藍(lán)航蓮,施 悅,張麗娜,*,周 鵬
(1.內(nèi)蒙古乳業(yè)技術(shù)研究院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010110;2.江南大學(xué)食品學(xué)院,江蘇 無錫 214122)
母乳作為嬰兒的“黃金食品”,不僅為嬰兒的生長(zhǎng)發(fā)育提供完整的營養(yǎng)物質(zhì),且含有多種生物活性成分,例如活性蛋白、活性脂類、低聚糖及生長(zhǎng)因子等,在嬰兒腸道微生物菌群的定植及免疫系統(tǒng)的建立及完善中發(fā)揮著重要的作用。
低聚糖是乳中的一類生物活性成分,具有多種功能活性。首先,低聚糖可作為益生元刺激益生菌生長(zhǎng)。其在胃中難以被消化,通過腸道下部?jī)?nèi)源性微生物群發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸。短鏈脂肪酸可為腸黏膜細(xì)胞提供能量;此外,還能夠增加腸道滲透壓,加速腸道蠕動(dòng),軟化腸道內(nèi)容物,促進(jìn)排便;同時(shí)還可降低腸道內(nèi)pH值以提供酸性環(huán)境,抑制有害菌的定植和生長(zhǎng),維持腸道內(nèi)菌群正常化。其次,低聚糖具有顯著的抗病毒活性,其結(jié)構(gòu)與腸黏膜細(xì)胞上的糖脂/糖蛋白相似,可以干擾病原體與腸黏膜的結(jié)合,以保護(hù)嬰兒免受腸道有害菌及其他病原體的侵害。再次,低聚糖在抗炎、免疫調(diào)節(jié)、促進(jìn)大腦發(fā)育等方面也具有一定的作用。
低聚糖不僅存在于人乳中,山羊、牛、豬、駱駝等哺乳動(dòng)物的初乳和成熟乳中也存在多種低聚糖。低聚糖一般由3~10個(gè)單糖通過糖苷鍵連接而成,組成低聚糖的單糖有-葡萄糖(glucose,Glc)、-半乳糖(galactose,Gal)、-乙酰氨基葡萄糖(-acetylglucosamine,GlcNAc)、-巖藻糖(fucose,F(xiàn)uc)、-乙酰神經(jīng)氨酸(-acetylneuraminic acid,Neu5Ac)和-羥乙酰神經(jīng)氨酸(-glycolylneuraminic acid,Neu5Gc)。乳低聚糖的還原端通常由一個(gè)核心結(jié)構(gòu)組成,在人乳低聚糖中核心結(jié)構(gòu)一般為Gal-(1→4)-Glc,在動(dòng)物乳中發(fā)現(xiàn)了Gal-(1→4)-GlcNAc這一不同的核心結(jié)構(gòu)。特定的糖基轉(zhuǎn)移酶將上述單糖殘基從核苷酸糖轉(zhuǎn)移到低聚糖核心結(jié)構(gòu)的非還原端形成低聚糖,由于人乳中單磷酸胞苷-Neu5Ac羥化酶的缺失,攜帶Neu5Gc的低聚糖只在動(dòng)物乳中被發(fā)現(xiàn)。
目前,已有相關(guān)研究表明動(dòng)物乳中的低聚糖具有與人乳低聚糖相似的生物活性功能。將動(dòng)物乳中的低聚糖大規(guī)模提取,作為一種新型食品組分添加至嬰幼兒配方乳粉或功能性食品中,具有一定的應(yīng)用前景。哺乳動(dòng)物乳作為極具吸引力的生物活性低聚糖來源,確定其中低聚糖的種類及含量具有重要意義,可為合理選擇優(yōu)質(zhì)乳源提供依據(jù)。目前國內(nèi)外就哺乳動(dòng)物乳中低聚糖的種類及含量已經(jīng)展開了大量的研究,本文對(duì)文獻(xiàn)中報(bào)道過的4種哺乳動(dòng)物(山羊、牛、豬、駱駝)的初乳和成熟乳中的低聚糖種類及含量進(jìn)行對(duì)比和分析,旨在為后續(xù)動(dòng)物乳源低聚糖的開發(fā)與利用提供參考與指導(dǎo)。
