驢乳營養(yǎng)特性及其活性成分熱穩(wěn)定性研究進展

趙家樂，韓立華，杜軍，杜裕和，周麗萍，毛學英

（1.中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院教育部北京市共建功能乳品重點實驗室，北京100083；2.新疆昆侖綠源農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限責任公司，新疆和田848000）

0 引言

驢乳不僅具有較高的營養(yǎng)價值，還具有良好的功能特性。與反芻動物乳相比，驢乳含有較高比例的必需脂肪酸和不飽和脂肪酸，使其在預防心血管疾病和自身免疫病等方面具有良好的效果[1]。驢乳與人乳的乳糖含量相近，不僅提高了其口感，而且有利于促進機體對鈣的吸收[2]。此外，驢乳致敏性較低，牛乳蛋白過敏的嬰幼兒對驢乳表現(xiàn)出良好的耐受性[3]。

驢乳中豐富的抑菌活性成分及其較強的抑菌活性是驢乳區(qū)別于其它乳源的另一個重要特征。高含量的溶菌酶、乳鐵蛋白、免疫球蛋白以及生物活性肽等使得驢乳具有較高的抗炎[4]、抑菌[5]、抗腫瘤[6]等活性，這些抑菌成分降低了胃腸道感染的發(fā)生率，尤其是在嬰幼兒時期效果更為明顯[7-8]。

為了更好地開發(fā)和利用驢乳，本文將驢乳的基本組成、營養(yǎng)價值等方面與牛乳和人乳對比分析，并總結(jié)歸納了驢乳的主要抑菌成分及其作用機制。在此基礎上，分析了熱處理對驢乳抑菌活性成分的影響，以期為驢乳的進一步研發(fā)提供理論基礎。

1 驢乳的營養(yǎng)成分

1.1 蛋白質(zhì)

相較于牛乳（蛋白質(zhì)含量為32.5 mg/mL），驢乳的總蛋白含量較低（約為14.2 mg/mL），其與人乳更相近（16.3 mg/mL）[9-10]，不會對腎臟帶來過高的溶質(zhì)負荷。乳蛋白主要包括酪蛋白和乳清蛋白，其中酪蛋白主要由αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白組成，乳清蛋白主要由α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、溶菌酶、乳鐵蛋白等組成。不同來源乳的酪蛋白和乳清蛋白含量和種類不盡相同，不同類型乳的蛋白組成如表1所示，驢乳的乳清蛋白含量高，約為4.9～9.3 mg/mL，占總氮含量的35%～50%，而牛乳的乳清蛋白約為5.7 mg/mL，僅占總氮含量的20%[11-12]。驢乳的乳清蛋白主要由α-乳白蛋白、β-乳球蛋白和溶菌酶組成，其平均含量和占總氮含量的比例分別為1.80 mg/mL和22.56%，3.75 mg/mL和29.85%，1.00 mg/mL和21.03%。驢乳乳清蛋白還包括免疫球蛋白，血清白蛋白和乳鐵蛋白，分別占總氮的11.5%，6.2%和4.5%[3]。驢乳中的酪蛋白含量較低，約為6.4～10.3 mg/mL，而牛乳的酪蛋白含量為24.6～28.0 mg/mL，約為驢乳的3.7倍[13]。驢乳酪蛋白中β-酪蛋白含量最高（54.28%），其次是αs1-酪蛋白（35.59%）、αs2-酪蛋白（7.19%）和κ-酪蛋白（2.79%）[14]。較低的酪蛋白含量和酪蛋白/乳清蛋白比例使得驢乳形成的乳凝塊較軟，比牛乳更易消化吸收[15-16]。乳蛋白致敏性不僅與乳蛋白的抗原表位有關，還與其在胃腸道的停留時間相關[17]，較低的酪蛋白與乳清蛋白比例縮短了驢乳在胃中的停留時間，這也是驢乳致敏性較低的原因之一。

表1 不同乳的蛋白質(zhì)含量[11,14]

1.2 脂肪及脂肪酸

驢乳的脂肪含量為0.5%～1.7%，低于牛乳（3.7%）及人乳（3.1%）的平均脂肪含量[10]。驢乳的脂肪含量因飼養(yǎng)條件、泌乳期等有所變化，泌乳期第15天時驢乳的脂肪含量最高（1.7%），泌乳期第180天時驢乳的脂肪含量最低（0.5%）[12]。驢乳的脂肪球較小，平均直徑為1.92μm，僅相當于牛乳脂肪球直徑的二分之一，較小的脂肪球直徑增加了驢乳脂肪球表面積，更利于被脂肪酶水解[18]。

