◎ 康巧娟，華家才，李琳瑤，趙文星，熊麗娜，孔 迎，儲小軍（貝因美（杭州）食品研究院有限公司，浙江 杭州 311106）

母乳被公認為嬰兒營養(yǎng)的黃金標準，母乳中碳水化合物（主要是乳糖）含量約為6.9%～7.2%、脂肪含量約為3%～5%、蛋白質含量約為0.8%～0.9%、礦物質含量約為0.2%，母乳中還有其他生物活性物質。母乳中的脂肪是嬰兒成長所需的主要能量來源，母乳脂肪為嬰兒生長發(fā)育提供的膳食能量約占40%～55%[1]。

母乳中脂肪在乳清相中以脂肪球的形態(tài)結構穩(wěn)定存在，并呈現(xiàn)不均勻的分散狀態(tài)。包裹母乳脂肪球的是一種復雜的蛋白質-磷脂3層膜結構，這種結構不但對維持乳液的穩(wěn)定有重要作用,而且可以為嬰兒消化系統(tǒng)健康、免疫系統(tǒng)發(fā)育及中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育提供特定的功能[2]。

在母乳分泌過程中，乳脂通過乳腺細胞以獨特的方式分泌，由哺乳期乳腺泡內的特定細胞進行。脂肪在內質網(wǎng)上合成，在內質網(wǎng)膜的內外磷脂單分子層之間匯聚成滴。隨著液滴的變大，兩個單分子層逐漸分離，最終斷開，包裹液滴并形成磷脂單分子層囊泡，能夠在水溶性的細胞質中分散。這些脂肪滴遷移到細胞頂膜，細胞質膜隨之包封液滴并與其一起被排出，此時脂肪滴被額外的磷脂雙分子層包被，乳脂肪球因此被釋放進入乳腺腔內，直徑均為3～6 μm。脂肪球被3層磷脂層包裹，磷脂層中鑲嵌有蛋白質、糖類和脂質，脂質主要由乳腺細胞膜提供，這個結構被稱為乳脂肪球膜（MFGM）[3]。

隨著對母乳成分研究的不斷深入，乳脂肪球膜（MFGM）逐漸得到關注，其應用范圍擴展到嬰幼兒配方奶粉中。在接近母乳的嬰幼兒配方粉的研究中，越來越多的研究集中在“精準添加、精準模擬”上，以期實現(xiàn)嬰幼兒配乳粉具有類似母乳的營養(yǎng)作用，提供滿足嬰幼兒早期腦部神經(jīng)發(fā)育和認知、免疫系統(tǒng)、生長發(fā)育、腸道健康的營養(yǎng)物質。

1 乳脂肪球膜（MFGM）結構及成分

1.1 乳脂肪球膜（MFGM）結構

乳脂肪球膜包裹在乳脂肪球外，將乳中脂肪和乳清分隔開，防止乳中脂肪滴的聚集與相互融合，也防止了乳中脂肪與酶的接觸，是穩(wěn)定的具有生物活性的膜[4-5]。乳脂肪球膜所含的極性脂質、蛋白質和糖蛋白引起的靜電排斥和空間排斥作用可以防止脂肪球在牛奶中的聚集和融合，有助于保持脂肪球的物理穩(wěn)定性。乳脂肪球膜厚度約為10～20 nm，乳脂肪球膜重量估計占乳脂肪球總重量的2%～6%，主要由許多生物活性分子組成，如極性磷脂（約占MFGM的20%以上，主要為甘油三酯和磷脂）、糖蛋白（占MFGM的20%～60%，如嗜乳脂蛋白和跨膜蛋白）、膽固醇、酶（如黃嘌呤氧化酶和γ谷?；D肽酶）以及其他微量活性物質組成[5-6]。蛋白質和極性脂質合計占MFGM干重的90%以上。母乳中的磷脂主要存在于乳脂肪球膜上，乳脂肪球膜的主要成分是磷脂。

