酪蛋白磷酸肽在嬰幼兒配方奶粉中的功能及其檢測方法研究

張永利　陶妃妃　楊雪　薛鑫　張小玲　羅自生

摘 要：酪蛋白磷酸肽（CPPs）作為酪蛋白的酶解產(chǎn)物，不僅能夠為嬰幼兒提供大量的必需氨基酸，還可以促進(jìn)嬰幼兒對礦質(zhì)元素的吸收，具有預(yù)防齲齒、增強(qiáng)免疫力等作用。但自2012版GB 14880中規(guī)定酪蛋白磷酸肽可用于嬰幼兒配方食品以來，關(guān)于嬰幼兒配方奶粉中CPPs的檢測方法一直處于空缺狀態(tài)，直到2018年才發(fā)布了食品中CPPs檢測的征求意見稿，但關(guān)于嬰幼兒配方奶粉中CPPs的最佳檢測方法也一直存在爭議。本文中首先介紹了CPPs在嬰幼兒配方奶粉中的作用，并針對嬰幼兒配方奶粉中CPPs的檢測方法進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：酪蛋白磷酸肽;嬰幼兒配方奶粉;檢測方法

Abstract：As an enzymatic hydrolysis product of casein， casein phosphopeptide can not only provide infants with a large amount of essential amino acids， but also promote the absorption of mineral elements by infants and young children， prevent dental caries and enhance immunity. But since 2012 edition Since GB 14880 stipulates that CPPs can be used in infant formula， the detection method for CPPs in infant formula has been in a vacant state. The consultation draft for the detection of CPPs in food was not released until 2018， but regarding infants and young children the best method for detecting CPPs in formula milk has also been controversial. This article first introduces the role of CPPs in infant formula， and studies the detection methods of CPPs in infant formula.

Key words：Casein phosphopeptide; Infant formula; Detection method

中圖分類號：TS252.51

酪蛋白作為牛奶中的主要蛋白，能夠給嬰幼兒提供大量的必需氨基酸，但與乳清蛋白相比，酪蛋白更大且更硬，嬰幼兒難以消化，若嬰幼兒配方奶粉中酪蛋白比例過高，則可能導(dǎo)致嬰幼兒食欲下降和消化不良等。近年來，許多研究表明酪蛋白的酶解產(chǎn)物能夠與多種礦物質(zhì)結(jié)合，促進(jìn)其消化和吸收，酪蛋白磷酸肽（Casein phosphopeptides，CPPs）即是酪蛋白酶解產(chǎn)物的一種。國外對于CPPs的研究和應(yīng)用較早，而我國直到2012年才在GB 14880-2012中將CPPs列為營養(yǎng)強(qiáng)化劑，并規(guī)定其在嬰幼兒配方食品中的使用限量為≤3.0 g·kg-1，自此，貝因美、雅士利、飛鶴等嬰幼兒奶粉品牌紛紛推出添加CPPs的產(chǎn)品，并受到了市場的廣泛歡迎。2014年公布的GB 31617-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑 酪蛋白磷酸肽》中有規(guī)定CPPs原料的檢測方法，但對于嬰幼兒配方奶粉中CPPs的檢測方法一直處于空缺狀態(tài)。本文主要介紹了CPPs在嬰幼兒配方奶粉中的作用，并探討了嬰幼兒配方奶粉中CPPs的檢測方法。

1 CCPs在嬰幼兒配方奶粉中的功能

1.1 促進(jìn)鈣的吸收，預(yù)防佝僂病

礦質(zhì)元素一般是在腸道內(nèi)被吸收利用，而在被吸收前必須是離子形式。以鈣為例，在小腸前段部分，維生素D能夠促進(jìn)鈣的主動吸收，但在小腸后段部分，鈣只能靠被動吸收，其吸收效率與鈣離子的濃度直接有關(guān)，且在中性或偏堿性環(huán)境中生成沉淀而流失，而CPPs可與鈣直接結(jié)合，防止沉淀的生成，直至被腸壁吸收后才與鈣分離。早在20世紀(jì)40年代，國外學(xué)者就從酪蛋白的酶解產(chǎn)物中分離得到磷酸肽，且證明這些肽類能夠與鈣鹽結(jié)合形成具有較好溶解度的物質(zhì)，從而增加鈣的吸收利用率[1]。