低聚糖的結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性和多樣性,其結(jié)構(gòu)包括單糖的組成、糖殘基的連接順序、連接位置。單糖組成相同的低聚糖可能存在不同的結(jié)構(gòu),例如6’-唾液基-乳糖(6’-sialyllactose,6’-SL)和3’-唾液基-乳糖(3’-sialyllactose,3’-SL)的單糖組成均為Neu5Ac-Gal-Glc,但由于二者的唾液酸殘基的連接位置的差異,6’-SL對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)為Neu5Ac-(2→6)-Gal-(1→4)-Glc,3’-SL對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)則為Neu5Ac-(2→3)-Gal-(1→4)-Glc。由于在不同的研究中采用的儀器及檢測(cè)方法不同,鑒定到的低聚糖結(jié)構(gòu)完整程度也不同。本文就單糖組成的水平,對(duì)文獻(xiàn)中已經(jīng)報(bào)道過的山羊、牛、豬和駱駝這4種哺乳動(dòng)物乳中的低聚糖種類進(jìn)行了整理。在本文中,類似6’-SL與3’-SL的同分異構(gòu)體統(tǒng)一被描述為單糖組成的Hex2Neu5Ac1(或Neu5Ac-Gal-Glc)酸性低聚糖。如表1所示,在這4種哺乳動(dòng)物的初乳/成熟乳中檢測(cè)到84種不同單糖組成的低聚糖。其中山羊乳含有43種不同單糖組成的低聚糖,牛乳中有64種不同單糖組成的低聚糖,豬乳中有46種不同單糖組成的低聚糖,駱駝乳中有26種不同單糖組成的低聚糖。
表1 山羊、牛、豬、駱駝乳中報(bào)道的低聚糖種類[18,22-40]Table 1 Types of oligosaccharides reported in goat, cow, pig, and camel milk[18,22-40]
續(xù)表1
哺乳動(dòng)物乳中檢測(cè)到的低聚糖類型可以分為中性低聚糖和唾液酸化的低聚糖兩大類。中性低聚糖包括非巖藻糖基化的中性糖和巖藻糖基化的中性糖,唾液酸化低聚糖包括帶有Neu5Ac或帶有Neu5Gc的低聚糖,或是既帶有Neu5Ac又帶有Neu5Gc的低聚糖,還有特殊的既帶有巖藻糖基又帶有Neu5Ac的低聚糖。
Martinez-Ferez等對(duì)山羊成熟乳中的低聚糖進(jìn)行分析,共發(fā)現(xiàn)了7種單糖組成不同的非巖藻糖基化中性低聚糖和12種酸性低聚糖。Meyran等在Alpine山羊乳中鑒定到了31種單糖組成不同的低聚糖,其中16種為中性低聚糖(含5種巖藻糖基化中性糖),15種為酸性低聚糖。Martin-Ortiz等在Murciano-Granadina山羊初乳中鑒定出23種單糖組成不同的低聚糖,其中9種為中性非藻糖基化低聚糖,3種為巖藻糖基化中性低聚糖,11種為唾液化低聚糖;2017年,Martin-Ortiz等對(duì)Murciano-Granadina山羊成熟乳中的低聚糖展開了分析。結(jié)果表明,成熟乳中的低聚糖種類少于初乳中的低聚糖種類,在成熟乳中只鑒定到18種單糖組成不同的低聚糖,其中6種為中性非巖藻糖基化低聚糖,1種為巖藻糖基化中性低聚糖,11種為唾液酸化低聚糖。對(duì)山羊乳初乳和成熟乳中檢測(cè)到的低聚糖單糖組成進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)單糖組成為H1F1N1、H2F1、H2A2、H3A3、H3N3、H4N1和H5的低聚糖只在初乳中存在,而并未在成熟乳中發(fā)現(xiàn);單糖組成為H3N3A1、H4N2A1這兩種低聚糖只在成熟乳中被發(fā)現(xiàn)。Albrecht等結(jié)合液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù),通過連接酶和特異性外切糖苷酶進(jìn)行測(cè)序,對(duì)山羊乳中的低聚糖結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。在山羊成熟乳中共檢測(cè)到了25種單糖組成不同的低聚糖,其中10種為中性糖(含2種巖藻糖基化中性糖)、13種為酸性糖。Lu Jing等對(duì)中國關(guān)中和薩能山羊乳中的低聚糖種類進(jìn)行了測(cè)定及比較,在這兩種山羊乳中共檢測(cè)到33種單糖組成不同的低聚糖,其中13種為非巖藻糖基化中性低聚糖,2種為巖藻糖基化聚糖,18種為酸性低聚糖。
