母乳及嬰幼兒配方奶粉中脂肪酸的組成及分布特點

杜芳芳，李建平，鄭曉輝，姜 悅，陳競男*

母乳及嬰幼兒配方奶粉中脂肪酸的組成及分布特點

杜芳芳1，李建平1，鄭曉輝1，姜 悅1，陳競男2,*

（1.潤科生物工程（福建）有限公司，福建 漳州 363500；2.河南工業大學糧油食品學院，河南 鄭州 450001）

母乳是嬰幼兒成長最自然、最安全、最理想的食品，是嬰幼兒營養的最佳來源。近年來，國內外對母乳脂肪酸的研究逐漸增多，不僅關注其中的長鏈多不飽和脂肪酸對嬰幼兒生長發育的功能性質，并逐漸意識到母乳中甘油三酯獨特的組成特點，尤其是母乳脂肪酸在甘油三酯中的位置分布對嬰幼兒消化吸收具有重要影響。本文對母乳及嬰幼兒配方奶粉中乳脂的組成特點進行綜述并提出一些參考建議，旨在為嬰幼兒配方奶粉生產企業提供一定的指導。

母乳；嬰幼兒配方奶粉；乳脂；甘油三酯；sn-2脂肪酸

母乳被譽為人類的“白色血液”，其成分達2 000多種，其中含有大量嬰幼兒生長發育必不可少的組成成分，如脂肪、蛋白質、碳水化合物、維生素、礦物質、多種促生長因子以及易于消化吸收的酶類和活性細胞等[1]。隨著社會的發展，越來越多的母親由于工作或身體原因而不能進行母乳喂養，因此選擇以母乳為黃金標準的合適嬰兒配方奶粉成為母乳的最佳替代品。其中嬰幼兒配方奶粉是以類似母乳組成的營養元素為目標，通過添加或提取牛乳中的某些成分，使其組成不但在數量上、質量上而且在生物學功能上都無限接近于母乳的，經過配制和乳粉干燥技術制成的調制乳粉，使其具有和母乳相同或相似生理功能的嬰幼兒配方奶粉。其中母乳中脂肪酸一直是研究的熱點，國內外研究不僅需要聚焦于母乳脂肪酸組成含量以及其中的長鏈多不飽和脂肪酸對嬰幼兒健康的影響，更要關注母乳脂肪酸在甘油三酯中的位置分布對嬰幼兒消化吸收的影響[2]。

1 母乳脂肪酸的基本組成特點

1.1母乳中脂肪酸的組成特點及影響

母乳脂肪的消化吸收是嬰幼兒營養的重要方面，人類母乳中含3%～5%的脂肪，其中的甘油酯占98%以上，這些脂肪提供給嬰兒生長發育45%～60%的能量和必需脂肪酸，脂肪酸合成甘油三酯的形式使其熔點低于38℃，比較容易吸收[3-4]。母乳喂養時，嬰幼兒一般能夠從母乳脂肪中攝取50%的熱量，但常見的牛乳中能夠被消化吸收的脂肪只有66%，仍有大量脂肪不能被消化吸收，這樣既損失了牛乳中脂肪的利用率，還降低了鈣、鎂等礦物質及脂溶性維生素的吸收利用[5]。

很多研究者在不同國家地區對不同母乳脂肪酸進行了較為詳細的研究發現[4-10]：不同地區母乳的脂肪酸組成和分布類似，不同飲食習慣的人群其含量略有差異，其中的飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸以及多不飽和脂肪酸均具有高度特異性的位置分布，而母乳中脂肪酸的組成、含量及其在甘油三酯中的位置分布也影響其功能的發揮，如神經系統的發育和信號分子類二十烷酸類物質的合成。

脂肪酸在天然油脂甘油三酯上的分布具有一定的規律性。隨著分析技術的發展，科學界積累了大量的分析數據，認識到脂肪酸在甘油3個羥基位置上的分布是有選擇性的，sn-1、sn-2、sn-3位是有區別的，一般來說，植物種子油中的油酸、亞油酸選擇性地與甘油的sn-2位羥基結合，其余的脂肪酸包括多余的油酸與亞油酸，分布在甘油的sn-1位和sn-3位[11]。

