的催化活性大有不同，XDH具有較高的黃嘌呤/NAD+氧化活性，但對黃嘌呤/分子氧活性較低，而XO具有較低的黃嘌呤/NAD+氧化催化活性和較高的黃嘌呤/分子氧催化活性。母乳中的XOR表現(xiàn)出很低的氧化酶活性，其原因可能是母乳中只有不到5%的鉬位點被占據(jù)，而牛乳中大約有60%[60]。

除此以外，還有黏液素類（MUC1）、黏蛋白15（MUC15/PASIII）和CD36等，這些蛋白可能與預(yù)防腹瀉、心血管脂肪沉積、抑制乳腺癌細胞增殖和降低膽固醇吸收等有關(guān)，對生命活動具有重要意義。

1.2 MFGM的結(jié)構(gòu)

在天然狀態(tài)下，乳中的脂質(zhì)以MFG的形式存在，每個MFG被一層薄膜包裹，這層薄膜稱為MFGM，MFGM中大部分膜都來源于分泌細胞頂端質(zhì)膜，其以流動鑲嵌模型形式存在[80]。MFGM的結(jié)構(gòu)由單層內(nèi)膜和磷脂雙分子層外膜組成，厚度約為10～50 nm，均為極性磷脂，膜的頭部為親水端，尾端形成疏水區(qū)域[81]。從整體上看，如圖1所示，TG被極性脂質(zhì)形成的單層內(nèi)膜所包裹，而在單層內(nèi)膜表面，還存在著大量的細胞質(zhì)，在蛋白層和最外層的雙分子層之間形成“細胞質(zhì)月牙”。MFGM以磷脂雙分子為骨架，外周膜蛋白以部分嵌入或松散的方式附著于磷脂雙分子層上，跨膜蛋白穿過磷脂雙分子層，糖脂和糖蛋白在膜的外層，膽固醇包埋在磷脂雙分子層夾縫中。這些蛋白分布不對稱，根據(jù)MFGM蛋白的位置可分為整合型、外周型以及與膜結(jié)合松散型蛋白[82]，TG對極性脂質(zhì)單分子層內(nèi)側(cè)的非糖基化ADPH有很強的親和力，單層膜內(nèi)表面的XDH/XO與BTN緊密連接，形成超分子復(fù)合物，連接內(nèi)外膜，從而穩(wěn)定MFGM。其他蛋白如PAS6/7，位于MFGM的最外層，而高糖基化的MUC1位于MFGM的膜表面。脂質(zhì)像蛋白質(zhì)一樣，在細胞膜上也是不對稱分布，大部分磷脂、PC、SM、糖脂、腦苷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂類物質(zhì)等主要位于MFGM膜外，而PE、PS和PI主要位于MFGM膜內(nèi)[83]。

圖1 MFGM結(jié)構(gòu)示意圖[84]Fig.1 Structural diagram of MFGM[84]

2 MFGM消化行為

人體的消化系統(tǒng)由許多相互作用的單元組成，包括口腔、胃、小腸和大腸，這些單元在食物的整體消化和吸收中起著不同的作用[85]。食物在口腔中咀嚼后，到達胃部后，胃會有節(jié)律地收縮，使得食物與酶混合，胃蛋白酶會分解一部分食物[86]，在胃部階段消化后的食糜會被運送到第一段小腸，被胰腺分泌的胰酶以及肝臟、膽囊分泌的膽汁分解，最后在大腸進一步吸收水分，變成糞便[87]。圖2是MFGM包裹MFG消化的胃腸道模型。

圖2 體外消化MFGM消化模型[43]Fig.2 Schematic model of in vitro digestion of MFGM[43]

