乳脂肪球膜與嬰幼兒健康研究進展

揭良，蘇米亞

乳業生物技術國家重點實驗室，上海乳業生物工程技術研究中心，光明乳業股份有限公司乳業研究院（上海 200436）

乳脂肪球以一種微小的球狀物存在于乳中，外面被一層很薄的膜所包圍，這層膜被稱為乳脂肪球膜（milk fat globule membrane，MFGM），它的橫截面在10～20 nm。MFGM是由磷脂、鞘脂及多種蛋白質組成的復雜三層結構，其中蛋白質占25%～60%[1]。它獨特存在于哺乳動物乳中，包括人乳和牛乳，這使得MFGM在乳中是獨一無二的，而在非乳制品中是不存在的。MFGM是母乳中眾多有益物質的一種[2]。越來越多的證據表明MFGM及其成分支持嬰幼兒的生長發育及免疫系統，這是由于脂質（如磷脂和鞘磷脂）的存在，以及豐富的糖基化和非糖基化蛋白質[3]。大量臨床和動物研究顯示MFGM可以對免疫、大腦發育、腸道功能、代謝和認知產生多種積極的健康影響[4-5]。在嬰兒配方奶粉（IF）中添加MFGM從而使產品更接近母乳的組成和功能似乎是一種趨勢。

MFGM在嬰幼兒營養和預防一些疾病方面具有潛在的重要作用。相比母乳喂養，配方奶粉喂養的嬰兒MFGM攝入量要低得多，配方奶粉喂養較低的MFGM攝入量是由于IF用植物油代替了部分牛奶脂肪，且生產工藝均質使剩下的部分牛乳脂肪球膜被破壞。因此將MFGM添加到IF中可以為嬰幼兒在神經和認知發育提供重要的營養物質。MFGM可以預防一些疾病，包括心血管疾病、骨代謝受損、皮膚、大腸桿菌感染，以及年齡相關疾病如認知能力下降和肌肉喪失。近年來隨著生產技術的突破，國外以牛乳為原料制備的富含MFGM的產品已作為營養強化劑添加入IF中[6]。

回顧最近關于MFGM研究的文獻，重點關注MFGM的來源、主要成分及其對嬰幼兒健康具有的不同方面的功效，尤其是IF中添加MFGM對嬰幼兒健康影響的臨床研究。

1 乳脂肪球膜的成分和來源

乳脂主要由甘油三酯組成，在乳腺上皮細胞分泌，并以大小不一的小滴形式存在。在奶牛的乳中，99%以上的脂質存在于這些小滴中，這些小滴被稱為乳脂滴（MFG）。這些小乳脂滴在向根尖細胞膜移動的過程中不斷增大，并被擠入肺泡腔內。在擠壓過程中，小乳球滴被細胞膜包裹，形成MFGM。MFGM具有高度的結構，并含有獨特的乳脂肪球膜蛋白和極性脂質[7]。動物乳中的蛋白質主要分為乳清蛋白、酪蛋白、乳脂球膜蛋白三大類。乳脂肪球膜蛋白占乳蛋白總含量的1%～4%，其中主要包含凝乳集素、嗜乳脂蛋白、還原酶、脂肪酸結合蛋白等。乳脂肪球膜蛋白已被報道在各種細胞中發揮重要作用[8]。極性脂質包括磷脂（括磷脂酰膽堿、神經鞘磷脂、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇）和鞘磷脂類（神經節苷脂）。磷脂是腦細胞生物膜的主要成分，神經節苷脂是一類含有唾液酸的鞘糖脂。

生產技術的突破使MFGM商業化產品得以實現，破壞乳脂球天然乳劑的穩定性是生產富含乳脂球膜成分的大多數商業生產工藝的基礎[9]。如圖1所示，富含MFGM成分的產品主要可以通過兩種方法獲得：一是稀奶油通過牛奶脫脂獲得的營養成分，它構成了無水乳脂肪和黃油的原料；酪乳是稀奶油生產黃油的副產物，含有大部分MFGM成分；二是奶酪制作產生的奶酪乳清，是奶酪制造過程中的副產品，也被認為是MFGM成分的潛在來源，因為它含有少量脂肪，主要由牛奶的少量脂質和MFGM組成。離心分離去掉脂質到乳清濃縮蛋白液后，通過微濾去掉乳清蛋白液中的小分子物質蛋白如α乳白、β乳球、糖巨肽等，被截留的膜濃縮物主要為MFGM、蛋白、磷脂等，通過噴霧干燥或者膜分離最后得到富含MFGM的乳清蛋白粉[10]。