乳脂肪球膜的結構由內脂核產(chǎn)生的非極性環(huán)境形成磷脂雙分子層外膜和具有表面活性的內部單層膜共3層膜組成，均為極性磷脂骨架，膜的極性頭形成親水區(qū)，而碳氫化合物尾端在雙分子層的中心形成一個疏水區(qū)（外部雙分子層膜）或連接甘油三酯核心（內部單層膜）。內層膜電子密度較高，由蛋白質和極性脂組成，其中磷脂主要為磷脂酰肌 醇（Phosphatidylinositol，PI）和 磷 脂 酰 絲 氨 酸（Phosphatidylserine，PS）[7]。外部雙分子層膜的內層主要是磷脂酰乙醇胺（Phosphatidylethanolamine，PE），外層主要是磷脂酰膽堿（Phosphatidylcholine，PC）和鞘磷脂（Sphingomyelin，SM）。MFGM的外層雙分子層膜分兩個脂相區(qū)[8]：液態(tài)有序區(qū)和液態(tài)無序區(qū)。液態(tài)有序區(qū)又稱脂閥域，磷脂雙分子層膜上的某些SM與膽固醇相互作用，緊密排列形成一個特定的液體有序化的區(qū)域；液態(tài)無序區(qū)由甘油磷脂（PE、PC、PI、PS）組成，排列較為松散[9]。

乳脂球膜（MFGM）與乳脂球周圍的膜及其相關物質有關。乳脂肪球微滴的核心含有三酰甘油。表面包裹材料含有膽固醇和磷脂,如鞘磷脂和磷脂酰膽堿、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、脂蛋白、糖蛋白和酶，如黃嘌呤氧化酶和γ-谷?；D肽酶等。乳脂肪球膜對人體健康的營養(yǎng)價值不容忽視。

1.2 乳脂肪球膜（MFGM）成分

1.2.1 乳脂肪球膜（MFGM）蛋白質

母乳中的蛋白質，大致歸納為3大類，乳清蛋白、酪蛋白、乳脂肪球膜蛋白[1]。MFGM蛋白占總乳蛋白的1%～2%，MFGM蛋白占MFGM質量的25%～70%[10]。通過蛋白質組學分析已經(jīng)確定了具有多種功能的200多種蛋白質[11]。由于MFGM蛋白的成分和性質可能與乳脂肪的分泌有很大關系。MFGM蛋白質與膜結合分為多種方式，分別為外周蛋白、整合蛋白和在MFGM上松散附著蛋白質。其中的外周蛋白是數(shù)量最多的膜蛋白組分，它松散結合在膜上，執(zhí)行著重要生理功能。嗜乳脂蛋白（BTN）是人、牛和牦牛MFGM中最豐富的蛋白質[12]。嗜乳脂蛋白（BTN）占牛乳總蛋白質量超過40%，在牛乳中，黃嘌呤氧化還原酶（XDH/XO）約占蛋白質的12%，其他MFGM蛋白質還包括CD36、非糖化蛋白脂肪酸結合蛋白、黏液素（MUC1）脂肪滴結合蛋白（ADPH）、阮間質蛋白胨等[13]。

這些蛋白質主要是吸附在脂肪球的表面。MFGM蛋白主要包括與脂肪分化相關蛋白及具有免疫、信號傳導、蛋白質運輸、脂質代謝和細胞周期附著功能相關的蛋白。作為MFGM的主要組成成分，MFGM蛋白含量僅占總乳蛋白的1%～2%，和其他乳蛋白成分相比，MFGM蛋白在機體內具有不同的生物學活性且生物學活性更為復雜[14]。乳脂球膜蛋白中的脂肪酸結合蛋白（FABP）在低濃度條件下能夠抑制乳腺癌細胞增殖。經(jīng)過層析純化的黃嘌呤氧化還原酶可以抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌的生長[15-16]，在胃腸道內具有抗菌的作用。