2.1 口腔消化

口腔加工是人類消化過程的第一步，唾液從位于口腔的唾液腺以0.3～7.0 mL/min分泌唾液，分泌速度受許多因素影響，例如晝夜節(jié)律、唾液腺的大小、刺激的持續(xù)時間和類型、飲食、藥物、年齡、性別和血型[88]。食物在口腔內(nèi)停留的時間很短，嬰幼兒是5～10 s，成年人一般是15～20 s。在嬰兒口腔中完成消化行徑作用的脂肪酶主要是舌脂肪酶，舌脂肪酶作用于MFGM的中SCFA及sn-3位的脂肪酸，并且在脂肪含量高的食物中活躍性能更加突出。唾液淀粉酶作為嬰兒碳水化合物最主要的消化酶，與MFGM互作使其在短時間絮凝而便于吞咽。雖然MFGM消化主要發(fā)生在胃腸道中，但口腔乳化等因素對消化后產(chǎn)生了重大影響。因此，口腔作為消化過程的開始對消化過程的研究至關(guān)重要。

2.1.1 脂肪酸消化關(guān)鍵酶——舌脂肪酶

人舌脂肪酶是由位于葉狀乳頭和輪廓狀乳頭附近的von Ebner腺分泌到口腔中的一種酶，舌脂肪酶腺體每分鐘分解1 μmol脂肪酸，在口腔中能特異性水解MFGM中TG的sn-3位酯鍵，釋放出sn-1,2 DG和游離脂肪酸，主要是DG（在甘油類產(chǎn)物中占60%～80%），其次是甘油一酯（10%～15%），最后是甘油（不到5%）[89]。主要產(chǎn)物為DG的原因可以解釋為酶立體構(gòu)型的選擇性，脂肪酶水解TGsn-3位的速度是sn-1位的兩倍，游離脂肪酸的積累也會影響反應(yīng)物的形成[33]。嬰兒胃液酸度pH值約在4～8，成年人胃酸pH值約在0.9～1.5，胃液酸度極強，舌脂肪酶難以發(fā)揮作用，而嬰兒的舌脂肪酶可以穿透MFGM并啟動脂質(zhì)消化，因此舌脂肪酶對嬰兒消化尤為重要。舌脂肪酶和胃脂肪酶對MFGM中脂質(zhì)的特異性消化作用對嬰幼兒的營養(yǎng)和能量供應(yīng)具有重要意義，這是由于初生嬰兒胰腺發(fā)育尚不完善，而這兩種脂肪酶高效水解sn-3位酯鍵，母乳中乳脂含有的SCFA和MUFA通常位于sn-3位[89]。舌脂肪酶在嚙齒動物中起主要的消化作用，Kawai等[90]在一項嚙齒動物的實驗中觀察到舌脂肪酶的持續(xù)釋放來自大鼠的外周乳頭，并在1～5 s內(nèi)快速生成游離脂肪酸和其他脂解產(chǎn)物。

2.1.2 碳水化合物消化關(guān)鍵酶——唾液淀粉酶

唾液淀粉酶是唾液蛋白的主要成分，是碳水化合物消化的主要酶。嬰兒出生一年內(nèi)體內(nèi)的淀粉酶活性非常低，對淀粉的消化主要依靠母乳中豐富的淀粉酶，唾液MUC已被證明與蛋白質(zhì)穩(wěn)定乳液的機制有關(guān)，液滴電荷的微觀結(jié)構(gòu)在唾液中起主要作用[91]。帶負電荷的乳液由于液滴之間靜電斥力和空間位阻作用不會絮凝，而中性和帶正電荷的唾液MUC與MFGM發(fā)生協(xié)同相互作用，使其在短時間下絮凝[92]。

2.2 胃部消化

嬰兒的消化系統(tǒng)與成人相比是不成熟的，這與酶的類型和非酶促參數(shù)（母乳喂養(yǎng)、喂養(yǎng)頻率和膽鹽濃度）有關(guān)。嬰兒的膳食主要以高脂肪的液態(tài)奶為主，食物在嘴里停留的時間不長，所以胃和腸是最基本的營養(yǎng)消化場所[93]。胃液中含有的酶主要是用于催化乳脂和蛋白質(zhì)水解的胃脂肪酶和胃蛋白酶。胃相通過2 種方式影響MFGM：1）胃脂肪酶產(chǎn)生游離脂肪酸，有助于與胰脂肪酶結(jié)合；2）低pH值使牛奶中的酪蛋白聚集，從而形成一個緊密的網(wǎng)絡(luò)，包裹MFG，隨著蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)密度的增加，MFG會不斷聚集。

