中國市售嬰兒奶粉氨基酸與中國母乳成分動態變化差異研究

任琦琦，蔣士龍，鄂志強，張維，魏巧思，詹書涵，姜楚琦，冷友斌

（黑龍江飛鶴乳業有限公司，北京100016）

0 引 言

母乳中含有足夠的營養和生物活性成分，對嬰兒的生存和健康發揮著重要作用[1]。母乳蛋白質和氨基酸作為嬰兒主要的營養物質，在嬰兒組織生長、免疫應答等方面發揮重要作用。母乳蛋白質除了在嬰兒體內氧化提供能量外，還參與多種代謝途徑,以實現基本的身體組織結構和功能[2]。母乳中含量最豐富的α-乳白蛋白是生物活性肽和必需氨基酸的重要來源，含有較多的色氨酸，有利于促進嬰兒的神經系統發育。生物活性蛋白如乳鐵蛋白、免疫球蛋白和溶菌酶等均具有抗菌性，可以增強嬰兒的免疫功能[3]。母乳中的氨基酸模式能夠滿足新生兒出生后早期快速生長發育，適合生物利用，減輕新生兒期腎臟發育不成熟的代謝壓力等[4]。

世界衛生組織（World Health Organization，WHO）建議，嬰兒應在出生6 個月內完全母乳喂養，并可以繼續母乳喂養直至2 歲甚至更久，并輔以適當的輔食[5]。然而，由于種種原因，很多嬰兒不能夠完全母乳喂養，因此，嬰兒配方奶粉作為不能純母乳喂養條件下的首選。嬰兒配方奶粉是在非常狹窄的成分范圍內標準化的，盡管標準制定是以母乳為基礎，然而母乳是受多種因素的影響而動態變化的，包括母體因素和環境因素等[6-7]。研究表明母乳蛋白質、氨基酸含量及其他成分隨著泌乳時間的推移而不斷變化[8-11]。而目前我國市售的嬰兒配方奶粉主要分為三個段位，分別為0～6 個月、6～12 個月以及 12～36 個月，北美國家1 段嬰兒配方奶粉涉及的嬰兒月齡范圍更大，0～12 個月嬰兒通用。因此，這樣按月齡段劃分的每個段位只有相對固定的營養素組成與含量，導致例如0～6個月齡階段的喂養嬰兒配方奶粉的嬰兒無論在何月齡時都是接受相同的營養素供給。

蛋白質是嬰兒喂養食物的關鍵評價指標，蛋白質的營養取決于所含各種氨基酸組成的情況。嬰兒配方奶粉的氨基酸組成與母乳越接近則越有利于嬰兒的各項指標的生長發育。因此，本研究參照食品中氨基酸測定的國家標準方法GB 5009.124-2016《食品安全國家標準食品中氨基酸的測定》對3種1段牛乳乳基奶粉和1 種1 段羊乳乳基奶粉進行了氨基酸分析[12]，并將檢測出的結果與系統綜述的中國母乳中粗蛋白和氨基酸含量數據進行對比，比較當前市售嬰兒奶粉中蛋白質和氨基酸含量與不斷變化的母乳之間的差距，為今后指導嬰兒奶粉配方制定提供證據，使嬰兒奶粉營養組成能夠更加精準地滿足嬰兒生長發育需求。

1 實 驗

1.1 材料與儀器

氨基酸混標，美國Sigma-Aldrich 公司；鹽酸（優級純），德國Meker 公司；茚三酮（分析純），上海三愛思公司；檸檬酸鈉（優級純），美國 Sigma-Aldrich 公司；氫氧化鈉（優級純），美國 Sigma-Aldrich 公司；氮氣（純度99.9%），上海都貿愛凈化氣體公司。市售嬰兒配方奶粉。

L-8900 氨基酸自動分析儀，日本日立公司；分析天平，梅特勒-托利多儀器有限公司；HPG-9245 電熱恒溫鼓風干燥箱，東聯哈爾儀器制造有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品的前處理