Tao等在Jersey和Holstein牛乳中鑒定到了7種單糖組成不同的非巖藻糖基化中性聚糖、18種酸性聚糖。2010年,Barile等在Holstein牛的初乳和成熟乳中的低聚糖中發(fā)現(xiàn)了17種不同單糖組成的低聚糖,其中包括5種非巖藻糖基化中性低聚糖、2種巖藻糖基化中性糖和10種酸性低聚糖。2011年,Marino等使用親水作用液相色譜和外糖苷酶消化相結(jié)合的方法,對(duì)Holstein-Fresian奶牛初乳中的21種不同單糖組成的游離聚糖(2種非巖藻糖基化中性糖、6種巖藻糖基化中性糖和13種唾液化低聚糖)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)鑒定。2012年,Sundekilde等對(duì)Jersey和Holstein牛乳中的低聚糖種類進(jìn)行對(duì)比,在兩種牛乳中共檢測(cè)到了33種單糖組成不同的低聚糖,其中包括16種非巖藻糖基化中性糖、5種巖藻糖基化中性糖和12種酸性糖。2013年,Aldredge等對(duì)Jersey和Holstein牛初乳中的低聚糖進(jìn)行了全面的結(jié)構(gòu)分析,在牛初乳中確定了22種單糖組成不同的低聚糖,其中15種為中性糖(含4種巖藻糖基化中性糖)、7種為酸性糖。2014年,Albrecht等在Holstein-Friesian牛初乳中檢測(cè)到了9種單糖組成不同的中性低聚糖(包含3種巖藻糖基化中性聚糖)、15種酸性低聚糖。2020年,Chen Wenyan等使用泛甲基化修飾結(jié)合基質(zhì)輔助激光解吸飛行時(shí)間質(zhì)譜對(duì)市售牛乳中的游離低聚糖進(jìn)行分析,在牛乳中發(fā)現(xiàn)8種巖藻糖基化低聚糖。
Tao等在豬乳中共檢測(cè)到了11種單糖組成不同的低聚糖,包括6種中性低聚糖(其中包含2種低豐度的巖藻糖基化中性低聚糖)和5種酸性低聚糖。Albrecht等對(duì)Landrace豬的初乳進(jìn)行檢測(cè),共發(fā)現(xiàn)了9種單糖組成不同的中性低聚糖(包括2種巖藻糖基化中性聚糖)、6種酸性低聚糖。2016年,Difilippo等對(duì)長(zhǎng)白豬的初乳和成熟乳中的低聚糖進(jìn)行分析,共鑒定到13種單糖組成不同的低聚糖,其中包括6種非巖藻糖基化中性低聚糖、2種巖藻糖基化中性低聚糖和5種酸性低聚糖。Cheng Likun等利用親水作用液相色譜串聯(lián)四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜對(duì)Landrace-Large White、Duroc和Yorshire 3個(gè)品種豬乳中的低聚糖進(jìn)行檢測(cè)及分析。在這3種豬乳中檢測(cè)到的低聚糖共有27種不同的單糖組成,其中包括6種非巖藻糖基化中性低聚糖、5種巖藻糖基化中性低聚糖和16種酸性低聚糖。2017年,張佳妮利用基質(zhì)輔助激光解吸飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)對(duì)長(zhǎng)白豬、大白豬、梅山豬3個(gè)品種豬乳中的低聚糖進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析,共檢測(cè)到14種單糖組成不同的低聚糖,其中包括5種非巖藻糖基化中性糖、2種巖藻糖基化中性糖和7種酸性糖。
Fukuda等采用H-核磁共振波譜對(duì)雙峰駝的初乳和成熟乳中的低聚糖進(jìn)行了鑒定和表征。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在初乳中鑒定到了9種單糖組成不同的低聚糖,其中包括3種中性低聚糖(含1種巖藻糖基化中性聚糖)和6種酸性低聚糖,在成熟乳中只鑒定到3種低聚糖,分別為Gal-(1→3)-Gal-(1→4)-Glc、Gal-(1→4)-GlcNAc-(1→6)-(Gal1-3)Gal-(1→4)-Glc和Neu5Ac-(2→)-Gal-(1→4)-Glc),而Gal-(1→4)-GlcNAc-(1→6)-(Gal1→3)-Gal-(1→4)-Glc只在成熟乳中發(fā)現(xiàn)而未在初乳中檢測(cè)到。2013年,Alhaj等也采用H-核磁共振波譜的方法對(duì)市售單峰駝乳中的低聚糖進(jìn)行了鑒定,共鑒定到了6種單糖組成不同的低聚糖,其中包括2種中性低聚糖和4種酸性低聚糖。2014年,Albrecht等使用超高效液相色譜串聯(lián)二級(jí)質(zhì)譜技術(shù)對(duì)單峰駝乳中低聚糖進(jìn)行表征。在單峰駝成熟乳中共檢測(cè)到了25種單糖組成不同的低聚糖,其中包括 5種巖藻糖基化中性糖、9種非巖藻糖基化中性低聚糖和11種酸性低聚糖。