驢乳的飽和脂肪酸含量約為57 g/100 g脂肪，與人乳相似（45 g/100 g脂肪），低于牛乳的飽和脂肪酸含量（71 g/100 g脂肪）；驢乳的不飽和脂肪酸含量約為43 g/100 g脂肪，與人乳接近（55 g/100 g），但高于牛乳的不飽和脂肪酸含量（29 g/100 g）[19-20]。驢乳的多不飽和脂肪酸含量較高（表2），且多不飽和脂肪酸占總脂肪酸的比例高于人乳和牛乳[21]。從表2中可以看出，驢乳的α-亞麻酸含量豐富（6.32%～16.33%），遠高于其在人乳（1.03%）及牛乳（1.80%）中的含量，因此驢乳可以作為α-亞麻酸的重要來源；但相較于人乳和牛乳，驢乳中花生四烯酸的含量較低。驢乳的n-3多不飽和脂肪酸含量占總脂肪酸含量的15.2%～30.5%，高于牛乳（15.48%）和人乳（2.4%～6.3%）。此外，驢乳中n-6與n-3不飽和脂肪酸的比值較低，有利于預防動脈粥樣硬化和血栓的形成[22-23]。

表2 不同類型的乳中脂肪酸含量[3,12,20,24]

1.3 乳糖

驢乳的乳糖含量約為7.12%[9,25]，與人乳接近（6.7%～7.8%）[12,26]，但高于牛乳（4.6%）。高乳糖含量能夠促進腸道對鈣磷吸收以及骨骼中礦物質(zhì)的積累，有助于預防骨質(zhì)疏松癥[27]。乳糖是半乳糖的重要來源，而半乳糖是能量以及復雜分子結(jié)構(gòu)中關鍵成分形成的重要物質(zhì)，對生命早期生長極為重要。此外，半乳糖在輔助治療大腦疾病方面具有積極作用[28-29]。

乳糖還可作為腸道益生菌的代謝底物，有利于益生菌的生長和繁殖[30]。驢乳中含有唾液酸寡糖，其含量與反芻動物乳相當。唾液酸寡糖有著良好的抑菌和益生效果，還能夠提高機體的免疫力[31]。

1.4 礦物質(zhì)及微量元素

驢乳灰分含量為0.3%～0.5%，介于人乳（0.2%～0.3%）和牛乳（0.7%～0.8%）之間，驢乳的灰分含量不受飼養(yǎng)條件的影響，但受泌乳期的影響。在泌乳期的第一個月，驢乳灰分含量最高，這可能是因為幼驢在早期生長階段對礦物質(zhì)的需求較高，而驢乳是此生長階段唯一的營養(yǎng)來源[12,32]。隨著泌乳時間的延長，驢乳中灰分含量持續(xù)下降[33]。

如表3所示，在驢乳常量元素中，Ca含量最豐富，其次是K、P、Na、Mg。微量元素Zn、Fe、Cu的含量與人乳接近，且Fe和Cu的含量遠高于牛乳。驢乳的Ca/P比和牛乳相接近，但低于人乳。與牛乳相比，驢乳的礦物質(zhì)含量更接近于人乳，低礦物質(zhì)含量和低蛋白含量使得驢乳不會給嬰兒帶來過高的腎臟負荷，研究表明用母乳和驢乳分別喂養(yǎng)的嬰兒具有相似的腎臟負荷[34]。

表3 不同類型乳中礦物質(zhì)含量[32,35-37]

2 驢乳活性成分及其特性

2.1 溶菌酶

驢乳中溶菌酶占乳清蛋白總量的21.03%，分子量約為17 ku，其在驢乳中的含量為1 mg/mL，遠高于人乳（0.12 mg/mL）和牛乳（0.003 mg/mL）[38-39]，這使得驢乳有更好的天然抑菌效果驢乳溶菌酶有溶菌酶A和溶菌酶B兩種存在形式，這兩種溶菌酶均由129個氨基酸組成，其區(qū)別在于位置48、52和61處被不同的氨基酸所取代[40]。