精確稱取0.500 g 奶粉樣品于聚四氟乙烯水解管中，向水解管中加入6 mol/L 的鹽酸溶液15 mL 及0.5～1 g 苯酚，混勻，充氮，在110 ℃電熱恒溫鼓風干燥箱中水解22 h 后，冷卻至室溫，定容，轉移200 μL于離心小管中，在60 ℃真空干燥箱內濃縮至干，殘留物中加入0.02 mol/L 的鹽酸溶液1 mL 充分溶解，經0.22 μm 濾膜濾頭過濾。

1.2.2 氨基酸自動分析儀的分析檢測

磺酸型陽離子樹脂色譜柱，柱溫57 ℃，反應器溫度136 ℃，流動相流速：0.400 mL/min，衍生液流速：0.350 mL/min，梯度洗脫。 檢測器波長：570 nm 和440 nm。混合氨基酸標準工作液和樣品測定液分別以相同體積注入氨基酸分析儀,以外標法通過峰面積計算樣品測定液中氨基酸的濃度。

1.3 數據處理

GB 10765-2010《食品安全國家標準嬰兒配方食品》中規定產品在即食狀態下每100 mL 所含的能量應在 250 kJ ～295 kJ 范圍[13]。本研究依據 100 mL 母乳產生約280 kJ 能量計算奶粉樣品在即食狀態下的蛋白質及氨基酸濃度。

蛋白質計算公式如下：

P=B×E×1000

式中：P表示樣品即食狀態下蛋白質含量，mg/100 mL；B表示樣品包裝標簽上的蛋白質含量，g/100 kJ；E表示100 mL母乳產生能量280 kJ，280 kJ/100 mL。

氨基酸計算公式如下：

式中：A表示樣品即食狀態下氨基酸含量，mg/100 mL；J表示樣品氨基酸檢測值，g/100g；E 表示100 mL 母乳產生能量 280 kJ，280 kJ/100 mL；N 表示樣品包裝標簽上的能量值，kJ/100 g。

乳清蛋白含量計算參照Wesley[14]建立的通過特征氨基酸含量折算嬰兒配方粉中乳清蛋白含量。計算公式如下：

式中：Q表示特征氨基酸的比值；Asx表示天冬氨酸和天冬酰胺含量；Ala表示丙氨酸含量；Phe 表示苯丙氨酸含量；Pro表示脯氨酸含量；fw(%)表示乳清蛋白百分比。

2 結果與分析

2.1 母乳蛋白質和氨基酸含量在產后泌乳期的縱向變化

中國母親泌乳期1～180 d 內母乳蛋白質含量的具體變化如下，蛋白質和氨基酸濃度在前60 d 逐漸下降，此后相對穩定。蛋白質和總氨基酸從產后61～180 d，平均濃度分別為 1.11±0.03 g/100 mL 和 0.95±0.02 g/100 mL[8]。在1～180 d 內的不同時間段產后泌乳期必需氨基酸占總氨基酸比例均約為42%。這樣的母乳總蛋白質和氨基酸含量隨泌乳時間變化趨勢也在其他國家研究中發現，Bo L?nnerdal等[15]的一項各國母乳蛋白質和氨基酸含量薈萃分析的研究結果顯示，在前90 d 逐漸下降，此后相對穩定，這項研究90～360 d 泌乳時期的母乳蛋白質和總氨基酸含量結果分別為1.10 g/100 mL 和0.98 g/100 mL，不同泌乳時期的必需氨基酸占總氨基酸比例均約為40%～44%。Gidrewicz D A[16]等一項研究產后12 周之內母乳成分變化的系統綜述發現蛋白質含量逐漸下降到產后4 周，4周后逐漸穩定。Zhang Z等[17]研究發現哺乳的頭2個月中，母乳氨基酸含量均顯著下降，之后趨于穩定。Forsum E等[18]研究發現母乳蛋白質和氨基酸水平在泌乳第一周最高，在出生后28 d逐漸下降，在出生后29 d以后達到相對穩定的水平，直到泌乳結束。Feng P 等[19]研究發現母乳中總蛋白、真蛋白、總氨基酸和大多數氨基酸的平均濃度在哺乳期30 ～188 d 內穩定下降。以上的這些研究結果表明我國母乳蛋白質和氨基酸含量變化與世界范圍內的母乳相當，母乳蛋白質和氨基酸濃度在泌乳前期逐漸下降，此后相對穩定。目前我國市售的嬰兒配方奶粉主要分為三段，分別為0～6 月齡（1 段）、6～12 月齡（2 段）以及12～36 月齡（3 段），并且每個段位有相對固定的營養素組成與含量。通過觀察到的中國母乳蛋白質和氨基酸隨泌乳期的變化可知當前的配方劃分不夠細致。接下來我們又進一步分析了0～6 月齡嬰兒（1 段）配方奶粉的蛋白質氨基酸水平與1～180 d中國母乳的差異。