如圖1A所示,在單糖組成的水平上,在山羊乳中發(fā)現(xiàn)了22種中性低聚糖和21種酸性低聚糖,在牛乳中發(fā)現(xiàn)了32種中性低聚糖和32種酸性低聚糖,在豬乳中發(fā)現(xiàn)了21種中性低聚糖和25種酸性低聚糖,在駱駝乳中發(fā)現(xiàn)了14種中性低聚糖和12種酸性低聚糖。
圖1 不同哺乳動(dòng)物乳中低聚糖的種類[18,22-40]Fig. 1 Types of oligosaccharides in milks from different mammals[18,22-40]
革蘭氏陰性菌多通過細(xì)菌內(nèi)毒素與腸道Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)結(jié)合以激活黏膜炎癥。巖藻糖基化低聚糖被發(fā)現(xiàn)可以調(diào)節(jié)人腸細(xì)胞中白細(xì)胞分化抗原(cluster of differentiation,CD)14的表達(dá),抑制TLR4信號(hào),從而減輕由細(xì)菌內(nèi)毒素誘導(dǎo)的新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎等炎癥。從動(dòng)物乳中提取純化的巖藻糖基化低聚糖,可以作為一種新型的口服預(yù)防藥物或治療藥物,以減輕各種黏膜炎癥。如圖1B所示,巖藻糖基化低聚糖在牛乳和豬乳中發(fā)現(xiàn)的種類較多,牛乳中發(fā)現(xiàn)了15種,單糖組成分別為H1F1N1、H2F1、H2F1N1、H3F1、H3F1N1、H3F2N1、H3F1N2、H3F1N4、H3F1N6、H4F1N1、H4F1N2、H4F1N4、H4F1N5、H4F2N2、H5F1N4;在豬乳中發(fā)現(xiàn)了10種,單糖組成分別為H1F1N1、H2F1、H2F1N1、H2F2、H3F1N1、H3F2N1、H4F1N1、H4F1N2、H4F2N1、H4F2N2;在山羊乳和駱駝乳中分別發(fā)現(xiàn)了7種和5種巖藻糖基化低聚糖,單糖組成分別為H1F1N1、H2F1、H3F1N1、H3F2N1、H3F1N3、H4F1N2、H4F2N2(山羊乳);H2F1、H2F1N1、H3F1、H3F1N1、H4F1N2(駱駝乳)。其中單糖組成為H4F1N4、H3F1N6、H5F1N4、H3F1N4、H4F1N5、H3F1N2的巖藻糖基化低聚糖目前只在牛乳中發(fā)現(xiàn),單糖組成為H3F1N3的巖藻糖基化低聚糖只在山羊乳中發(fā)現(xiàn),在豬乳發(fā)現(xiàn)其特有的H2F2和H4F2N1這兩種單糖組成的巖藻糖基化低聚糖。
炎癥過程中,白細(xì)胞通過黏附和穿越血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放活性氧自由基和酶,造成血管損傷及嚴(yán)重的組織損傷。唾液酸化的低聚糖被發(fā)現(xiàn)能夠降低白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附從而減輕炎癥反應(yīng),其可能作為一種抗炎成分有利于降低母乳喂養(yǎng)嬰兒炎癥性疾病的發(fā)病率。如圖1A所示,在單糖組成的水平上,在牛乳和豬乳中發(fā)現(xiàn)了種類較多的酸性低聚糖。有相關(guān)研究表明,感染小牛和仔豬的輪狀病毒對(duì)唾液酸酶敏感,其與細(xì)胞的附著和結(jié)合被認(rèn)為依賴于唾液酸,牛乳和豬乳中被發(fā)現(xiàn)具有種類較多并且濃度較高的唾液酸化低聚糖,可通過水解釋放末端的唾液酸,與上皮細(xì)胞表面競(jìng)爭(zhēng)輪狀病毒的結(jié)合位點(diǎn),并與病毒結(jié)合阻斷其傳染,為小牛和仔豬提供保護(hù)。