目前，國內(nèi)外嬰幼兒配方奶粉中鈣的強(qiáng)化來源仍然是以碳酸鈣、磷酸三鈣、磷酸氫鈣等不溶性鈣為主，其吸收利用率極低，這也是導(dǎo)致嬰幼兒佝僂病的主要因素之一。關(guān)于嬰幼兒佝僂病的預(yù)防，目前以補(bǔ)充維生素D為主，而添加CPPs能夠在維生素D缺乏的情況下，強(qiáng)化嬰幼兒骨骼的鈣化，達(dá)到預(yù)防佝僂病的目的。此外其他的研究還表明，CCPs有助于螯合鋅、銅、鐵、錳、硒等礦物質(zhì)元素的吸收[2]。

1.2 預(yù)防齲齒

據(jù)相關(guān)流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，我國兒童齲齒平均發(fā)病率高達(dá)71%（50%～90%），齲齒已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織（WHO）列為繼心血管疾病和腫瘤之后的第三大需要重點(diǎn)防治的疾病。據(jù)相關(guān)研究顯示，CPPs能夠與磷酸鈣結(jié)合生成復(fù)合體CPP-ACP，而CPP-ACP具有促進(jìn)牙釉質(zhì)損傷修復(fù)和腐蝕牙齒再礦物質(zhì)化[3]。目前在日用品行業(yè)，CPPs也被作為抗齲齒添加劑廣泛應(yīng)用于各大品牌牙膏中。喝奶粉的嬰幼兒常會發(fā)生齲齒，即奶瓶性齲齒，是嬰幼兒時期最常見的口腔性疾病之一，一旦發(fā)生齲齒則無法自愈。嬰幼兒無法與成人一樣用添加CPPs的牙膏進(jìn)行牙齒清潔，因此通過在配方奶粉中添加CPPs能夠有效預(yù)防嬰幼兒齲齒的發(fā)生。

1.3 增強(qiáng)免疫力

在CPPs的結(jié)構(gòu)中，共有3個氨基酸殘基具有調(diào)節(jié)免疫的功能，其中有2個是磷酸絲氨酸殘基，分別位于CPPs的N、C兩端，形成Ser（P）-X-Ser（P）的結(jié)構(gòu)。有研究表明，Ca2+是觸發(fā)淋巴細(xì)胞增殖的第一信號，其對應(yīng)的載體能夠促進(jìn)淋巴細(xì)胞的增殖。而CPPs中的Ser（P）結(jié)構(gòu)能與Ca2+螯合，預(yù)防鈣離子的沉淀，提高鈣離子的吸收率，進(jìn)而間接增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能[4]。此外還有研究表明，CPPs能通過影響細(xì)胞因子的分泌來調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能，國外學(xué)者發(fā)現(xiàn)CPPs能夠促進(jìn)小鼠脾細(xì)胞培養(yǎng)物中IL-5和IL-6的分泌，而IL-5能夠促進(jìn)B淋巴細(xì)胞的增殖，IL-6則能促進(jìn)B淋巴細(xì)胞的分化，最終的結(jié)果是添加CPPs的小鼠脾細(xì)胞培養(yǎng)物中IgA水平明顯高于對照組[5]。