2.2.1 胃脂肪酶

胃脂肪酶是一個酸穩(wěn)定性脂解酶，它在胃中對MFGM中TG起到消化和吸收作用。研究表明MFG尺寸大小和界面性質(zhì)與胃脂酶的脂解速率直接相關(guān)，MFGM的界面特性使得胃脂肪酶更容易吸附到MFG表面[94]，消化內(nèi)核的TG。MFGM（TG/水界面）的組成也是控制TG水解的主要因素，體外實驗研究表明，由PC、PI和PS包裹的脂滴比PE和SM包裹的脂滴更容易被人胃脂酶水解[95]。另一方面，在分子水平上，MFGM界面組成影響脂肪酶消化活性，已有關(guān)于MFGM組分或結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)消化脂肪酶活性的研究。Bourlieu等[96]報道了胃脂肪酶在MFG模型單層膜中的吸附機制，發(fā)現(xiàn)該脂肪酶大多吸附在液態(tài)無序區(qū)結(jié)構(gòu)域。此外MFGM中的PI和PS為陰離子極性脂質(zhì)，可以通過靜電作用加強胃脂肪酶的定向吸附，這兩個方面助于嬰兒高效地消化母乳脂肪。

胃脂肪酶在孕婦妊娠第11周時在嬰兒體內(nèi)開始迅速發(fā)展，在其剛出生時已達到成人水平，在嬰幼兒體內(nèi)可以水解MFGM中TG的60%，而在成人體內(nèi)可以水解MFGM中TG的10%～30%、總酯化飽和脂肪酸的17%～18%[97]。攝入的MFG在胃相中由胃脂肪酶進行消化，優(yōu)先水解TGsn-3位上的脂肪酸，產(chǎn)生sn-1,2 DG及游離脂肪酸[98]。SCFA和長鏈多不飽和脂肪酸主要位于sn-1和sn-3位，而MCFA和長鏈飽和脂肪酸主要存在于sn-2位。此外，隨著脂肪的分解，MFG表面會聚集2-甘油單酯和游離脂肪酸，這會限制脂肪酶對MFG表面的吸附。由于SCFA的極性較高，據(jù)報道，由SCFA組成的TG比由LCFA組成的TG與脂肪酶接觸面積更大并引發(fā)更快的脂解速率[99]。

2.2.2 低pH值

胃脂肪酶最適pH值約為5.4～5.8，低pH值時酶活性顯著降低，嬰幼兒胃酸pH值比成年人高，呈弱酸性，胃酸成分基本相同，嬰幼兒胃中的酸化速度較慢，在胃相中，低pH值和胃蛋白酶的水解會共同誘導(dǎo)酪蛋白膠束聚集，可能是MFG聚集在一起或者MFG進入酪蛋白聚集體中而導(dǎo)致MFG絮凝，在這些絮凝顆粒中的MFG結(jié)構(gòu)依然保持完整，這可能歸因于MFGM上的磷脂，其以圓環(huán)的形式包裹著MFG[20]。

