何光華 李歸浦 周 兵 肖海龍 儲(chǔ)小軍 葉興乾
(1 浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院 杭州310058 2 貝因美嬰童食品股份有限公司 杭州310053 3 貝因美(杭州)食品研究院有限公司 杭州311106 4 杭州市食品藥品檢驗(yàn)研究院 杭州310022)
母乳是嬰兒的最佳主食,它富含多種人體必需脂肪酸、優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、低聚糖和免疫物質(zhì)等,與牛乳、羊乳等相比,不但營(yíng)養(yǎng)均衡,而且更有利于嬰兒的消化、吸收和利用,然而很大一部分嬰兒由于某些特殊原因無(wú)法進(jìn)行正常的母乳喂養(yǎng),這時(shí)作為母乳替代品的嬰兒配方乳粉就成為一種比較理想的選擇。對(duì)于嬰兒配方乳粉而言,母乳是黃金標(biāo)準(zhǔn),母乳化是終極目標(biāo),故首要的工作是母乳研究。脂肪作為母乳的重要組成部分,一直以來(lái)都是母乳研究的熱點(diǎn)之一。早在20 世紀(jì)60年代,國(guó)外就開(kāi)始著手對(duì)母乳脂肪的研究,到目前為止,不僅廣泛而深入地研究了不同地區(qū)、 不同泌乳期母乳的總脂肪酸組成[1-4],而且還于近年來(lái)重點(diǎn)研究了母乳脂肪的脂質(zhì)結(jié)構(gòu),包括甘油三酯和磷脂結(jié)構(gòu)的脂肪酸組成及位置分布[5-6],為嬰兒配方乳粉的脂質(zhì)母乳化研究奠定了基礎(chǔ)。與國(guó)外相比,國(guó)內(nèi)對(duì)母乳脂肪的研究起步較晚 (始于20 世紀(jì)90年代),雖然也有一些報(bào)道[7-10],但這些研究均只注重對(duì)母乳總脂肪酸組成的分析,而很少涉及對(duì)母乳脂質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析,嚴(yán)重影響了我國(guó)嬰兒配方乳粉的脂質(zhì)母乳化,特別是脂質(zhì)結(jié)構(gòu)母乳化的研究進(jìn)程。
本文以我國(guó)滬浙地區(qū)乳母為對(duì)象,比較研究了不同泌乳期(0~1,1~3,3~6,6~12月)母乳的總脂肪酸、甘油三酯sn-2 位脂肪酸和磷脂脂肪酸組成,并著重對(duì)脂肪酸在母乳甘油三酯結(jié)構(gòu)上的位置分布特點(diǎn)進(jìn)行分析,為我國(guó)嬰兒配方乳粉的脂質(zhì)母乳化研究提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。
母乳:取自滬浙地區(qū)不同泌乳期乳母。
試劑:甲醇、正己烷、甲酸、氯仿等色譜純?cè)噭掖?、乙醚、石油醚、丙酮、氨水、三氟化?乙醚溶液等分析純?cè)噭?7 種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品,美國(guó)Nu-Chek 公司;胰蛋白酶,美國(guó)Sigma-Aldrich 公司。
7890A 型氣相色譜儀 (帶FID 檢測(cè)器和Supeclo 2560 型色譜柱),美國(guó)Agilent 公司。
1.3.1 母乳樣本采集 采集對(duì)象:母乳樣本采集對(duì)象為上海和浙江地區(qū)0~1,1~3,3~6,6~12月泌乳期乳母,根據(jù)納入標(biāo)準(zhǔn):(1)健康、足月、初產(chǎn)、單胎;(2)采用母乳喂養(yǎng);(3)無(wú)抽煙、飲酒等不良生活習(xí)慣;(4)無(wú)貧血等嚴(yán)重營(yíng)養(yǎng)性疾病及惡性消耗性疾??;(5)無(wú)糖尿病、高血壓等慢性疾?。唬?)近期無(wú)服用營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑等;共征集乳母230 例,其中0~1月泌乳期乳母45 例,1~3月75 例,3~6月64例,6~12月46 例。