母乳脂肪酸具有特殊的組成和結構形式，其中油酸含量最高，其次是棕櫚酸和亞油酸，還含有少量的長鏈多不飽和脂肪酸（long-chain polyunsaturated acid，LC-PUFA），其特別的結構形式也影響其功能的發揮，即70%左右的棕櫚酸分布于甘油三酯的sn-2位，硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸等主要分布在sn-1,3位，這種位置分布有利于脂肪、礦物質的吸收和利用。研究表明，棕櫚酸分布在sn-2位對嬰幼兒的發育至關重要，sn-2位上的棕櫚酸比sn-1,3位上的棕櫚酸吸收率高。其機理是乳脂在嬰兒體內分解為游離脂肪酸和2-甘一酯形式進行吸收，2-甘一酯是大多數脂肪酸中一種較易被黏膜吸收的形式，容易與膽汁酸形成混合膠束，且不與二價陽離子形成不溶性皂，如果在腸中長鏈游離飽和脂肪酸過多，易與礦物離子結合形成不溶性皂化物，從而增加大便硬度，造成嬰兒便秘甚至腸堵塞，因此棕櫚酸分布在乳脂甘油三酯的sn-2位，不僅易于嬰兒對棕櫚酸的吸收，而且可以避免嬰兒便秘的發生，與此同時促進嬰兒對鈣等礦物質和脂溶性維生素等的吸收[12-13]。

1.2乳脂中sn-2位LC-PUFA及其可能生物利用性

研究者們通過采集大量母乳和嬰幼兒配方奶粉樣品進行分析發現[6-7]：母乳中除了棕櫚酸大部分結合在甘油三酯的sn-2位，油酸和亞油酸大部分酯化在sn-1,3位外，另一個顯著特點是對嬰幼兒成長發育至關重要的LC-PUFA，如二十碳四烯酸（arachidonic acid，C20∶4n-6，ARA）、二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，C22∶6n-3，DHA）也大多位于甘油三酯的sn-2位（表1）。

表1 母乳及牛乳脂肪中部分脂肪酸在ssnn-2位分布的相對百分含量[66,,1144]]Table 1 Relative contents of partial fatty acid inssnn-2 position in human milk and cow milk[66,,1144]]

研究表明[4,15]與隨機結構的甘油三酯相比，DHA和ARA在sn-2位的特殊結構甘油三酯更利于人體吸收，淋巴對特殊結構甘油三酯M-n3-M（n-3 PUFA位于sn-2位，其中主要是DHA）中PUFA以及淋巴脂質的轉運率顯著升高，sn-2位的PUFA更利于淋巴和腸內的吸收。另有研究指出進食特殊結構油脂會使DHA在大腦中含量最高，而喂養隨機結構的油脂，DHA則在肝臟中含量最高，這表明進食不同結構的甘油三酯會導致脂肪酸代謝的差異[16-17]，即脂肪酸在sn-2位比在sn-1,3位的吸收利用更有效。此外Straarup等[18]也研究認為特殊結構油脂有助于提高正常和吸收不良大鼠體內的水解和吸收速率。

來自不同國家和地區的大量研究數據顯示[4-7,19]，盡管不同地區母乳中DHA和ARA含量可能會有差異，但整體而言母乳甘油三酯中大約一半的ARA和DHA位于sn-2位（圖1）。從這種特有分布可知嬰兒在攝入母乳甘油三酯后，ARA和DHA是以2-酰基-sn-甘油和游離脂肪酸的形式同比例被吸收，也就是在母乳喂養的嬰兒中，不能被胰脂肪酶水解的外部位置的ARA和DHA可以被胃脂肪酶和膽鹽誘導脂肪酶水解。而與母乳不同的是，嬰兒奶粉中缺乏誘導膽鹽脂肪酶的活性因子，因而導致嬰兒體內對甘油三酯sn-1和sn-3位酯鍵水解能力降低[6-7,15]。 而這個問題可以通過選擇長鏈多不飽和脂肪酸，如DHA在sn-2位的甘油三酯強化配方奶粉來解決，因為特殊結構的甘油三酯（sn-2主要是DHA）更利于人體吸收DHA。