2.3 小腸消化與吸收

在胃中進行初步消化后，MFG經(jīng)胃排空作用進入小腸，MFGM的消化和吸收是在小腸中胰酶和膽汁鹽的協(xié)同作用下同步進行的[100]。雖然嬰兒胃脂肪酶活性已經(jīng)達到成人水平，但小腸中胰液和膽汁鹽分泌量較少，在一定程度上影響了嬰兒脂肪消化。MFG進入腸道后，與小腸液混合，小腸液中主要有膽汁鹽、胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰脂肪酶，包括胰甘油三酯脂肪酶（pancreatic triglyceride lipase，PTL）、膽鹽依賴性脂肪酶、胰脂肪酶相關(guān)蛋白（pancreatic lipase related protein，PLRP）1、PLRP2及磷脂酶A2（phospholipase A2，PLA2）等。其消化產(chǎn)物通過擴散和轉(zhuǎn)運酶類介導(dǎo)的方式被小腸上皮細胞吸收[101]。只有當小腸內(nèi)腔的游離脂肪酸濃度遠高于小腸上皮細胞中的濃度時，才會發(fā)生擴散吸收，當小腸腔內(nèi)游離脂肪酸濃度較低時，吸收方式主要由轉(zhuǎn)運酶類介導(dǎo)[102]。

2.3.1 膽汁鹽

膽汁鹽是一類由剛性類固醇骨架組成的兩親性分子，一側(cè)為疏水面，另一側(cè)為親水面，尾部附有羧基尾，其在MFGM消化過程中發(fā)揮著重要作用。膽汁鹽在嬰幼兒體內(nèi)的分泌不是很成熟，但對MFGM脂質(zhì)的水解、吸收等都十分重要，大約水解母乳中50%的飽和脂肪酸再對其進行吸收[103]。膽汁鹽會取代位于MFGM外層的極性脂質(zhì)，并迅速降低其流動性，形成與界面MFGM組分的混合膠束。其優(yōu)先黏附在MFGM的LO結(jié)構(gòu)域上，由于表面負電荷增加，形成“雪花”形結(jié)構(gòu)域。假設(shè)膽汁鹽破壞結(jié)構(gòu)域邊界或LO結(jié)構(gòu)域內(nèi)，就會降低脂質(zhì)堆積密度[104]。當膽汁鹽濃度達到臨界濃度時，SM對膽固醇的優(yōu)先親和力會降低。此外，脂質(zhì)堆積密度的降低也會促進脂肪酶/共脂肪酶復(fù)合物黏附在這些“雪花”形結(jié)構(gòu)域上[105]。膽汁鹽具有高度的表面活性，非乳化脂肪進入小腸時發(fā)揮乳化劑的功能，并為脂肪酶提供較大的可接觸表面積，消化產(chǎn)物在膽汁鹽的作用下，形成粒徑極小的膠束或囊泡，從小腸黏膜刷狀緣到小腸內(nèi)腔，沿濃度高到低梯度分布，逐漸被小腸上皮細胞吸收[106]。研究發(fā)現(xiàn)MFGM在小腸消化過程中，會保持其在胃中的大小，然后逐漸被由酯解產(chǎn)物、鈣、膽汁鹽等累積形成的液晶層相包裹，之后層相溶解為多層脂囊，變成更小的混合膠團，再通過腸壁運輸，最終會破裂或溶解，釋放出未被消化的TG內(nèi)核。在消化過程中，親脂性的膽鹽和MFGM上親水性的磷脂相互作用，形成膽鹽-脂質(zhì)復(fù)合物，膽鹽的親脂性使其能夠進入MFGM的磷脂雙層，而磷脂的親水性使其與膽鹽形成穩(wěn)定的復(fù)合物。這些復(fù)合物有助于脂質(zhì)分散為微小的膽鹽-脂質(zhì)膠束，增加脂質(zhì)的表面積，提高脂質(zhì)的消化和吸收效率。MFGM蛋白質(zhì)在胃酸和胰蛋白酶的作用下被部分降解，降解產(chǎn)物可以與脂質(zhì)-膽鹽膠束相互作用，形成膽鹽-蛋白質(zhì)復(fù)合物，這些復(fù)合物有助于穩(wěn)定脂質(zhì)膽鹽復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，促進蛋白質(zhì)的消化和吸收[107]。膽汁鹽還能與磷脂形成膠束，從液滴表面除去脂肪分解反應(yīng)產(chǎn)物，防止其生成表面屏障，而胰脂肪酶因其活性位點由分子覆蓋，只能通過與共脂肪酶和膠束物質(zhì)（如膽汁膠束）形成復(fù)合物而完全打開“分子蓋”，因此，膽汁鹽對于胰脂肪酶的活性發(fā)揮也具有一定的作用[108]。