采集方法:所有母乳樣本均采用自動(dòng)吸乳器單側(cè)乳房收集,收集時(shí)間為早上9:00~12:00,收集量為20 mL 以上。收集到的母乳樣本立即分裝到5 個(gè)5 mL 凍存管中,然后放至-80 ℃低溫冰箱中以備脂肪酸檢測(cè)分析。
1.3.2 母乳脂肪酸檢測(cè)分析 母乳脂肪提?。翰捎冒彼?乙醇提取法,具體步驟見(jiàn)GB5413.27-2010 第二法脂肪提取部分。
母乳甘油三酯sn-2 位脂肪酸制備:稱取母乳脂肪20 mg 于10 mL 試管中,加入2 mL 1 mol/L Tris-HCL 緩沖液,0.2 mL 2.2%氯化鈣水溶液,0.5 mL 1 g/L 膽酸鈉水溶液,混合均勻,在40 ℃下水浴1 min,再加入胰脂肪酶20 mg,混勻后繼續(xù)水浴3 min,冷卻并添加6 mol/L HCL 溶液1 mL 和2 mL 乙醚,混勻,4 000 r/min 離心5 min,取1 mL 上清液45 ℃下氮?dú)獯蹈?,加? mL 正己烷溶解,得酶解產(chǎn)物。依次用5 mL 丙酮和正己烷活化氨基柱(500 mg/6 mL),將酶解產(chǎn)物上樣,用丙酮∶正己烷=15 ∶85(體積比)5 mL 淋洗,丙酮:正己烷=50 ∶50(體積比)5 mL 洗脫,收集洗脫液,45 ℃下氮?dú)獯蹈?,得甘油三酯sn-2 位脂肪酸備用。
母乳磷脂脂肪酸制備:稱取母乳脂肪100 mg,加入100 μL 氯仿/甲醇溶液溶解,點(diǎn)樣于薄層板,并在展開(kāi)缸中采用脂類展開(kāi)劑:石油醚/乙醚/甲酸=85 ∶15 ∶2(體積比)展開(kāi)。展開(kāi)后風(fēng)干,刮下磷脂層于試管中,加入5 mL 氯仿/甲醇溶液溶解,渦 旋2 min,超 聲5 min 后,2 100 r/min 離 心5 min。取上清液45 ℃下氮?dú)獯蹈?,得磷脂脂肪酸備用?/p>
母乳脂肪酸甲酯化:分別取制備得到的母乳總脂肪酸、 甘油三酯sn-2 位脂肪酸和磷脂脂肪酸,加入0.7 mL 1 mol/L 的氫氧化鉀/甲醇溶液,混勻,置于60 ℃水浴中振蕩3 min,待冷卻至室溫,加入1 mL 14%的三氟化硼/乙醚溶液,混勻,置于50 ℃烘箱中反應(yīng)15 min,待冷卻至室溫,加入2 mL 飽和NaCl 溶液和1 mL 正己烷,混勻,4 000 r/min 離心5 min,取上清液進(jìn)氣相色譜檢測(cè)。
母乳脂肪酸氣相色譜檢測(cè):脂肪酸的分離檢測(cè)采用氣相色譜法,檢測(cè)條件為色譜柱:Supeclo 2560(100 m×0.25 mm×0.20 μm),進(jìn)樣口溫度:240℃,分流比:10 ∶1,進(jìn)樣量:1 μL,程序升溫:初始溫度60 ℃(保持2 min),以15 ℃/min 升至100 ℃,再以3 ℃/min 升至230 ℃(保持18 min),載氣(N2)流速:1.0 mL/min;檢測(cè)器溫度:250℃;氫氣流速:40 mL/min;空氣流速:400 mL/min。
母乳脂肪酸定性與定量分析:脂肪酸的定性通過(guò)與脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品的氣相圖譜比較得出,脂肪酸的定量采用面積歸一法得出。
所有數(shù)據(jù)均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示,各組數(shù)據(jù)間的顯著性差異采用單因素方差分析 (ANOVA)方法得出,所用統(tǒng)計(jì)都在SPSS16.0 軟件中實(shí)現(xiàn)。