與牛乳、豬乳和駱駝乳不同的是,山羊乳中發(fā)現(xiàn)的攜帶Neu5Gc的酸性低聚糖的種類數(shù)與攜Neu5Ac的酸性低聚糖的種類數(shù)相近。此外,在山羊乳和牛乳中發(fā)現(xiàn)了同時(shí)攜帶Neu5Ac和Neu5Gc的低聚糖,H2A1G1這一單糖組成的低聚糖同時(shí)也在山羊乳和牛乳中被發(fā)現(xiàn),山羊乳中還發(fā)現(xiàn)了其特有H3A1G1這一單糖組成的酸性低聚糖。還有一類低聚糖,同時(shí)攜帶巖藻糖基和Neu5Ac基團(tuán),它們?cè)谂H楹拓i乳中均有被發(fā)現(xiàn),在牛乳中發(fā)現(xiàn)了6種,單糖組成分別為H1F1N1A1、H2F1A1、H2F1N1A1、H2F1N1A2、H2F1N2A1、H3F1N2A1;在豬乳中也發(fā)現(xiàn)了6種,單糖組成分別為H1F1N1A1、H2F1N2A1、H3F1N1A1、H4F1N1A1、H4F1N2A1、H4F1N1A1。其中H1F1N1A1和H2F1N2A1這兩種單糖組成的低聚糖為牛乳和豬乳中共有。在豬乳和牛乳中都檢測(cè)到了多種巖藻糖基低聚糖以及同時(shí)攜帶巖藻糖基和Neu5Ac基團(tuán)的聚糖,這說明豬乳和牛乳低聚糖在結(jié)構(gòu)上可能具有一定的相似性。目前,對(duì)攜帶Neu5Gc的酸性低聚糖、同時(shí)攜帶Neu5Ac和Neu5Gc的酸性低聚糖以及一些同時(shí)攜帶巖藻糖基和唾液酸基團(tuán)的低聚糖的生理功能的研究較少,有待進(jìn)一步的研究與討論。
將在山羊、牛、豬和駱駝這4種哺乳動(dòng)物乳中發(fā)現(xiàn)的不同單糖組成的低聚糖種類進(jìn)行對(duì)比,如圖2所示,哺乳動(dòng)物乳中的低聚糖存在一定的相似性,以牛乳和豬乳最為相似,二者共有37種單糖組成相同的低聚糖,這個(gè)數(shù)據(jù)與上文的分析結(jié)果一致。其次是牛乳和山羊乳,共有33種單糖組成相同的低聚糖。第三是牛乳和駱駝乳,共發(fā)現(xiàn)了26種單糖組成相同的低聚糖。在不同的哺乳動(dòng)物乳中也發(fā)現(xiàn)了一些其特有的低聚糖。在山羊乳中發(fā)現(xiàn)11種其特有的低聚糖,單糖組成分別為H3F1N3、H9、H8、H5、H3A1G1、H4A1、H4N2G1、H2G2、H2N4、H7、H2N1G1;在牛乳中發(fā)現(xiàn)18種其特有的低聚糖,單糖組成分別為H3N5、H2F1A1、H3N6、H3N1A2、H6N2A1、H2F1N1A2、H4N4、H2F1N1A1、H4F1N5、H6、H3F1N6、H2N1A2、H3F1N2A1、H3F1N4、H3F1N2、H4F1N4、H5F1N4、H4N5;在豬乳中也發(fā)現(xiàn)了8種其特有的低聚糖,分別為H1N2A1、H2F2、H5N1、H4F2N1、H4F1N2A1、H6N2、H3F1N1A1、H4F1N1A1;而在駱駝乳中未發(fā)現(xiàn)其特有的低聚糖。
圖2 山羊、牛、豬、駱駝乳中報(bào)道的低聚糖種類的Venn圖[18,22-40]Fig. 2 Venn diagram of oligosaccharide species reported in goat, cow,pig, and camel milk[18,22-40]
通過對(duì)4種哺乳動(dòng)物乳中檢測(cè)到的低聚糖種類進(jìn)行分析可知,牛乳和豬乳中存在種類較多的巖藻糖基化低聚糖和唾液酸化低聚糖,可作為提取動(dòng)物乳源巖藻糖基化低聚糖和唾液酸化低聚糖的較適乳源。而山羊乳中含有種類較多的攜帶Neu5Gc的酸性低聚糖,可對(duì)此進(jìn)行山羊乳源中特有低聚糖的功能活性研究。
由于目前在駝乳方面的研究還較少,只有Zhang Heping等的研究表明Bactrian駱駝初乳中乳糖含量約占總固形物的4.44%,成熟乳中乳糖含量約占總固形物的4.24%,但對(duì)低聚糖的含量還未進(jìn)行深入的研究。因此,本文就目前文獻(xiàn)中報(bào)道的山羊乳、牛乳和豬乳中的低聚糖質(zhì)量濃度,以及6’-SL、3’-SL和GL這3種目前研究較多且質(zhì)量濃度表現(xiàn)為較高的低聚糖質(zhì)量濃度進(jìn)行總結(jié)和對(duì)比,結(jié)果分別如表2~4所示。