2.3.2 胰脂肪酶

胰脂肪酶是水解乳脂主要的脂肪酶，PTL是成人腸道中的分解脂肪主要酶，而PLRP2和膽鹽刺激性脂肪酶（bile salt-stimulated lipase，BSSL）是嬰兒的關(guān)鍵脂肪酶，嬰兒腸道中胰脂肪酶活性低于成人，由于嬰兒長期攝入高脂肪的液態(tài)乳，母乳中含有的內(nèi)源性脂肪酶（主要是BSSL）彌補了低含量的胰脂肪酶和低濃度的膽汁鹽[109]。胃相中產(chǎn)生的部分游離脂肪酸促進了胰脂肪酶的活性，通過膽汁鹽的乳化，胰脂肪酶才能特異性水解脂質(zhì)，但不水解MUFAsn-2位的酯鍵，MUFA被小腸上皮細胞吸收，進而降低了鈣皂的形成，這也是富含OPO結(jié)構(gòu)脂嬰兒配方粉的設(shè)計依據(jù)[110]。膽鹽通過與MFGM上的磷脂分子相互作用，使脂質(zhì)分子從乳MFG中釋放出來，這種膽鹽-脂質(zhì)復(fù)合物的形成增加了脂質(zhì)分子的可溶性，使其更容易被胰脂肪酶水解[111]。此外，胰脂肪酶對位于sn-3位的長鏈N3型多不飽和脂肪酸，如DHA和二十碳五烯酸的水解能力顯著低于位于該位置其他類脂肪酸。PLA2主要負責將PC水解為2-溶血磷脂酰膽堿，在成人中，PLA2占胰腺脂肪分解酶的一小部分，因為脂肪酶大部分由BSSL和PTL組成，PLA2將TG水解成更多極性且具有表面活性的單?；字?，并釋放出大量的游離脂肪酸，將TG液滴轉(zhuǎn)化為更好的胰脂酶底物[112]。Garcia等[113]利用胰脂肪酶水解MFG，發(fā)現(xiàn)水解初期有延滯期的出現(xiàn)，SCFA比LCFA更容易被消化，尤其是超長鏈多不飽和脂肪酸，其消化速率和消化程度更低[89-99]。這是由于在消化過程中，在MFG與消化液的油水界面處附著SCFA，降低了膽汁鹽的競爭吸附作用，從而限制了胰脂肪酶與MFG相互接觸，阻礙了消化過程。在消化過程中，其釋放出來的MCFA和SCFA在多種鹽類和膽汁鹽的消化環(huán)境中表現(xiàn)出相對更好的親水效果，可以迅速地被膽汁鹽分子捕獲，更容易擴散到周圍的水相中，因此，在MFG油水界面預(yù)留更多的吸附位點，可以讓胰脂肪酶發(fā)揮持續(xù)吸附水解作用[114]。MFGM的結(jié)構(gòu)對內(nèi)部脂質(zhì)具有保護作用，膜的存在阻止了胰脂肪酶直接接觸到內(nèi)部的脂質(zhì)，從而減少了胰脂肪酶對胃黏膜和其他消化器官的損傷[115]。