不同泌乳期母乳總脂肪酸和甘油三酯sn-2位脂肪酸組成分別見(jiàn)表1和2,從表中可以看出,中鏈飽和脂肪酸(MCSFA)、飽和脂肪酸(SFA)、單不飽和脂肪酸(MUFA)和多不飽和脂肪酸(PUFA)在母乳總脂肪酸中的含量分別為7.45%~10.45%、34.42%~36.79%、35.91%~41.22%、23.63%~27.56%,而在母乳甘油三酯sn-2 位脂肪酸中的含量分別為10.13%~14.47%、64.99%~66.10%、22.80%~23.78%、10.19%~10.65%。不管是母乳總脂肪酸還是甘油三酯sn-2 位脂肪酸,C12:0、C14:0和C16:0、C18:0均是最主要的MCSFA 和SFA,C18:1n-9是含量最高的MUFA,而n-6 PUFA 和n-3 PUFA均主要由C18:2n-6(LA)、C20:4n-6(ARA) 和C18:3n-3(ALA)、C22:6n-3(DHA)組成。在母乳總脂肪酸中,n-6/n-3、LA/ALA、ARA/DHA 的比例分別為10.56~15.59、12.71~20.38、1.21~1.63,而在母乳甘油三酯sn-2 位脂肪酸中的比例分別為5.13~9.61、12.02~25.91、1.29~1.44。
就母乳總脂肪酸組成而言,隨著泌乳期的延長(zhǎng),C12:0、C14:0和MCSFA含量呈逐漸升高的趨勢(shì),C18:1n-9、MUFA、ARA 和DHA 含量呈先顯著降低而后趨于相對(duì)穩(wěn)定的趨勢(shì),LA、ALA、PUFA、n-6 PUFA 和n-3 PUFA 含量呈先逐漸升高而后降低的趨勢(shì),n-6/n-3 和LA/ALA 比例呈先保持穩(wěn)定而后顯著升高的趨勢(shì),而C16:0、C18:0和SFA 含量以及ARA/DHA 比例在不同泌乳期母乳中均沒(méi)有顯著性差異。就母乳甘油三酯sn-2 位脂肪酸組成而言,隨著泌乳期的延長(zhǎng),C12:0、C14:0、MCSFA、LA 以及n-6/n-3、LA/ALA 比例呈逐漸升高的趨勢(shì),ALA、ARA、DHA、n-3 PUFA 含量呈先顯著降低而后趨于相對(duì)穩(wěn)定的趨勢(shì),而C16:0、C18:0、SFA、C18:1n-9、MUFA、PUFA、n-6 PUFA 含量以及ARA/DHA 比例在不同泌乳期母乳中均沒(méi)有顯著性差異。
表1 不同泌乳期母乳總脂肪酸組成比較(%)Table1 Comparison of fatty acid composition in total lipids of breast milk during different lactation periods (%)
(續(xù)表1)
表2 不同泌乳期母乳甘油三酯sn-2 位脂肪酸組成比較(%)Table2 Comparison of fatty acid composition in triglyceride sn-2 position of breast milk during different lactation periods (%)
(續(xù)表2)
鑒于母乳中98%以上的脂肪是以甘油三酯形式存在[11-12],因此母乳總脂肪酸組成可以近似作為甘油三酯總脂肪酸組成。本研究基于上述前提,以母乳總脂肪酸和甘油三酯sn-2 位脂肪酸組成為基礎(chǔ),通過(guò)公式[12]:
得出了不同泌乳期母乳各主要脂肪酸在甘油三酯結(jié)構(gòu)中的位置分布,具體見(jiàn)圖1和圖2。從圖1中可以看出,結(jié)合在母乳甘油三酯sn-2 位上的MCSFA 和SFA 占比分別高達(dá)44.5%~46.2%和59.7%~62.9%,而MUFA 和PUFA 占比卻只有19.2%~21.4%和12.6%~14.9%。具體到幾種最主要的脂肪酸單體(圖2),結(jié)合在母乳甘油三酯sn-2 位 上 的C12:0、C16:0、ARA 和DHA 占 比 分 別 達(dá) 到51.1%~64.9% 、71.3%~75.6% 、51.2%~53.9% 和56.6%~57.7%,而C18:1n-9、LA 和ALA 占比卻只有18.5%~20.5%、10.5%~11.6%、8.1%~15.1%。除了C12:0和ALA 以外,大部分主要脂肪酸包括MCSFA、SFA、MUFA、PUFA、C16:0、C18:1n-9、LA、ARA 和DHA 在母乳甘油三酯結(jié)構(gòu)中的位置分布相對(duì)穩(wěn)定,其結(jié)合在sn-2 位上的占比隨泌乳期的延長(zhǎng)幾乎沒(méi)有變化。