溶菌酶也稱作N-乙酰胞壁質(zhì)酶，是驢乳發(fā)揮抑菌作用的主要蛋白質(zhì)[41]。溶菌酶的作用機制可分為兩種，一種是獨立發(fā)揮作用使細菌裂解，溶菌酶能夠水解N-乙酰胞壁酸及N-乙酰葡萄糖胺之間的β-1,4糖苷鍵，從而破壞主要由肽聚糖形成的細菌細胞壁[42]；另一種是作為免疫反應調(diào)節(jié)成分來提高巨噬細胞的吞噬作用[43]。溶菌酶對不同種類微生物的抑制活性有差異，且有效作用濃度一般不低于10μg/mL[44-45]。溶菌酶不僅自身具有抑菌效果，還能夠與乳鐵蛋白、免疫球蛋白發(fā)揮協(xié)同作用，免疫球蛋白和乳鐵蛋白能夠顯著提高溶菌酶對單核細胞增生李斯特菌、金黃色葡萄球菌以及痢疾變形蟲生長繁殖的抑制作用[46]。驢乳溶菌酶屬于鈣結(jié)合溶菌酶，能夠結(jié)合鈣離子形成極其穩(wěn)定的復合物，且復合物具有更強的抗菌活性[47]。除此之外，溶菌酶也具有較好的抗炎和抗腫瘤效果[48]，能夠減少胃腸道感染的發(fā)生率[39]。離子濃度能夠影響乳中溶菌酶的活性，高濃度的（>50 mmol/L）一價和二價離子如Na+、K+、Ca2+、NH4+在不同程度上抑制溶菌酶的活性，低離子濃度（<50 mmol/L）反而促進溶菌酶的活性[49-50]。

驢乳溶菌酶對酸和蛋白酶的抗性強，具有較好的胃腸道耐受性。用胃腸液處理驢乳溶菌酶，只有約25%的溶菌酶被胃腸液消化，表明驢乳溶菌酶有著很好的抗消化特性，能夠避免被胃腸液破壞從而在腸道免疫中更好地發(fā)揮作用[51-52]。因此，驢乳溶菌酶不僅含量豐富，且具有胃腸道耐受性好、抑菌活性高等特點。

2.2 乳鐵蛋白

在驢乳中，乳鐵蛋白占乳清蛋白總量的4.48%，分子量約75 ku，其在驢乳中的含量約為0.4 mg/mL，介于牛乳和人乳之間[38,53]。乳鐵蛋白是轉(zhuǎn)鐵蛋白家族中鐵結(jié)合能力最強的一種鐵結(jié)合糖蛋白，約由700個氨基酸組成，其對鐵的結(jié)合能力是其它轉(zhuǎn)鐵蛋白的200多倍。乳鐵蛋白有鐵飽和乳鐵蛋白（Fe-LF）和缺鐵狀態(tài)的鐵結(jié)合蛋白（Apo-LF）兩種存在形式，其結(jié)構(gòu)由兩個α-螺旋連接的對稱結(jié)構(gòu)域（N葉和C葉）組成，并且每個結(jié)構(gòu)可以高親和且可逆結(jié)合一個鐵離子[54]。

乳鐵蛋白具有較強的抑菌和抗病毒活性，能夠抑制革蘭氏陰/陽性菌、真菌、酵母菌以及病毒的生長和繁殖，但是能夠增強益生菌的活性[55]。目前認為乳鐵蛋白的抗菌機制主要有以下兩方面：一方面乳鐵蛋白依靠自身的鐵螯合能力，與病原微生物競爭鐵源并營造出缺鐵環(huán)境，從而限制微生物的生長，保護機體細胞免受損傷；另一方面，乳鐵蛋白能夠通過帶正電的氨基端阻止細菌表面脂多糖（LPS）與細菌內(nèi)陽離子（Ca2+、Mg2+）的相互作用，進而破壞細菌細胞膜的通透性，達到裂解細菌的目的[56]。此外，體內(nèi)外研究結(jié)果表明，乳鐵蛋白能夠抑制特定細菌對宿主細胞的吸附，這可能是因為乳鐵蛋白的寡糖結(jié)合了細菌黏附素從而阻止了病原菌與宿主細胞的相互作用[57]。乳鐵蛋白具有抗病毒作用，因為其可以在病毒感染的前期阻斷病毒與細胞受體的結(jié)合，并且能夠在病毒進入細胞后干擾病毒的復制，從而抑制病毒的活性[58]。