1.2.2 乳脂肪球膜（MFGM）磷脂

雖然MFGM只占母乳中總脂肪球大約2%～6%的比例，但其豐富的磷脂含量占了母乳總磷脂的60%～70%[2]。乳脂肪球膜中磷脂分布模式類似于乳腺的質膜，鞘磷脂與磷脂酰膽堿的比例高于胞內膜。甘油磷脂和神經(jīng)鞘磷脂（SM）為母乳中存在的主要極性磷脂成分，甘油磷脂在甘油主鏈在sn-1和sn-2位上被兩種脂肪酸酯化，sn-3位上為帶不同基團的磷酸殘基，如磷脂酰絲氨酸（PS）、磷脂酰膽堿（PC）、磷脂酰肌醇（PI）和磷脂酰乙醇胺（PE）。鞘磷脂（SM），其特征在于長鏈鞘氨醇堿，其中氨基與脂肪酸連接，并與磷酰膽堿頭基酯化。甘油磷脂和鞘脂都是兩親分子，有一個疏水的尾部和親水性的頭部基團。

不同組成和結構的磷脂在機體內具有重要的功能作用。研究顯示，磷脂酰膽堿（PC）具有干預肝臟疾病的方面有一定療效[17]；磷脂酰絲氨酸（PS）在大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育發(fā)展方面有不可或缺的作用[18]，通過日常飲食使用磷脂酰絲氨酸具有改善人認知能力的作用[19]；磷脂酰肌醇（PI）和磷脂酰乙醇胺（PE）可以在降低膽固醇水平上有重要作用[20-21]；哺乳動物專有的磷脂-神經(jīng)鞘磷脂（SM），可參與機體的炎癥反應[22]及泌乳期幼崽腸道的成熟[23]；此外，甘油骨架的sn-1位上含有一種烯醚鍵磷脂為縮醛磷脂（Plasmalogen，PLAS），其作為哺乳動物特有的磷脂，是多不飽和脂肪酸的收存庫，縮醛磷脂具體可以調節(jié)質膜的流動性的作用，縮醛磷脂也可作為內源性的抗氧化劑起到減少細胞的氧化應激反應的作用，并與細胞信號的傳導過程有關[24-25]。

2 乳脂肪球膜（MFGM）檢測

目前，高效液相色譜（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）、薄 層 色 譜（Thin Layer Chromatography，TLC）以及核磁共振磷譜（31P Nuclear Magnetic Resonance，31P-NMR）為常用的磷脂的測定方法。

2.1 乳脂肪球膜（MFGM）的TLC檢測

薄層色譜（TLC）是一種磷脂定性定量檢測方法，這種方法作為非常重要和普遍的檢測方法，其設備投入少、簡單、分離結果直觀，且設備的多維板適用于所有類型的流動相。TLC采用噴熒光劑對未知脂質進行定性、可視化、光密度掃描、最終得到定量結果，但定量結果相對于其他方法，精準度較低，需進行謹慎和規(guī)范操作。薄層色譜（TLC）檢測方法主要是用于定性和半定量檢測。因為薄層色譜（TLC）檢測法的操作步驟較為復雜，該方法應進行嚴格的驗證和標準化，批量樣品的檢測不太適合采用此方法[26]。

分析研究結果顯示，乳脂肪球膜中的兩種極性脂質可以通過利用二維薄層色譜獲取結果的主要組成部分包括卵磷脂（蛋黃素，約占35%）、神經(jīng)鞘磷脂（約占25%）、磷脂酰乙醇胺（約占30%）、磷脂酰絲氨酸（約占3%）、磷脂酰肌醇（約占5%）和中性鞘糖脂，有微量乳糖?；拾贝迹↙acCer）、神經(jīng)節(jié)苷酯（Gang）等的存在[27]。