圖1 母乳甘油三酯中長鏈多不飽和脂肪酸ARA和DHA的位置分布[[77]]Fig.1 Positional distribution of polyunsaturated fatty acids (ARA and DHA) in colostrum triglycerides[7]

此外，Wijesundera等[20-21]對含DHA的特殊結構甘油三酯位置異構體的氧化穩定性研究結果顯示：DHA在sn-2位的甘油三酯隨著加熱時間的增長損耗更低，二級氧化產物丙醛和反,反-二烯醛更少，說明DHA在甘油三酯sn-2位的氧化穩定性更高。

1.3母乳脂肪中PUFA的功效作用

母乳中不僅含有牛奶中含有的亞油酸、亞麻酸等對嬰兒成長發育至關重要的PUFA，還含有有益于大腦、眼睛和心臟健康的重要物質DHA和ARA，二者均是膜磷脂的主要組成物質，尤其對視網膜、大腦（以DHA為主）和血小板（以ARA為主）的發育至關重要[22]。DHA是大腦和眼部中的一種主要結構性脂肪酸，在大腦中占n-3脂肪酸的比例高達97%，在眼部中的比例達93%。

DHA有利于中樞神經系統，視網膜，智力、認知能力和解決問題能力以及脈管系統和免疫系統的發育[23-24]。醫學研究[25]顯示，新生兒在出生后的前幾個月腦部發育尚未完成，腦細胞數量還在迅速增加、細胞體積還在增大，是腦部發育的關鍵時期，為滿足這一時期生長發育的需要，必須供給豐富的DHA，以促使其智力潛能得到最大程度的提升。研究發現DHA對細胞膜興奮性的改變、視蛋白的激活、酶的活性及視網膜神經遞質的代謝均有重要的影響，DHA還會影響發育過程中特定基因的轉錄[26]，且大量臨床研究指出，DHA與嬰幼兒神經細胞發育過程中的反應靈敏程度和視覺靈敏度有很大關系[27-31]，DHA是視網膜光受體中最豐富的LC-PUFA，是視網膜的重要構成成分，占視網膜脂肪總量的50%，為維持視紫紅質的正常功能所必需。美國科學家對18月齡的嬰幼兒進行隨機臨床研究顯示，與用非強化DHA配方奶粉喂養的嬰幼兒相比，強化DHA的配方奶粉喂養嬰幼兒17周后，其12月齡時的視敏度有明顯提高，18月齡時的智商分數顯著提高，智力發展指數平均高出7分，DHA補充組的兒童記憶力、解決簡單問題的能力及語言能力都明顯高于對照組兒童[32]。美國《臨床營養學雜志》報道，嬰兒從出生開始食用添加了ARA（0.42 g/L）和DHA（0.21 g/L）的配方奶粉至1歲左右，會提高嬰兒在6、17、52周時的視覺靈敏度[27]。

DHA能顯著提高兒童智力發育水平，Willatts等[28]對44個隨機分配的新生兒從出生開始到4月齡，分別補充與不補充LC-PUFA（主要是ARA和DHA）在10月齡時的認知能力進行評估，結果表明補充LC-PUFA的嬰兒有更高的解決問題能力和智商指數。尤其在早產兒的體內DHA的濃度偏低，需要特別補充DHA，才能使其體內DHA濃度回升到正常水平[33-34]。已有研究[12,35]指出：早產兒的身體質量和出生長度與體內的DHA呈正相關。與足月的嬰兒相比，早產兒的DHA貯存是不足的，因為他們在孕期的后3個月缺乏對DHA吸收（因為胎兒在妊娠晚期對DHA的吸收速率最高），如果出生后在膳食中不能提供足夠的DHA，就會導致早產兒體內DHA含量的急劇下滑，會對嬰兒的生長發育帶來極為不利的影響。為了讓非母乳喂養的嬰幼兒的食品更接近母乳，目前嬰幼兒配方奶粉中不僅需要注重對這些成分的強化，而且更應該注重產品中脂肪的結構，研究者建議母乳和早產兒配方奶粉中應該含有約1.5 g DHA/100 g總脂肪酸來預防和補充DHA的缺乏[36]。