2.2 中國市售嬰兒奶粉氨基酸含量及與中國母乳對比分析

奶粉樣品即食狀態下每100 mL 所含的蛋白質和氨基酸含量與1～180 d 中國母乳對比見表1[8]。結果顯示，即食狀態下奶粉樣品的蛋白質含量與產后1～180 d母乳平均值相近，但是與產后1～60 d 母乳平均值相比含量較低，與產后61～180 d 母乳平均值相比含量較高。而樣品中氨基酸含量與產后1～60 d 母乳平均值以及1～180 d母乳平均值都較為相近，與產后61～180 d母乳平均值相比含量較高。樣品的必需氨基酸占氨基酸總量的百分比均約為45%，與中國母乳接近。國家標準中規定乳基嬰兒配方食品中乳清蛋白含量應≥60%，按照90% 回收率折算，本研究檢測的1 段奶粉樣品的乳清蛋白含量均超過60%。國標推薦的嬰兒配方食品中必需和半必需氨基酸含量低限值與61～180 d 中國母乳平均值相近，低于1～60 d 中國母乳平均值中含量。但是國標推薦的胱氨酸含量低限值略低于61～180 d 中國母乳平均值。奶粉樣品及1～180 d產后泌乳期不同時間段的各氨基酸占總氨基酸比例見表2，均呈現相對穩定的狀態，除了各樣品中色氨酸、精氨酸、胱氨酸占比略低于中國母乳，其他氨基酸占比與中國母乳基本無差異。在必需氨基酸中，亮氨酸濃度最高，占所有氨基酸的10%；色氨酸濃度最低，占氨基酸總量的2%以下。在非必需氨基酸中，谷氨酸(包括谷氨酰胺)濃度最高，占所有氨基酸的18%；胱氨酸濃度最低，分別占所有氨基酸的2.5%以下。

本研究0～6 月齡嬰兒（1 段）配方奶粉的蛋白質含量在1.4～1.5 g/100 mL，大多數國家都是這樣的濃度設定用于滿足嬰兒在生命第一年的蛋白質需求，與1～180 d 中國母乳平均蛋白質含量1.47 g/100 mL 對比濃度相近，但相對低于產后1～60 d 中國母乳平均值，尤其低于1～30 d 中國母乳平均值，高于產后61-180 d 中國母乳平均值，也就說明國內市售的1 段配方粉的蛋白質氨基酸含量對于出生1～60 d，尤其1～30 d 嬰兒來說營養水平略低，而對于出生61～180 d 嬰兒來說營養水平略高。蛋白質和氨基酸的缺乏或過量都會對嬰兒產生影響。嬰兒早期的蛋白質攝入缺乏影響嬰兒生長發育[20]，而過量與嬰兒快速生長和后期肥胖以及成年后慢性代謝疾病如糖尿病有關[21]，甚至會增加腎臟等器官的負擔，并可能導致代謝調節的過度刺激[22]。許多研究表明，與母乳成熟乳（泌乳期15 d 后）蛋白含量相比，當前嬰兒配方奶粉中通常含有過量的蛋白質，目的是為快速生長的嬰兒提供足夠數量的必需氨基酸。然而，這一做法導致在嬰兒早期發育期間蛋白質攝入量高于必要水平，從而導致與日后慢性疾病發展相關的加速生長模式。因此，研究人員做了關于改良的低蛋白嬰兒配方奶粉支持健康足月嬰兒充分生長的雙盲、隨機對照臨床試驗，各研究設定的1 段嬰兒配方奶粉蛋白質含量在1.0 ～1.25 g/100 mL 之間，略低于GB10765-2010 中規定嬰兒配方食品中蛋白質含量，喂養至嬰兒4-6 月齡，結果顯示低含量的蛋白質是安全的，并能促進嬰兒的正常生長發育，與母乳喂養結果相似[23-29]。當然評估使用低蛋白產品對嬰兒長期健康影響還需要進一步研究，特別是對營養風險人群，如早產兒和小于胎齡兒。我們研究的對比結果顯示，0～6月齡嬰兒（1 段）配方奶粉的蛋白質氨基酸水平與產后1～180 d 中國母乳平均值相近，但卻高于產后61～180 d 中國母乳平均值。因此，我們的研究表明，不應該簡單的降低嬰兒配方奶粉中蛋白質的含量，而是要通過比當前標準更精細的分段更精確的滿足嬰兒對蛋白質的動態需求。