2.2 乳脂肪球膜（MFGM）的HPLC檢測

高效液相色譜（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）是一種磷脂定性定量的檢測方法，近年來的應用較為廣泛。HPLC檢測方法是一種快速檢測方法，且不破壞樣品。該方法是植物來源的樣品中磷脂檢測最主要的檢測方法，因為乳液中存在PS和SM，而植物樣品中一般不存在，因此該檢測方法對乳液樣品的檢測不適用[26]。乳液中的磷脂的檢測使用高效液相色譜和其他檢測器聯(lián)用的方法。采用蒸發(fā)光散射檢測器（Evaporative Light-Scattering Detector，ELSD）或紫外檢測器（Ultraviolet Detector，UVD）來測定磷脂種類，然后通過各種標品進行定性定量檢測。?；滐柡投群烷L度對紫外檢測器（UVD）信號有一定影響，即峰的響應值可能受樣品磷脂與磷脂標樣間的差異的影響，而造成結果的偏差[28]。蒸發(fā)光散射檢測器（ELSD）檢測器雖然克服了樣品與標樣差異影響的缺點，但卻受限于識別潛能和選擇性低。

高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測器聯(lián)用是廣泛使用的檢測方法，蒸發(fā)光散射檢測器能與大多數(shù)的溶劑匹配，且?；湹娘柡投群烷L度對設備信號基本無影響等優(yōu)勢。該聯(lián)用檢測器卻受限于可選擇少、識別度低和非線性分析[29]。

2.3 乳脂肪球膜（MFGM）的P-NMR檢測

近年來，乳液體系中磷脂組分的檢測也逐漸開始使用核磁共振磷譜（31P-NMR）。31P-NMR圖譜上能夠對含磷組分顯現(xiàn)出峰，而檢測不到不含磷脂的組分。核磁共振磷譜（31P-NMR）主要檢測原理是根據(jù)磷原子所連基團影響其分子環(huán)境，從而使得各含磷組分在磁場中具有不同的化學位移，不同的含磷組分會呈現(xiàn)其獨特的信號，從而對復雜樣品中的含磷組分進行分離鑒定。樣品中含磷物的濃度也直接與31P-NMR譜圖上的峰面積呈正比。核磁共振磷譜法的優(yōu)點是受干擾小，樣品預處理簡單，檢測快速、檢測準確度高等。但該技術具有需要較高的操作技巧、高分辨率的設備投資成本高等缺點。目前，母乳磷脂組成的測定利用核磁共振磷譜（31P-NMR）的研究較少[30]。

31P-NMR檢測方法是以EDTA（1%，質量濃度），膽酸鈉（10%，質量濃度）和磷酰甲基甘氨酸（內標）3者共同構成洗滌體系，以該體系來分離鑒定不同乳制品中的磷脂組分。通過對31P-NMR檢測方法與2D-TLC和HPLC兩種檢測手段進行對比，得出31P-NMR是一種有效的磷脂檢測手段，具有預處理簡便且快速分析的優(yōu)勢。用31P-NMR檢測方法測得乳液磷脂酰絲氨酸（PS）、磷脂酰膽堿（PC）、磷脂酰肌醇（PI）、磷脂酰乙醇胺（PE）、神經(jīng)鞘磷脂（SM）和二氫鞘磷脂為主要磷脂組分[27]。應用31P-NMR檢測方法分析不同哺乳動物乳中的磷脂組成與含量，得出CDCl3、甲醇和Cs-CDTA溶劑體系下的檢測的最優(yōu)條件為溫度為5 ℃（馬乳）和25 ℃（其他乳），pH為7.7，且乳磷脂的檢測不受乳制品中TAG的影響[31]。31P-NMR在乳制品行業(yè)的應用中是一種有效的磷脂檢測手段。

3 乳脂肪球膜（MFGM）在嬰幼兒配方乳粉中的應用

近幾年，嬰幼兒配方奶中添加乳脂球膜（MFGM）補充劑的營養(yǎng)作用的研究文獻增多。MFGM在母乳中有著重要的作用，能促進嬰幼兒的大腦發(fā)育并提升認知能力，改善代謝、減少胃腸道感染和提高免疫力。