與溶菌酶不同的是，驢乳乳鐵蛋白易被胃腸道蛋白酶降解[51]。乳鐵蛋白水解后得到的乳鐵素能夠增加宿主細胞中干擾素IFN-γ的含量[59]。因此，乳鐵蛋白不僅可以直接在腸道中發(fā)揮其生物學作用[60]，也可以通過分解生成的生物活性肽即乳鐵素達到抑菌目的。

2.3 免疫球蛋白

驢乳中免疫球蛋白含量占乳清蛋白總量的11.5%，其在驢乳中的平均含量約為1.3 mg/mL，高于牛乳（0.5～1.0 mg/mL）和人乳（1.0～1.3 mg/mL）[12,61]。驢乳中通常存在3種免疫球蛋白，即IgA、IgG以及IgM，其中IgG又分為IgG1和IgG2。這些免疫球蛋白具有相似的基礎結(jié)構(gòu)，均由4條多肽鏈組成，這4條多肽鏈又分為2條重鏈和2條輕鏈，2條重鏈和2條輕鏈之間通過二硫鍵連接，形成的亞基分子量約為160 ku。IgG由一個亞基組成，而IgA和IgM分別由2個和5個亞基組成，分子量分別為400 ku和1 000 ku，對哺乳動物而言，IgG是初乳中含量最高的免疫球蛋白，而IgA是成熟乳中含量最高的免疫球蛋白[41]。

在驢乳中，免疫球蛋白能夠與乳鐵蛋白、乳過氧化物酶、溶菌酶協(xié)同保護機體的先天性免疫系統(tǒng)。在抑菌方面，免疫球蛋白不但可以直接結(jié)合細菌表面的特定位點使細菌失活，還可以中和微生物毒素阻止其在胃腸道黏膜的吸附[62]。驢乳免疫球蛋白對艾滋病及肺結(jié)核也具有一定療效[63]。驢乳免疫球蛋白對胃腸道蛋白酶具有一定的耐受性，經(jīng)胃腸道蛋白酶作用后，仍有三分之一的免疫球蛋白不被消化，未被消化的組分能夠在腸道中保持免疫活性，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)和抑菌等生物學活性[11,58]。

2.4 生物活性肽

驢乳蛋白不僅本身具有生物學活性，還富含生物活性肽序列，經(jīng)酶解、發(fā)酵等方式處理后可生成具有生理功能的生物活性肽[64]。驢乳蛋白生物活性肽主要源自酪蛋白和乳清蛋白的水解[65]，這些生物活性肽具有高效的免疫調(diào)節(jié)、抗炎、抑菌和抗病毒作用[63,66]。驢乳蛋白免疫調(diào)節(jié)肽能夠促進脾淋巴細胞增殖，提高巨噬細胞的吞噬作用以及促進抗體合成，從而增強其對病原菌的抵抗能力。生物活性肽還能夠提高腸道粘膜免疫功能，降低過敏反應，促進新生兒免疫系統(tǒng)的形成[67-68]。在抑菌活性方面，未經(jīng)加工和消化的驢乳雖然能夠抑制大腸桿菌、單核細胞增生李斯特菌以及蠟狀芽孢桿菌的生長和繁殖，但經(jīng)消化后的驢乳對病原菌的抑制作用更為明顯，表明驢乳蛋白水解后產(chǎn)生的生物活性肽有助于提高其抑菌活性[69]。另外，乳鐵蛋白經(jīng)胃蛋白酶作用產(chǎn)生的乳鐵蛋白肽較乳鐵蛋白本身具有更強的抑菌活性，且對革蘭氏陰性菌/陽性菌均有一定的抑制作用，這與多肽序列中色氨酸和精氨酸含量高有關[64]。

驢乳蛋白生物活性肽不僅具有免疫調(diào)節(jié)活性和抑菌活性，還具有血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（Angiotensin Converting Enzyme,ACE）抑制活性和抗血栓活性。Bidasolo等[70]在驢乳的胃腸模擬消化物中鑒定出具有ACE抑制活性的β-酪蛋白肽；Clare等[67]發(fā)現(xiàn)驢乳蛋白肽具有抗血栓活性，能夠抑制血小板的凝集。因此，驢乳蛋白肽具有良好的生物學功能，對維持機體的健康具有重要作用。