不同泌乳期母乳磷脂脂肪酸組成見(jiàn)表3,從表中可以看出,MCSFA、SFA、MUFA 和PUFA 的含量分別為8.61%~14.61%、78.13%~82.44%、7.09%~9.14%、9.98%~13.45%,n-6/n-3 的比例為4.97~8.60。隨著泌乳期的延長(zhǎng),C12:0、C14:0、MCSFA、LA、ALA 含量以及n-6/n-3 比例呈逐漸升高的趨勢(shì),C16:0和SFA 含量呈先穩(wěn)定而后顯著下降的趨勢(shì),PUFA 和n-6 PUFA 含量呈先穩(wěn)定而后顯著升高的趨勢(shì),n-3 PUFA、ARA 和DHA 含量呈先顯著降低而后趨于相對(duì)穩(wěn)定的趨勢(shì),而C18:0、C18:1n-9和MUFA 含量在不同泌乳期母乳中均沒(méi)有顯著性差異。
圖1 不同泌乳期母乳中各類脂肪酸結(jié)合在甘油三酯sn-2 位上的占比Fig.1 The ratios of MCSFA,SFA,MUFA and PUFA esterified in triglyceride sn-2 position of breast milk during different lactation periods
圖2 不同泌乳期母乳中各種主要脂肪酸結(jié)合在甘油三酯sn-2 位上的占比Fig.2 The ratios of C12:0,C16:0,C18:1n-9,LA,ALA,ARA and DHA esterified in triglyceride sn-2 position of breast milk during different lactation periods
表3 不同泌乳期母乳磷脂脂肪酸組成比較(%)Table3 Comparison of fatty acid composition in phospholipids of breast milk during different lactation periods (%)
截至目前,盡管國(guó)內(nèi)也有一些針對(duì)不同泌乳期母乳脂肪酸組成的研究報(bào)道,但是這些報(bào)道所涉及的母乳樣本泌乳期大多在6 個(gè)月之內(nèi)[8-10],難以為不同階段(0~6月和6~12月)嬰兒配方乳粉的脂質(zhì)母乳化研究提供足夠的數(shù)據(jù)支撐。相比之下,本研究所采集的母乳樣本同時(shí)包含了0~1,1~3,3~6,6~12月,4 個(gè)不同的泌乳期,因此更有利于直接指導(dǎo)不同階段嬰兒配方乳粉的脂質(zhì)母乳化研究。
就母乳總脂肪酸組成而言,與歐美國(guó)家相比,本研究母乳中的PUFA、LA、ALA、ARA 和DHA 含量明顯較高,而MCSFA 和SFA 含量相對(duì)較低[2,13-14];與日本、馬來(lái)西亞等沿海島國(guó)相比,本研究母乳中的ARA 和DHA 含量相對(duì)較低[6,15]。這可能與乳母的飲食習(xí)慣不同相關(guān),歐美國(guó)家乳母的日常飲食以富含MCSFA 和SFA 的動(dòng)物性食品為主,我國(guó)乳母的脂肪酸攝入主要來(lái)源于烹飪食物用的各種富含LA 和ALA 的植物油,而日本、馬來(lái)西亞等沿海島國(guó)乳母日常飲食中攝入了更多富含ARA 和DHA 的海產(chǎn)品。盡管不同國(guó)家母乳的總脂肪酸組成有所差異,但是大部分主要脂肪酸隨泌乳期延長(zhǎng)的變化趨勢(shì)基本相似:MCSFA、C12:0和C14:0含量逐漸升高,LA、ALA 和PUFA 含量先升高后下降,ARA 和DHA 含量先顯著下降而后趨于穩(wěn)定,而SFA、C16:0和C18:0含量幾乎沒(méi)有變化。這種相似的變化趨勢(shì)主要與乳母以及嬰兒在不同時(shí)期的生理特點(diǎn)和需求相關(guān)[9-10,16]。