3.1 乳脂肪球膜（MFGM）促進大腦發(fā)育并提升認知能力的研究

磷脂酰絲氨酸（PS）、磷脂酰膽堿（PC）、磷脂酰肌醇（PI）、磷脂酰乙醇胺（PE）和神經(jīng)鞘磷脂（SM）這5大對人體有重作用的磷脂是腦磷脂群主要磷脂。腦磷脂群是大腦結構的構成成分，也是神經(jīng)元生長的必備物質，對大腦信息調控和維持神經(jīng)信息的傳導有著不可或缺的作用。

研究發(fā)現(xiàn)，健康足月嬰兒食用添加牛乳脂肪球膜（bMFGM）和乳鐵蛋白的嬰配乳粉,與食用標準嬰兒配方乳粉相比，神經(jīng)發(fā)育和語言學習均得到改善[32]；24周以內嬰兒食用的嬰兒配方乳粉中加入神經(jīng)節(jié)苷脂（含量為11～12 μg·mL-1），食用后發(fā)現(xiàn)能夠增加手眼協(xié)調性、操作智商和常規(guī)智商的分數(shù)。說明嬰兒配方乳粉中加入神經(jīng)節(jié)苷脂有利于0～6月齡嬰兒認知能力的發(fā)育，添加神經(jīng)節(jié)苷脂嬰兒配方乳粉也可能會提高血清神經(jīng)節(jié)苷脂水平[33]；用添加了乳脂肪球膜的低能量低蛋白配方乳粉和標準配方乳粉分別喂養(yǎng)低于8周內的嬰兒至6個月，與母乳喂養(yǎng)嬰兒進行對照，結果證明喂養(yǎng)添加乳脂肪球膜奶粉和母乳喂養(yǎng)的嬰兒在認知發(fā)育方便的差別逐漸縮小[34]。

3.2 乳脂肪球膜（MFGM）對進腸道健康影響的研究

某些神經(jīng)節(jié)甘脂能夠抑制細菌。研究者在奶粉中添加神經(jīng)節(jié)甘脂（總濃度為1.43 mg/100 kcal）測試對早產(chǎn)兒的糞便微生物群的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，哺喂添加神經(jīng)節(jié)甘脂配方奶粉的嬰兒糞便的大腸桿菌相對含量顯著低于哺喂對照配方奶粉的嬰兒，出生后7日齡差異尤為顯著（P＜0.001），且出生后30日齡，喂養(yǎng)添加神經(jīng)節(jié)甘脂的配方奶粉的嬰兒糞便的雙歧桿菌計數(shù)較高（P＜0.05）。由此推斷，母乳中存在的神經(jīng)節(jié)甘脂濃度可以顯著改善腸道菌群[35]。

ZAVALETA等的研究對象為6個月到11個月的嬰兒，樣本量為550，連續(xù)6個月每天喂哺配方乳粉40 g，蛋白質來源分別為乳脂肪球膜蛋白（實驗組）或脫脂乳蛋白（對照組），結果發(fā)現(xiàn)，實驗組與對照組在血清鐵蛋白指標、鋅指標及葉酸指標方面無顯著差異；喂哺添加乳脂肪球膜蛋白配方乳粉的實驗組嬰兒血性腹瀉次數(shù)減少，這說明乳脂肪球膜對嬰兒的腹瀉調節(jié)有重要作用，喂哺添加乳脂肪球膜蛋白配方乳粉有助于改善嬰兒的健康[36]。

研究者分別用添加和不添加MFGM的嬰幼兒配方乳粉喂養(yǎng)5～15 d齡的老鼠，對照組為母乳喂養(yǎng)，結果發(fā)現(xiàn)，在配方奶粉中添加MFGM恢復了幼仔的腸道生長和杯狀細胞數(shù)量以及緊密連接蛋白模式。證明添加乳脂肪球膜的奶粉對幼仔腸道菌群有調節(jié)作用，使腸道上皮細胞及腸道微生物正常發(fā)育，對有害炎癥的刺激有明顯預防作用[37]。