3 熱處理對驢乳活性成分穩(wěn)定性的影響

在標準生產(chǎn)條件下，驢乳中高含量的溶菌酶及乳鐵蛋白等成分不僅使驢乳有著較低的初始菌數(shù)（104～105），還能夠使驢乳在不做任何處理的情況下有著較長的自然保存期，Gubic等研究結(jié)果表明，生驢乳在不加任何處理的情況下，在4℃條件下儲存5 d，其菌落總數(shù)沒有顯著變化[7]。但出于對長期儲存以及品質(zhì)特性的考慮，對驢乳進行加工處理是必要的。

熱處理是延長乳制品保質(zhì)期的常用手段，但不同來源乳對熱處理的耐受程度不同，過度的熱處理不僅對驢乳活性成分造成不利影響，且隨著熱處理強度的提高，驢乳中活性成分的含量及活性會持續(xù)降低[52]。在熱處理溫度為65℃下加熱2 min驢乳溶菌酶含量與生驢乳相比無顯著性差異，當在75℃下加熱2 min時溶菌酶含量下降8.25%，當在85℃下加熱2 min時溶菌酶含量下降60%，121℃下加熱10 min，溶菌酶完全失活[30,49]。與生驢乳相比，噴霧干燥（90℃、25 s熱處理，170℃干燥）只保留了30%的溶菌酶活力[71-72]。相比于溶菌酶，乳鐵蛋白的熱穩(wěn)定低，當熱處理溫度高于65℃時即開始變性，在75℃和85℃的處理條件下完全變性[67]。β-乳球蛋白在75℃下加熱2 min，其含量沒有發(fā)生顯著變化，但85℃下2 min的熱處理使其含量從起始的3.24 mg/mL下降至0.39 mg/mL，幾乎完全變性[49]。相較于β-乳清蛋白，α-乳白蛋白有著較高的熱穩(wěn)定性，驢乳中的α-乳白蛋白經(jīng)噴霧干燥前后含量未發(fā)生顯著變化，但β-乳球蛋白的含量由起始的6.43 mg/mL下降至5.51 mg/mL[73]。驢乳免疫球蛋白對巴氏殺菌的耐受性較高，經(jīng)63℃、30 min或72℃、15 s處理，其含量未發(fā)生顯著變化[3]。當熱處理溫度高于50℃時，驢乳的粒徑顯著增加，其溶菌酶和乳清蛋白的溶解度也會顯著下降[73]。此外，驢乳酪蛋白比乳清蛋白對熱處理更加敏感，這主要與驢乳酪蛋白膠束結(jié)構(gòu)有關，在加熱條件下酪蛋白膠束中的鈣和磷重新分配導致其粒徑增加、電位降低，從而降低了酪蛋白膠束的穩(wěn)定性[74-75]。低溫處理對驢乳活性成分的影響較小。經(jīng)-20℃低溫冷凍處理后，驢乳的溶菌酶和乳鐵蛋白含量及活性與生驢乳相當，但冷凍驢乳中酪蛋白含量相較于生驢乳有所降低。經(jīng)冷凍干燥后，溶菌酶含量下降約15%（1.17-0.96 mg/mL）但酶活力基本不變，α-乳白蛋白含量下降約20%，而β-乳球蛋白、酪蛋白以及總蛋白含量與生驢乳相似[62,66]。因此，采用低熱或非熱加工、冷凍干燥等處理等有利于保護驢乳活性成分。

4 總結(jié)與展望

驢乳的營養(yǎng)成分有異于牛乳，其蛋白質(zhì)、乳糖和礦物質(zhì)含量與人乳相似，且不飽和脂肪酸含量豐富。驢乳的溶菌酶、乳鐵蛋白、免疫球蛋白等活性蛋白含量高，這些活性蛋白和驢乳蛋白生物活性肽是驢乳具有多種生物學活性的物質(zhì)基礎，不僅利于驢乳保存，且對革蘭氏陰性菌/陽性菌、病毒等微生物均有較強抑制效果，還能夠增強機體免疫力、調(diào)節(jié)腸道菌群以及預防嬰幼兒的腸道感染。但是，這些活性蛋白對熱敏感，高熱強度會造成其變性且降低其生活學活性，低熱處理、冷凍干燥等有利于其活性蛋白的保持。因此，驢乳的特異組成和活性成分使其成為潛在的功能性原料，但需要深入研究加工過程對驢乳活性物質(zhì)穩(wěn)定性和生物學作用的影響，可為驢乳產(chǎn)品的工藝設計與質(zhì)量控制提供理論依據(jù)。