2.3.3 胰蛋白酶

胰液進入十二指腸后，胰蛋白酶原被腸激酶激活成胰蛋白酶，具有活性的胰蛋白酶也可以使胰蛋白酶原活化，因此，胰蛋白酶在人體新陳代謝和消化過程中發(fā)揮不可替代的作用。膽汁鹽可從油-水界面處去除脂解產(chǎn)物，胰蛋白酶會進一步水解仍附著在脂質(zhì)液滴表面的殘留MFGM蛋白，由于胰蛋白酶具有較高的專一性，水解MFGM蛋白產(chǎn)生的較小肽和多肽可能具有比完整MFGM蛋白更低的表面活性[116]。胰蛋白酶在嬰兒胰液的含量占比可達到總蛋白酶活性的70%～80%，與成人相似，早產(chǎn)兒胰蛋白酶濃度低于同年齡足月嬰兒，然而，兩周大早產(chǎn)兒的胰蛋白酶濃度就已經(jīng)達到足月嬰兒的水平，表明新生早產(chǎn)兒有代償現(xiàn)象[117]。Vanderghem等[118]用胰蛋白酶和鏈霉蛋白酶E水解MFG，發(fā)現(xiàn)MFGM蛋白呈不對稱分布，使用二維凝膠電泳結(jié)合質(zhì)譜檢測水解之后殘留的MFGM蛋白，驗證酶對MFGM蛋白水解程度不同。BTN和ADPH可以被胰脂肪酶和非特異性酶E水解，而MUC1和XO/XDH對胰脂肪酶有抵抗作用，但能被非特異性蛋白酶E部分水解。Mather等[119]發(fā)現(xiàn)了胰蛋白酶催化完整的MFG和分離MFGM的速率不同，揭示膜蛋白在分離的膜中比在完整的MFG中更容易得到。

2.4 大腸發(fā)酵

MFG在口腔中被舌脂肪酶水解掉部分sn-3位酯鍵，釋放出sn-1,2 DG和游離脂肪酸。在胃的強酸性環(huán)境中，MFG蛋白質(zhì)被胃蛋白酶進一步水解，胃脂肪酶水解MFG上大部分極性脂和部分中性脂。小腸是MFG消化的主要部位。未消化和吸收的MFG最終進入大腸，被微生物發(fā)酵，產(chǎn)生氣體（氫、甲烷和二氧化二碳）和SCFAs。SCFAs以乙酸、丙酸和丁酸為主（90%～95%），戊酸、己酸和支鏈脂肪酸如異丁酸和異戊酸也有少量出現(xiàn)。支鏈脂肪酸來源于蛋白質(zhì)的分解而不是碳水化合物。SCFAs主要被結(jié)腸上皮細胞吸收，并被結(jié)腸細胞等不同組織細胞代謝，僅有5%～10%通過糞便排出。在大腸的門靜脈血液中，SCFAs的濃度較高，但在外周血中較低，因為它們在肝臟中被清除。除了為結(jié)腸細胞提供能量外，SCFAs還能酸化大腸環(huán)境，從而促進菌群對NH4+的吸收，并通過糞便清除，促進益生菌的生長，同時抑制病原體。它們還能維持腸道屏障功能，促進腸道免疫系統(tǒng)的發(fā)育。丙酸還能夠調(diào)節(jié)肝臟中的脂肪合成和膽固醇，并通過誘導(dǎo)胰高血糖素分泌和增加飽腹感抑制體質(zhì)量增加[120]。

3 結(jié)語

隨著對母乳成分深入的研究，MFGM逐漸應(yīng)用到嬰幼兒配方粉中，已在一些國家實現(xiàn)了商業(yè)化，借助先進高新的分析手段如蛋白互作分析技術(shù)、蛋白質(zhì)片段互補技術(shù)、染色體組及蛋白質(zhì)組學技術(shù)等，MFGM蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組分越來越多地得到了分離鑒定，人們對MFGM有了更加充分的了解[121-122]。MFGM的獨特組成和結(jié)構(gòu)以及在口腔和胃腸道良好的消化行為也使得MFGM成為研究熱點，此外，還需要進行更多的嚙齒動物實驗以確定嬰兒最佳生長和健康益處的有效MFGM攝入量，繼續(xù)深入挖掘MFGM在機體內(nèi)的作用機制，將科研成果不斷轉(zhuǎn)化，有助于推動嬰幼兒配方粉行業(yè)、食品行業(yè)，甚至醫(yī)藥行業(yè)的蓬勃發(fā)展，制造出更多的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。