表1 奶粉樣品即食狀態下所含的蛋白質及氨基酸含量

表2 奶粉樣品及母乳中各氨基酸占總氨基酸的比例

表3 奶粉樣品及母乳中必需氨基酸組成模式

2.3 中國市售嬰兒奶粉必需氨基酸組成模式

蛋白質的氨基酸組成是蛋白質在人體內生物利用率的重要影響因素之一。所以無論是配方奶粉中蛋白質限量值下一步調整完善還是進一步細分段位，重點都在模擬泌乳期間母乳氨基酸組成，可以參照本研究的對比數據，見表3，我們對比了GB10765-2010（有代表性中國母乳）、WHO（世界范圍內0-6 月母乳）、1～180 d 中國母乳和奶粉樣品的必需氨基酸組成模式，發現奶粉樣品中如賴氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等仍然與這些母乳來源數據存在差距。當然這樣的對比顯然是不夠準確的，因為奶粉的氨基酸消化率與母乳存在差距，提倡的更為準確的蛋白質品質評估方法是聯合國糧農組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）在2013 年發布的“人體營養中的膳食蛋白質品質評估”報告中推薦用可消化必需氨基酸分數（Digestible Indispensable Amino Acid Score，DIAAS），DIAAS 法是在小腸末端確定氨基酸消化率，可更加準確地測量人體吸收的氨基酸量及蛋白質對人體氨基酸和氮養分需求的貢獻[30]，這提示我們嬰幼兒配方奶粉中蛋白質的氨基酸消化率，需要進一步在動物模型中進行分析（例如以豬仔為動物模型，研究嬰兒奶粉中蛋白質在豬仔小腸末端氨基酸消化率并計算DIAAS）。由于不同的嬰兒奶粉生產過程中熱處理等工藝參數不同，配料的加工和使用也存在差異，通過動物研究分析其蛋白質的小腸末端消化率及DIAAS 尤其重要[31]。雖然存在以上的缺陷，導致不能更準確評估樣品配方粉的蛋白質品質，但我們整體的研究依舊提示我們配方粉的氨基酸變化和母乳的動態變化有差別，需要重新思考分段。

3 結 論

關于中國母乳蛋白質含量和氨基酸組成的系統評價以及其他國家的研究表明，母乳蛋白質和氨基酸濃度是隨著泌乳期的推進動態變化的，在前60～90 d逐漸下降，此后相對穩定。從蛋白質含量和氨基酸組成方面評估我國市售0～6 月齡嬰兒（1 段）配方奶粉的營養狀況，可認為0～6 月齡嬰兒（1 段）配方奶粉與產后1～180 d 母乳的蛋白質和氨基酸含量平均值接近，但是與產后61～180 d 中國母乳的蛋白質和氨基酸含量平均值相比含量較高。這樣的結果啟示著我們0～6月齡嬰兒（1 段）配方奶粉是否應進一步細化分段以更加適應相應月齡嬰兒的營養需求。下一步我們也會繼續研究不同泌乳期中國母乳的其他營養成分組成及含量變化，為進一步配方分段提供更加充足的證據。