表2 山羊乳中報(bào)道的低聚糖質(zhì)量濃度Table 2 Contents of oligosaccharides reported in goat milk
表3 牛乳中報(bào)道的低聚糖質(zhì)量濃度Table 3 Contents of oligosaccharides reported in cow milk
表4 豬乳中報(bào)道的低聚糖質(zhì)量濃度Table 4 Contents of oligosaccharides reported in porcine milk
如表2所示,Martinez-Ferez等對(duì)山羊成熟乳中低聚糖質(zhì)量濃度進(jìn)行檢測(cè),總質(zhì)量濃度約為250~300 mg/L。其中酸性低聚糖以6’-SL質(zhì)量濃度最高(50~70 mg/L),中性低聚糖以3’-半乳糖基-乳糖(3’-galactosyl-lactose,3’-GL)質(zhì)量濃度最高(30~50 mg/L)。Claps等對(duì)兩種意大利山羊(Garganica羊和Maltese羊)的初乳及成熟乳中3種酸性低聚糖(3’-SL、6’-SL和雙唾液基-乳糖(disialyllactose,DSL))的質(zhì)量濃度進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明,在初乳中,Garganica羊的3’-SL和6’-SL質(zhì)量濃度均高于Maltese羊,DSL的平均質(zhì)量濃度略低于Maltese羊。其中Garganica羊初乳中3’-SL質(zhì)量濃度為253.96~328.54 mg/L,6’-SL質(zhì)量濃度為174.27~200.96 mg/L,DSL質(zhì)量濃度為126.44~137.94 mg/L;Maltese羊初乳中3’-SL質(zhì)量濃度為201.27~249.33 mg/L,6’-SL質(zhì)量濃度為136.90~144.07 mg/L,DSL為104.91~228.14 mg/L,這一結(jié)果與Martinez-Ferez等的研究結(jié)果不同。Meyrand等對(duì)Alpine山羊成熟乳中的低聚糖進(jìn)行定量,低聚糖總質(zhì)量濃度約為1 110~1 350 mg/L,比文獻(xiàn)[26]中所報(bào)道的山羊乳中的低聚糖質(zhì)量濃度高。Thum等對(duì)New Zealand Saanen山羊初乳和成熟乳中的低聚糖進(jìn)行定量,結(jié)果表明初乳中低聚糖總質(zhì)量濃度為236~404 mg/L,成熟乳中低聚糖總質(zhì)量濃度為201~319 mg/L。
Martin-Ortiz等對(duì)Murciano Granadina山羊初乳中的低聚糖質(zhì)量濃度進(jìn)行檢測(cè),總質(zhì)量濃度為251.22~572.24 mg/L,其中酸性低聚糖的質(zhì)量濃度為83~251 mg/L,中性低聚糖的質(zhì)量濃度為140~350 mg/L。在酸性低聚糖中,以6’-SL質(zhì)量濃度最高(28.85~123.76 mg/L),3’-SL次之(3.05~11.99 mg/L);在中性低聚糖中,以GL的異構(gòu)體質(zhì)量濃度最高,總質(zhì)量濃度為124.92~265.77 mg/L。在巖藻糖基化低聚糖中,2’-巖藻基-乳糖(2’-fucosyl-lactose,2’-FL)與Fuc-GalNAc-Glc均顯示較高質(zhì)量濃度,分別為2.21~31.59 mg/L和3.08~6.15 mg/L。之后,他們對(duì)不同泌乳期(泌乳期為2、10、30、40 d和泌乳期為1、7、30、120 d)的Murciano Granadina山羊乳中的低聚糖質(zhì)量濃度進(jìn)行研究。結(jié)果表明,泌乳期從2 d延長(zhǎng)到40 d所收集到的羊乳樣品,低聚糖總質(zhì)量濃度由199.1 mg/L減少到59.2 mg/L;泌乳期從1 d延長(zhǎng)到120 d所收集到的羊乳樣品,低聚糖總質(zhì)量濃度由488 mg/L減少到112.4 mg/L。