ARA屬n-6族長鏈多不飽和脂肪酸，作為一種人體必需的結構脂類（磷脂）的重要脂肪酸廣泛存在于哺乳動物的器官、肌肉和血液組織中，另外還是許多具有特殊活性的二十碳酸衍生物（如前列腺素、前列環素、血栓素、白三烯等）的直接前體。缺乏ARA對于嬰幼兒組織器官的發育，尤其是大腦、神經系統及視力發育可能產生嚴重不良影響，因此許多國家已批準嬰幼兒配方奶粉中需要添加ARA。在成人體內ARA可由亞油酸少量轉化而成，但對于嬰幼兒來說，其體內合成ARA的能力較低，主要依靠從食物中攝取以利于發育。

2 嬰幼兒配方奶粉中的脂肪酸

配方奶粉專用粉末油脂即仿母乳奶油粉，是依照母乳營養成分經科學配方、利用微膠囊技術加工而成，與奶粉有相同物理結構與感官性能的水包油型制品，主要成分為乳糖、酪蛋白、脂肪（往往富含不飽和脂肪酸）、維生素與微量元素以及益腸道功能的雙歧桿菌、乳酸菌。其中選擇性地將玉米油、大豆油、椰子油、葵花油或棕櫚油等油脂進行調配，再添加含有嬰幼兒成長發育需要的DHA、ARA油脂及牛乳脂，使其脂肪酸組成與母乳中脂肪酸含量類似[37]（表2）。

表2 母乳與仿母乳奶油粉的脂肪酸組成[377--3388]]Table2 Fatty acid composition of human milk and mimic human milkcream powder[377--3388]]

嬰兒配方奶粉中乳脂的脂肪酸組成如果既符合總脂肪酸組成特點，也能符合sn-2位脂肪酸分布特點，則嬰兒能夠很好地吸收其營養成分滿足生長發育需要。然而仿母乳奶油粉中甘油三酯的結構不一定與母乳類似，目前牛乳以及絕大多數市場上銷售的嬰幼兒配方奶粉中，大約有80%的棕櫚酸在甘油三酯的1位和3位上，這對嬰幼兒的消化吸收是不利的。

為使嬰幼兒配方奶粉中脂肪酸的含量和位置分布接近于人乳脂肪，近些年來很多研究集中于母乳脂肪類似物的研究，如母乳化結構油脂是一種模仿母乳中脂肪酸組成和位置分布，添加于嬰兒配方奶粉的甘油三酯混合物，是采用現代酶技術對油脂進行改性，改變普通嬰幼兒配方奶粉植物油中棕櫚酸的位置，使之大量被酯化到甘油主鏈的sn-2位，并將其與富含不飽和脂肪酸的植物油混合，生產出棕櫚酸結構與含量接近母乳的新型嬰幼兒配方奶粉。已有規?；a的脂肪酸結構母乳化的植物脂肪混合物，也是模仿人乳脂肪的結構和在sn-2位棕櫚酸的含量，運用選擇性脂肪酶合成富含sn-2棕櫚酸的甘油三酯。且研究結果表明，食用富含sn-2棕櫚酸甘油三酯的嬰幼兒均提高了對Ca2+和棕櫚酸的吸收，并且血管中鈣皂的沉積較少。而目前針對一些對嬰兒成長至關重要的LC-PUFA的位置研究則較少，大部分配方奶粉甘油三酯的sn-2位中LC-PUFA含量與母乳相差較大，這極大地影響了嬰幼兒對這些重要LC-PUFA的利用[39]。