圖1 乳脂肪球膜加工工藝

2 乳脂肪球膜的功能性

MFGM的功能性研究兩個主要方面：一方面是它含有的組成成分包括乳鐵蛋白脂肪球膜蛋白、免疫球蛋白IgG、神經節苷脂、乳磷脂、唾液酸等功能性的食品成分；另一方面是它獨特的結構，使其具有特殊的功能。

2.1 MFGM蛋白的功能特性

根據來源的不同，25%～70%的MFGM由蛋白質組成，MFGM的蛋白組成與分離分析工藝密切相關，因為并不是所有的蛋白質都與MFGM有關[11]。MFGM蛋白有些是整合蛋白，有些是外周蛋白，還有一些被認為只是松散地附著在一起。經十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE）分離，MFGM分離出7～8條主要條帶。它們主要是黏蛋白、黃嘌呤脫氫酶、糖蛋白、嗜乳脂蛋白等[12]。研究發現黏蛋白的體外和體內具有抗黏附作用，能對輪狀病毒感染起到保護作用[13]。Harrison[14]報道黃嘌呤脫氫對有害菌有一定的抑菌效果。大量研究報道MFGM改善人體免疫力，這可能和MFGM蛋白中的嗜乳脂蛋白和糖蛋白的存在有關[15]。同時研究還發現嗜乳脂蛋白對改善自閉癥行為有一定的影響[17]。糖蛋白如凝乳集素，對腸道病毒感染具有保護作用[18]。

MFGM蛋白還有一些復雜的蛋白帶無法鑒定，這些蛋白主要有酶、免疫球蛋白、來自上皮分泌細胞細胞質中的蛋白等。這些復雜的MFGM蛋白也發揮很重要的生理功能。研究證明MFGM復雜蛋白具有預防腹瀉、改善貧血和降低膽固醇吸收等作用[19]。因此MFGM蛋白作為MFGM組成的主要成分，是MFGM多功能的發揮重要因素之一。

2.2 MFGM脂質的功能特性

目前為止，在人乳和牛乳中仍存在許多MFGM脂質成分，其結構、功能、作用以及對人體健康的生物學意義仍有待進一步研究。這些成分包括甘油磷脂（如磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸和鞘磷脂）、糖脂（腦磷脂和神經節磷脂）、膽固醇和其他次要成分[20]。牛乳和人乳中MFGM磷脂和鞘脂類占總乳極性脂類的60%～70%。在MFGM中存在的主要脂質中，磷脂是對于神經發育和大腦功能發展具有重要的脂質[21]。磷脂酰膽堿能夠與體內乙酰生成神經遞質乙酰膽堿，從而促進大腦發育。乙酰膽堿含量的增加能夠加快大腦神經細胞之間信息的傳遞速度、增強記憶功能、提高大腦活力。鞘磷脂是細胞膜的關鍵組成部分，在神經系統中高度富集。鞘磷脂與早期髓鞘的形成軌跡有關，可能與早產兒的神經發育呈正相關，是細胞活動的調節因子，對大腦和認知的發展非常重要。磷脂酰絲氨酸能夠維持和修復神經細胞，增強中樞神經系統中神經生長因子的活性，促進乙酰膽堿的生成，刺激多巴胺的釋放，還能為調節適應性免疫反應提供足夠的信號。磷脂酰乙醇胺能夠形成磷脂的非雙分子層，其是哺乳動物發育所必需的一種多功能磷脂，占哺乳動物細胞磷脂總量的15%～25%，在神經突觸的形成過程中起到重要作用，磷脂酰肌醇起到信息傳遞的功能，因此MFGM脂質對大腦發育的獨特作用使得科研學者對嬰兒配方奶中補充MFGM特別感興趣。