在不同泌乳期間,6’-SL的質(zhì)量濃度均高于3’-SL,泌乳期第一天的羊乳樣品中6’-SL質(zhì)量濃度最高,為51.4~250.0 mg/L。Marziali等對(duì)泌乳期為1~4 d的Murciano Granadina山羊乳中的低聚糖質(zhì)量濃度進(jìn)行測(cè)定,發(fā)現(xiàn)低聚糖的總質(zhì)量濃度的平均值由第1天的2 398.3 mg/L減少到第4天的702.7 mg/L,泌乳期第1天,在絕對(duì)定量的6種低聚糖中,中性Gal-Gal-Glc質(zhì)量濃度的平均值為390.3 mg/L;酸性3’-SL的質(zhì)量濃度(平均值為1 421.2 mg/L)高于6’-SL(平均值為221.3 mg/L),這與Martin-Ortiz等的結(jié)果相反。并且,同樣是對(duì)Murciano Granadina這個(gè)品種山羊的乳低聚糖質(zhì)量濃度進(jìn)行研究,Marziali等測(cè)定的低聚糖質(zhì)量濃度高于Martin-Ortiz等的結(jié)果,即同一品種山羊乳中的低聚糖的質(zhì)量濃度存在差異,可能是受畜牧地區(qū)、產(chǎn)崽及泌乳的季節(jié)氣候和產(chǎn)崽胎次等因素影響,后續(xù)的研究可以針對(duì)不同地區(qū)及不同季節(jié)的Murciano Granadina山羊乳中的低聚糖質(zhì)量濃度進(jìn)行對(duì)比分析。
如表3所示,Martinez-Ferez等檢測(cè)到牛的成熟乳中低聚糖質(zhì)量濃度為30~60 mg/L。Nakamura等對(duì)Holstein牛初乳及過渡乳中3種酸性低聚糖(3’-SL、6’-SL和6’-唾液基--乙酰乳糖胺(6’-sialyl--acetyllactosamine,6’-SLN))的質(zhì)量濃度進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示,牛乳中3’-SL質(zhì)量濃度高于6’-SL和6’-SLN。在牛初乳中,3’-SL質(zhì)量濃度為690~744 mg/L,在過渡乳中迅速下降至135~262 mg/L。6’-SL和6’-SLN的質(zhì)量濃度在牛初乳中也最高,分別為58~70 mg/L和93~103 mg/L,而在過渡乳中其質(zhì)量濃度分別降為18~40 mg/L和64~74 mg/L。Fong等采用外標(biāo)法對(duì)Friesian牛初乳和成熟乳中的酸性低聚糖進(jìn)行絕對(duì)定量。結(jié)果表明3’-SL的質(zhì)量濃度高于其他酸性低聚糖。在產(chǎn)后收集的初乳中3’-SL的質(zhì)量濃度為1 163~1 327 mg/L,質(zhì)量濃度隨著哺乳期的延長(zhǎng)而減少,在成熟乳中檢測(cè)到3’-SL的質(zhì)量濃度為47~59 mg/L。在產(chǎn)后收集的初乳中,6’-SLN、DSL和6’-SL的質(zhì)量濃度也較高,分別為112~126、118~134 mg/L和79~91 mg/L;在成熟乳中質(zhì)量濃度均有所下降,分別為0.11~0.15、1.4~1.6 mg/L和5.9~9.2 mg/L。
如表4所示,Difilippo等對(duì)Dutch-Landrace豬初乳和成熟乳中的低聚糖質(zhì)量濃度進(jìn)行檢測(cè)。初乳中低聚糖總質(zhì)量濃度為7 380~29 350 mg/L,其中酸性低聚糖質(zhì)量濃度最高,約占總聚糖總量的77%;酸性低聚糖中又以3’-SL的質(zhì)量濃度最高,約為5 030~20 980 mg/L。成熟乳中低聚糖總質(zhì)量濃度較初乳下降,為6 820~6 980 mg/L,其中中性低聚糖的相對(duì)含量由初乳的23%提高到了58%,中性低聚糖中以Hex3的質(zhì)量濃度較高,約為2 610~3 220 mg/L。Cheng Likun等收集了泌乳期為1、5、10、21 d的豬乳,并對(duì)乳中的低聚糖進(jìn)行相對(duì)定量分析,結(jié)果表明,不同的低聚糖在泌乳過程中表現(xiàn)出不同的規(guī)律,大部分的低聚糖在初乳中質(zhì)量濃度較高,并隨著泌乳期時(shí)間的延長(zhǎng)質(zhì)量濃度降低,但也有少數(shù)低聚糖的質(zhì)量濃度增加。