3 嬰幼兒配方奶粉中DHA和ARA的主要來源及差異

目前而言，PUFA的來源主要有海洋魚類、海藻和真菌3 類，還有少量來自蛋黃衍生脂質。而直接添加于嬰幼兒奶粉或者作為嬰幼兒奶粉中補充劑的DHA主要來源于魚油和微藻油，其中魚油主要來源于脂肪含量較高的海魚中，微藻油則是通過生物工程的方法進行微藻培養后，進行提取精制得到，ARA主要來源于真菌發酵，此外，人體也可以從其他脂肪酸轉化合成一些DHA和ARA，不過轉化效率很低，直接從飲食中攝取還是DHA和ARA的主要來源。

魚油在過去因為價格便宜，在食品工業中已經廣泛地用作嬰幼兒和孕婦的食品原料和強化DHA的來源。隨著海洋環境污染問題的突出，魚油的安全性也正在受到挑戰[40]，英國科學家Jacobs等[41]和德國科學家Vetter等[42]研究指出，在海洋環境中持續性有機污染物可通過食物鏈在不同級別的生物中進行積累，而魚在海洋食物鏈中占有較高的地位，其體內可積累不同種類的有機污染物，而魚油中所含有的持續性有機污染物及其危害一直被人們忽視?？茖W家通過研究來自不同國家的魚油產品表明其中均含有顯著量的持續性有機氯污染物，同時還含有二噁英（dioxin）和毒殺芬（toxaphene）等，這意味著若天天進食含此類魚油的食品，相當于逐步在體內積累持續性的有機污染物[43]，這些對于嬰幼兒來講是極為不利的。

魚油中不可避免含有一定量的二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，C20∶5n-3，EPA），而DHA和EPA均屬于n-3 PUFA，DHA和EPA通過代謝進入磷脂結構過程中都利用相同的酶進行脂肪酸延伸和去飽和，在一定程度上會產生競爭，為避免EPA對嬰幼兒生長發育所造成的抑制作用，聯合國糧食及農業組織/世界衛生組織專家委員會的報告指出，添加于奶粉中的魚油，其DHA與EPA的比例最低應該為10∶1[22,44]。此外，EPA還是ARA的競爭性抑制劑，當EPA在體內的濃度較高 （非正常生理濃度）時，它優先進入細胞磷脂合成途徑，抑制由ARA開始的磷脂合成，且減少ARA合成活性二十烷類物質的機會，這種現象會對新生兒的生長產生阻滯作用[45-46]。

目前各國孕婦、哺乳期婦女和兒童食品中的DHA主要來源于微藻油，ARA主要來源于真菌（高山被孢霉）發酵油[47]。微藻油屬于植物來源的油脂，整個生產過程由始至終都完全按照現代優良生產操作規程（Current Good Manufacture Practices，cGMP）進行生產，不影響生態可持續發展，從微藻純種培養到精煉都需嚴格消毒、無菌操作，并可采用國際認可的食品安全生產及控制管理技術，所生產的微藻油純度高、無污染，而且微藻油DHA穩定，具有獨特的海藻味，不含魚腥味，而且還含有甾醇等有益成分，具有魚油所不可相比的健康優勢，在國際食品尤其是高端食品及保健品市場上供不應求。而真菌發酵生產ARA油脂也具有相似的優勢，因此微生物油脂的安全性遠遠高于其他來源的PUFA產品，得到國際社會廣泛認可，美國食品藥品監督管理局批準其為“一般認為安全”（Generally Recognized as Safe，GRAS）的產品，可用于美國市場的嬰幼兒配方奶粉和食品中，同時歐盟、加拿大、德國、澳大利亞、新西蘭、日本、中國等也批準其用于食品中。

4 含DHA的微藻油和ARA油脂

很多嬰幼兒配方奶粉中添加富含DHA的魚油進行營養強化，有關魚油甘油三酯中脂肪酸位置分布的大量研究顯示不同種類魚油的脂肪酸組成有較大差異，尤其DHA含量根據魚油來源的不同更是大有不同，0.4%～29.3%不等，而大部分魚油中ARA含量則相對較少（0.1%～3%），只有部分淡水魚會較高（14%左右）[48-49]，這一含量遠低于發酵生產的油脂。