除了母乳總脂肪組成以外,母乳脂肪酸在甘油三酯結(jié)構(gòu)上的位置分布也一直是備受科學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)之一。近年來(lái),國(guó)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了重點(diǎn)研究,相比之下,國(guó)內(nèi)在這方面的研究很少。本研究顯示,滬浙地區(qū)母乳脂肪中MCSFA、SFA、C12:0、C16:0、ARA 和DHA主要結(jié)合在甘油三酯sn-2 位上,而MUFA、C18:1n-9、PUFA、LA 和ALA 主要分布在甘油三酯sn-1,3 位上,且?guī)缀醪浑S泌乳期的變化而變化,其結(jié)果與國(guó)外母乳基本相似[5,17-18]。母乳這種相對(duì)穩(wěn)定的特殊甘油三酯結(jié)構(gòu)非常有利于嬰兒對(duì)脂肪酸、 礦物質(zhì)以及脂溶性維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收[12]。研究表明,甘油三酯進(jìn)入嬰兒體內(nèi)后,首先必須經(jīng)過(guò)體內(nèi)胰脂酶的水解,水解產(chǎn)物分別是sn-2 位單甘酯和sn-1,3 位游離脂肪酸,其中sn-2 位單甘酯容易與膽汁酸形成乳糜微粒而直接被腸黏膜吸收,sn-1,3 位游離脂肪酸中,不飽和脂肪酸也能被機(jī)體吸收,而飽和脂肪酸特別是長(zhǎng)鏈飽和脂肪酸如C16:0和C18:0,容易與鈣和鎂等礦物質(zhì)形成不溶性的皂化物而無(wú)法被機(jī)體吸收,這不僅會(huì)造成飽和脂脂肪酸和鈣、鎂的流失,同時(shí)還會(huì)使嬰兒產(chǎn)生便秘問(wèn)題[19-20]。另有研究顯示,與脂肪酸隨機(jī)分布的甘油三酯相比,DHA 和ARA 主要結(jié)合在sn-2 位上的特殊甘油三酯更有利于機(jī)體對(duì)DHA 和ARA 的吸收利用[21]。
磷脂作為母乳脂肪中的第二大類脂質(zhì),雖然只占母乳總脂肪的1.0%~1.5%,但卻是嬰兒生長(zhǎng)發(fā)育所必需的基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。脂肪酸特別是長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸(DHA 和ARA)在母乳磷脂中的含量與嬰兒大腦和視力的快速發(fā)育直接相關(guān)。然而,截至目前,國(guó)外關(guān)于母乳磷脂脂肪酸組成的研究很少,而國(guó)內(nèi)幾乎是空白。本研究顯示,母乳磷脂脂肪酸中的ARA 和DHA 含量分別為0.70%~1.19%、0.82%~1.41%,盡管不同泌乳期之間有所差異,但均顯著高于其在母乳總脂肪酸中的含量(0.54%~0.80%、0.38%~0.62%),結(jié)果與國(guó)外母乳相似[6,14],這種脂質(zhì)脂肪酸組成模式更有利于促進(jìn)嬰兒大腦和視力的快速發(fā)育。已有研究表明,結(jié)合在磷脂上的DHA 和ARA 比結(jié)合在甘油三酯上的更容易被嬰兒吸收和利用[21]。
通過(guò)對(duì)我國(guó)滬浙地區(qū)不同泌乳期母乳總脂肪酸、甘油三酯sn-2 位脂肪酸和磷脂脂肪酸的組成及分布研究,得出:(1)除飽和脂肪酸(不包括中鏈)以外,母乳中大部分主要脂肪酸的含量均隨泌乳期的變化而變化,且變化趨勢(shì)與國(guó)內(nèi)外其它母乳研究結(jié)果基本相似;(2)母乳脂肪酸中,大部分飽和脂肪酸(包括中鏈)主要結(jié)合在甘油三酯sn-2位上,而不飽和脂肪酸(ARA 和DHA 除外)主要分布在甘油三酯sn-1,3 位上,且分布比例相對(duì)穩(wěn)定,幾乎不隨泌乳期的延長(zhǎng)而變化;(3)不管泌乳期如何變化,母乳磷脂脂肪酸中的DHA 和ARA含量始終顯著高于其在母乳總脂肪酸中的含量;(4) 鑒于母乳脂肪酸在甘油三酯和磷脂結(jié)構(gòu)中的特殊分布,嬰兒配方乳粉脂質(zhì)母乳化研究不僅要關(guān)注對(duì)母乳總脂肪酸組成的模擬,更應(yīng)該注重對(duì)母乳甘油三酯結(jié)構(gòu)脂肪酸分布以及磷脂脂肪酸組成的模擬。