2.3 MFGM結構的功能特性

MFGM的特殊物理結構對MFGM功能特性也起著重要的作用。研究發現MFGM結構會影響餐后脂肪的代謝，MFGM的結構可以調控嬰幼兒體內脂質的吸收和脂肪代謝[22]。Oosting等[23]通過小鼠干預實驗發現喂養含有類似MFGM的配方乳組的小鼠，其體重、脂肪組織以及胰島素含量均更低，受到高脂飲食的影響較小。而喂養外層乳蛋白包裹著脂滴結構的嬰兒配方乳為對照組的小鼠受到的高脂飲食影響大。

3 MFGM與嬰幼兒健康

嬰幼兒時期的消化系統尚未完全發育成熟，母乳是最適合嬰幼兒的天然食品，0～6個月嬰兒的營養來源主要是母乳。嬰兒配方乳粉是以牛乳為主要原料，通過添加其他食品原料和營養強化劑來調節成分模擬母乳，是母乳的最佳替代品。近年來生產商在嬰幼兒配方中添加了omega-3脂肪酸、乳鐵蛋白和益生菌等成分。這些營養成分都經過大量的科學實驗證實對嬰兒的健康發育具有一定的益處。而就MFGM而言，近10年也有大量研究MFGM對嬰幼兒腸道健康、免疫、神經和認知發育方面研究的報道[5,15-16,24-28]。

大量的臨床數據研究已表明（表1），適當攝入MFGM強化奶可以有效提高嬰幼兒黏膜免疫系統，進而有效地提高人體對于致病菌的耐受性，降低腸道感染風險，減少嬰幼兒炎癥的患病率[29]。MFGM抗致病菌的作用可能來自直接殺菌活動或干擾病原體粘附腸道上皮細胞，從而防止這些病原體進入人體，導致諸如感染引起的腹瀉和炎癥等不良反應。國外學者針對6～11個月的嬰兒研究顯示，嬰兒通過每天強化MFGM嬰兒配方奶粉24個月可以顯著減少腹瀉[18]。另外，針對健康足月兒的研究顯示，強化乳脂肪球膜的嬰兒配方奶粉可以降低嬰幼兒急性耳炎發生率，與母乳喂養相比，能夠減少退燒藥的使用，表明強化MFGM的嬰兒配方奶粉可以降低感染風險[19]。進一步地，針對嬰幼兒（包含早產兒、足月兒）的研究數據發現母乳喂養和配方奶喂養的嬰兒在某些認知結果上存在差異。而喂養MFGM強化配方奶的嬰幼兒能夠增加手眼協調性，操作智商和常規智商的分數，與母乳喂養相比分數接近，高于對照組（普通嬰兒配方奶）嬰兒的分數[24-25]。以上這些數據都充分說明嬰幼兒攝入MFGM強化配方奶有利于其神經及認知發育和免疫健康。將MFGM添加到IF中，能提供持久的認知益處，并縮小配方奶和母乳喂養嬰兒之間的差距。

表1 MFGM強化配方粉臨床試驗

此外MFGM添加到嬰兒配方奶粉中是安全的。Claude等[30]對199名嬰兒補充MFGM的安全性進行了評估，結果發現對照配方組和MFGM-1、MFGM-2組（濃度不同）在體重、身高、頭圍的增長沒有顯著差異。血漿膽固醇和磷脂含量也沒有顯著差異，耐受性良好。

4 結語與展望

MFGM是基于過去幾十年在母乳成分和嬰兒營養需求方面取得的巨大成就而逐步發展起來的。鑒于適當的嬰兒營養對整個兒童時期及以后的健康和發展的重要作用，對乳脂肪球膜的主要成分、來源、功能及其對嬰幼兒健康影響的臨床研究進行綜述。雖然研究者們對MFGM的研究已做了一部分工作，但是其在MFGM的安全性和神經認知的功能性方面還需更深入的研究，仍需要進一步的隨機試驗，以明確MFGM的神經認知功能和安全性，以便更好地了解補充MFGM在嬰兒喂養中的作用。盡管MFGM的成分現在還不可以在IF中使用，但隨著在臨床研究方面的證據越來越多，相信在不久的未來MFGM會在嬰幼兒食品中扮演非常重要的角色。