其中大部分魚油中DHA和ARA在甘油三酯sn-2位的含量略高于sn-3位，sn-1位一般含量很少，說明LC-PUFA在天然魚油中更傾向存在于sn-2位[50-51]。有關含DHA微藻油中甘油三酯的組成研究也有很多[52-54]，且不同種類微藻油中DHA含量更是不同，0.1%～60%不等，有的甚至通過優化篩選可以更高，進而得到較優的脂肪酸組成與DHA含量，而涉及微藻油甘油三酯中DHA位置分布的研究則很少。表3中列舉了國內某知名DHA供應商生產的一種DHA微藻油中DHA在sn-2位的分布情況，可知該品牌微藻油中超過50%的DHA位于甘油三酯sn-2位上，這一結構特點與母乳脂肪很相似，這對應用于嬰幼兒配方奶粉來講是極為有利的。但并不是所有市售微藻油的甘油三酯都具有類似的結構，這與微藻的產品特性及發酵工藝等均具有極大的關系，如表3中列舉的國外某DHA微藻油產品，其DHA在甘油三酯sn-2位的含量則沒有類似母乳的這一特點，sn-2位DHA含量占其總量約1/3。而對于嬰幼兒配方奶粉來講，若能選擇一種類似母乳脂肪酸組成的微藻油產品進行DHA營養的強化，則可以更利于嬰幼兒的消化吸收。

表3 部分市售微藻油主要脂肪酸組成TTaabbllee 33 Fatty acid profiles of commercial microalgal oils

sn-2位脂肪酸相對含量/%=

發酵法生產的ARA油脂中ARA含量可達50%以上，是嬰幼兒配方奶粉中ARA的最主要來源，文獻報道顯示發酵法生產的油脂其sn-2位ARA含量與魚油相比無顯著優勢[50-51,55]，且目前國內市場各品牌ARA油脂中ARA在sn-2位相對百分含量主要在30%～40%之間，并無顯著差異，因此，針對結構特異性的ARA油脂有待繼續研究。

5 結 語

母乳作為嬰幼兒成長最自然、最安全、最理想的唯一天然食物，是嬰幼兒營養的最佳來源。因此，嬰幼兒配方奶粉中脂肪酸的組成也應以母乳為黃金標準，參照其甘油三酯獨特的脂肪酸組成、含量及位置分布進行設計，選擇更安全、更有益的油脂進行配制，使之更接近母乳組成，從而使嬰幼兒能更好地消化和吸收營養。

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Characteristics of Fatty Acid Composition and Distribution in Human Milk and Infant Formulas

DU Fangfang1, LI Jianping1, ZHENG Xiaohui1,JIANG Yue1, CHEN Jingnan2,*
(1. Runke Bioengineering (Fujian) Co. Ltd., Zhangzhou 363500, China; 2. College of Food Science and Technology, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China)

Human milk is the most natural, safe and ideal food for infants, as well as the best source of infant nutrition. More studies were focused on the composition of human milk fat in recent years. People are not only concerned about the functions of long-chain polyunsaturated fatty acids, but also come to realize the special composition of human milk fat, especially the significant effect of human milk triglyceride structure on infant’s digestion and absorption. In this paper, we summarize the fat composition features of human milk and infant formulas and give some recommendations which might lead to improvement in infant formula processing to enhance nutritional levels.

human milk; infant formulas; milk fat; triglyceride;sn-2 fatty acid

TS22; TS252

1002-6630（2015）11-0245-06

10.7506/spkx1002-6630-201511046

2014-10-22

國家科技部創新基金項目（12C26214405406）；福建省科技廳“區域科技重大項目”（2011N3016）；

河南工業大學高層次人才基金項目（2013BS038）

杜芳芳（1988—），女，碩士，研究方向為脂質化學與品質。E-mail：rkbj@gdrunke.com

*通信作者：陳競男（1982—），女，講師，博士，研究方向為天然產物、功能性食品。E-mail：chenjingnan813@126.com