3.3 乳脂肪球膜（MFGM）對免疫力影響的研究

TIMBY等進行了實驗研究，用添加了富含乳脂肪球膜濃縮乳清蛋白的嬰兒配方奶喂養(yǎng)160個小于8周的嬰兒，選取80個采用母乳喂養(yǎng)的嬰兒進行對比。研究顯示，添加乳脂肪球膜降低了嬰兒患急性中耳炎的風險，與母乳喂養(yǎng)相一致。降低在喂哺標準嬰兒配方奶粉過程中退燒藥的使用頻次，并對注射肺炎鏈球菌疫苗后的體液應答具有免疫調節(jié)作用[34]。

WAUTERS等在健康兒童中進行了一項前瞻性、雙盲、隨機、對照試驗，試驗由182名2.5～6歲的健康學齡前兒童定期食用添加和不添加富含濃縮乳脂膜的200 mL配方奶，試驗持續(xù)4個月，以評估添加乳脂球膜配方奶對腸道舒適性（便秘）、常見感染癥狀（發(fā)熱、腹瀉、咳嗽）和行為調節(jié)的影響。結果顯示，與食用未添加乳脂肪球膜配方奶的兒童相比，學齡前兒童定期食用富含濃縮乳脂膜的配方奶食6周后，發(fā)熱頻率明顯減少，發(fā)燒的天數(shù)明顯縮短。且食用MFGM濃縮物的配方奶4個月后兒童的情緒和行為調節(jié)能力優(yōu)于對照組[38]。。

3.4 乳脂肪球膜（MFGM）應用的安全性

BILLEAUD等對來自歐洲國家的199名嬰兒分別進行喂哺嬰兒配方乳粉的對比實驗，對照組喂哺標準嬰兒配方乳粉，實驗組喂哺添加乳脂肪球膜的嬰兒配方奶粉，研究顯示，與對照組相比，實驗組嬰兒無論是身高、體重，還是頭圍，均未呈現(xiàn)顯著差異，嬰兒的耐受性、血漿膽固醇和磷脂水平、發(fā)病率和總體就醫(yī)率無明顯差異。證明添加MFGM的配方奶粉在體重增加方面都達到了主要有效性安全目標要求，并且耐受性良好[39]。WAUTERS等研究表明，學齡前兒童定期食用富含濃縮乳脂膜的配方奶沒有產(chǎn)生不良反應，說明富含濃縮乳脂膜的配方奶是安全的，耐受性良好[38]。

4 結語

隨著對母乳成分研究的不斷深入，乳脂肪球膜（MFGM）逐漸得到重視，并開始在嬰幼兒配方奶粉中得到應用。乳脂肪球膜濃縮物可以作為原輔料添加在嬰幼兒配方乳粉中，在某些國家已經(jīng)得到了商業(yè)化應用。嬰幼兒配方奶粉已經(jīng)不滿足于從調整比例、添加母乳中含有的營養(yǎng)素方面向母乳靠近，在更接近母乳的嬰幼兒配方粉的研究中，越來越多的研究集中在“精準添加、精準模擬”上，以期實現(xiàn)嬰幼兒配乳粉具有類似母乳的營養(yǎng)作用，提供滿足嬰幼兒早期腦部神經(jīng)發(fā)育和認知、免疫系統(tǒng)、生長發(fā)育、腸道健康的營養(yǎng)物質。然而，受母親哺乳階段、不同地區(qū)、不同飲食習慣等因素的影響，母乳MFGM中各物質含量不盡相同。目前關于母乳中乳脂肪球膜（MFGM）各物質含量和比例研究的樣本量還比較少，嬰幼兒配方粉在精準模擬母乳MFGM的配方設計中仍舊缺乏足夠的證據(jù)。。另外,MFGM添加到嬰幼兒配方乳粉后，MFGM具體指標的檢測方法國家標準來規(guī)范。MFGM在嬰幼兒配方奶粉中應用時，需要進一步的探究和需要解決的重要問題。