2 酪蛋白磷酸肽的檢測研究

自2012版GB 14880-2012中規(guī)定酪蛋白磷酸肽可用于嬰幼兒配方食品以來，關(guān)于嬰幼兒配方奶粉中CPPs的檢測方法一直未發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)檢測方法，而GB 31617-2014附錄A中的檢測方法只適用于酪蛋白磷酸肽原料的檢測，并不適用于食品中酪蛋白磷酸肽的檢測。目前關(guān)于嬰幼兒配方奶粉中CPPs的檢測常用的主要有HPLC和HPLC-MS/MS法2種，下面分別進(jìn)行介紹。

2.1 高效液相色譜法（HPLC）

隨著色譜技術(shù)的飛速發(fā)展，HPLC已經(jīng)在食品、日用品、藥物等各大行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。目前，國內(nèi)大部分嬰幼兒配方奶粉企業(yè)主要是采用液相色譜法檢測CPPs，但由于缺乏國家標(biāo)準(zhǔn)方法的指導(dǎo)，不同企業(yè)具體檢測方法及流程不盡相同，因此檢測結(jié)果也會各有差異。2018年發(fā)布《食品安全標(biāo)準(zhǔn) 食品中酪蛋白磷酸肽的測定（征求意見稿）》中推薦的方法是

HPLC-MS/MS法，但許多學(xué)者對于嬰幼兒配方奶粉中CPPs的最佳檢測方法仍然存在爭議。

HPLC法由于操作簡單、檢測準(zhǔn)確、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)適用于全面推廣應(yīng)用，但其缺點(diǎn)在于特異性偏低，易受雜質(zhì)峰的干擾，而奶粉成分復(fù)雜，不同配方及工藝可能產(chǎn)生不同的雜質(zhì)峰，這就需要檢測人員根據(jù)具體嬰幼兒配方奶粉對HPLC流動相的梯度進(jìn)行優(yōu)化，避免雜質(zhì)峰對特征峰的干擾。從目前研究來看，經(jīng)過優(yōu)化后HPLC法也能準(zhǔn)確測量嬰幼兒配方奶粉中的CPPs[6-8]。

2.2 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（HPLC-MS/MS）

嬰幼兒配方奶粉成分十分復(fù)雜，且又分為干法工藝、干濕復(fù)合工藝、濕法工藝3種，因此不同成分及工藝的配方奶粉可能存在不同的干擾因素。HPLC-MS/MS結(jié)合了色譜和質(zhì)譜的優(yōu)勢，具有極高的靈敏度和特異性，可以有效避免各種干擾因素[9]。但CPPs是酪蛋白的酶解產(chǎn)物，而酪蛋白又分為as1、as2、b等組分，因此不同廠家原料、生產(chǎn)工藝的差別，所生產(chǎn)的CPPs分子量也各不相同[10]。而在進(jìn)行質(zhì)譜分析時，必需先知道其分子量，篩選其特征肽段，才能確定最終的檢測方法和換算系數(shù)，這在一定程度上增加了檢測的難度。從征求意見稿中可知，HPLC-MS/MS檢測嬰幼兒配方奶粉中CPPs的定量限為0.1 g·kg-1，而目前市面上嬰幼兒配方奶粉中CPPs的添加量一般在30～300 mg/100 g，因此該方法能夠滿足嬰幼兒配方奶粉中CPPs的檢測。

3 結(jié)語

目前市場上許多嬰幼兒配方奶粉中都有強(qiáng)化CPPs。HPLC操作簡單、成本低廉，但其特異性不高，易受雜質(zhì)峰的干擾。HPLC-MS/MS具有較高的靈敏度和特異性，但因CPPs的分子量并不固定，需要根據(jù)具體原料篩選其特征肽段才能進(jìn)行定量，因此操作難度要高于HPLC，此外HPLC-MS/MS檢測成本也比HPLC高很多。因此，關(guān)于嬰幼兒配方奶粉中CPPs的檢測，HPLC和HPLC-MS/MS各有其優(yōu)缺點(diǎn)。但綜合考慮筆者認(rèn)為HPLC法檢測嬰幼兒配方奶粉中CPPs的性價比更高。

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