張佳妮以長(zhǎng)白豬、大白豬、梅山豬為研究對(duì)象,使用麥芽五糖對(duì)豬乳中的低聚糖進(jìn)行外標(biāo)定量,將各個(gè)泌乳期豬乳中低聚糖的總質(zhì)量濃度進(jìn)行比較。結(jié)果顯示,3個(gè)品種豬乳中初乳的低聚糖總質(zhì)量濃度存在差異,其中梅山豬初乳中的低聚糖質(zhì)量濃度最高,約為3 700 mg/L,大白豬次之(約2 700 mg/L),長(zhǎng)白豬豬乳中的低聚糖質(zhì)量濃度最低,約為1 300 mg/L。隨著哺乳期的延長(zhǎng),這3個(gè)品種的豬乳中的低聚糖質(zhì)量濃度差異逐漸減小。且初乳中的低聚糖總質(zhì)量濃度高于成熟乳,大約是其3.5~12.5 倍。
通過對(duì)比表2的數(shù)據(jù)可知,豬乳中的低聚糖質(zhì)量濃度遠(yuǎn)高于山羊乳和牛乳,且在張佳妮的研究中發(fā)現(xiàn),梅山豬乳中的低聚糖質(zhì)量濃度高于大白豬和長(zhǎng)白豬,梅花豬的初乳可能成為提取純化動(dòng)物乳源低聚糖的首選。Murciano Granadina山羊乳和Alpine山羊乳中也含有較高質(zhì)量濃度的低聚糖,在以山羊?yàn)橹饕曫B(yǎng)家畜的地區(qū),可選擇山羊乳作為工業(yè)化提取低聚糖的乳源。同時(shí),乳低聚糖的質(zhì)量濃度可能隨地區(qū)、氣候、季節(jié)及產(chǎn)崽胎次的變化而變化,可針對(duì)某一較適宜物種,進(jìn)行不同地區(qū)、不同產(chǎn)崽及泌乳季節(jié)和不同產(chǎn)崽胎次個(gè)體乳的低聚糖質(zhì)量濃度比較,以選取最佳乳源。而目前的研究結(jié)果表明,單從低聚糖的質(zhì)量濃度方面考慮,牛乳中的低聚糖質(zhì)量濃度較山羊乳和豬乳低,可能不是提取低聚糖的較佳乳源。
乳低聚糖在醫(yī)療保健和食品工業(yè)中的應(yīng)用前景十分廣闊。例如巖藻糖基化低聚糖可以抑制細(xì)菌和受體的結(jié)合,有潛力作為一種不同于目前抗生素作用機(jī)制的新型預(yù)防或治療抗菌藥物。相關(guān)研究表明,使用在嬰幼兒配方奶粉中添加2’-FL的復(fù)合乳粉喂養(yǎng)的嬰兒的血液和體外炎癥細(xì)胞因子水平與母乳喂養(yǎng)組顯示的水平接近,且均低于添加半乳糖的嬰幼兒配方奶粉的復(fù)合乳粉喂養(yǎng)組。2’-FL的添加有望使配方奶粉更接近母乳,從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)配方奶粉的母乳化。唾液酸低聚糖被發(fā)現(xiàn)具有抗炎的作用,有助于降低母乳喂養(yǎng)嬰兒的炎癥性疾病的發(fā)病率。動(dòng)物乳源唾液酸化低聚糖也被證明了具有抵抗炎癥疾病的生理功能,有相關(guān)研究表明,與對(duì)照組(不口服山羊乳低聚糖)相比,口服500 mg/(kg·d)山羊乳低聚糖的大鼠結(jié)腸病變較少,腸道菌群組成更為正常,說明山羊乳低聚糖具有抗炎作用,有助于恢復(fù)結(jié)腸黏膜。此外,動(dòng)物乳可能是膳食補(bǔ)充唾液酸的極好的來源。從動(dòng)物乳中分離出來的唾液酸化低聚糖可作為腦活化因子應(yīng)用于嬰兒配方奶粉和其他功能食品中。
動(dòng)物乳初乳中低聚糖的種類較成熟乳豐富,低聚糖的含量也較成熟乳高,可作為提取純化低聚糖的首選來源。近年來研究者對(duì)動(dòng)物乳中的低聚糖開展了大量研究,但大多數(shù)研究?jī)H以表征低聚糖的結(jié)構(gòu)和含量為目標(biāo),而對(duì)其生理功能研究較少。雖然已有研究表明從動(dòng)物乳源提取的低聚糖和人乳低聚糖具有相似的功能特性,但是否具有相同的生物利用度仍然是一個(gè)有待證實(shí)的問題。其次,動(dòng)物乳中低聚糖的含量較低,需要高通量、高純度分離純化低聚糖的方法來滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求。