驴乳的营养成分及其保健作用的研究进展

2021-01-20 11:36尹雁玲卢野万祥刘文静牛希跃许倩
食品研究与开发 2021年5期
关键词:溶菌酶酪蛋白乳清

尹雁玲,卢野,万祥,刘文静,牛希跃,许倩,*

(1.塔里木大学生命科学学院,新疆阿拉尔843300;2.南疆特色农产品深加工兵团重点实验室,新疆阿拉尔843300)

驴乳的主要成分是水、脂肪、蛋白质、碳水化合物、矿物质和维生素。在生命初期,母乳为幼崽的生长提供营养物质,满足生长所需。驴乳不仅有足够的营养,且有一定的药用价值。在中国古代就有了关于驴乳的研究,唐代孙思邈的《千金要方》和明代李时珍的《本草纲目》均有记载驴乳的相关药用价值[1]。国外历史上也有用驴乳保健和治疗疾病的记录[2]。

驴乳中含有丰富的不饱和脂肪酸、乳清蛋白和乳糖,以多种方式参与新陈代谢,具有抗菌[3]、抗病毒[4]活性、免疫调节活性[5]、抗氧化活性[6]、抗肿瘤活性[7]、低过敏性[8]等生物活性。驴乳还能为人体提供足够的营养,增强免疫力[9],促进肠道益生菌的生长[10],对预防动脉粥样硬化[11]和治疗II 型糖尿病[12]具有重要意义。Pilla等发现生驴乳中通常不含食源性的致病菌,是一种安全卫生的食物[13],且具有较长的天然货架期和杀菌能力[14]。本文综述了驴乳的营养成分和生物活性以及驴乳潜在的健康效益。

1 驴乳的营养成分

驴乳中主要成分包括脂质、蛋白质、乳糖、矿物质和维生素。当人乳缺乏时,驴乳被认为是人乳的最佳替代品,Uniacke-Lowe 等表明,在所有物种间,马科乳的物质组成和比例与人乳最为相似[15],且所含热量相对较少[16]。

驴乳中脂肪含量低,脂肪酸成分复杂,种类多样,分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸两大类,饱和脂肪酸中以软脂酸为主;不饱和脂肪酸分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸,单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)占总脂肪酸的28.00%[17],主要由油酸、棕榈油酸组成;多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)占总脂肪酸的20.02%[18],分为n-3、n-6 两类,n-3 主要包括α-亚麻酸(alpha linolenic acid,ALA)、二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)、二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)、n-6 主要包括亚油酸(linoleic acid,LA)和花生四烯酸(arachidonicacid,AA),其中LA、ALA 是必需脂肪酸。驴乳中饱和脂肪酸含量低,多不饱和脂肪酸含量高,且有适当的n-6/n-3 比值[19],与牛乳相比减少了热量的摄入和患高血脂等疾病的风险,且对心血管健康具有重要意义,且人体通常缺乏n-3 PUFA,而有过多的n-6 PUFA,较低比例的n-6/n-3 PUFA 有助于抗炎和抗癌[20]。

驴乳蛋白质各组分比例适当,主要分为酪蛋白和乳清蛋白两大类,驴乳中酪蛋白组分主要为αs1-酪蛋白和β-酪蛋白[21],3 种主要的乳清蛋白为α-乳白蛋白(α-lactalbumin,α-La)、β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-Lg)和溶菌酶(lysozyme,LZ),除这3 种外,还有免疫球蛋白(immunoglobulins,Igs)、血清白蛋白(serum albumin,SA)和乳铁蛋白(lactoferrin,Lf)[22],且驴乳中富含必需氨基酸[23]。GUBI'C等[17]研究发现巴尔干驴乳中α-La 的含量在泌乳期间呈上升趋势,β-Lg、LZ 的含量在泌乳期间呈下降趋势,且Martini 等[24]认为LZ 活性随母驴泌乳年龄的增加而增大。相比较牛乳,驴乳酪蛋白含量低,乳清蛋白含量高,致敏性低,更易消化吸收[17,25],且含有丰富的溶菌酶,具有较高的抗菌活性[21]。

驴乳中除了蛋白质和脂质,还含有乳糖、矿物质、维生素等营养物质,此外还含有大量的益生菌。驴乳中乳糖含量较高,相比较牛乳更加香甜适口,使孩子更容易接受。KWAK 等[10]发现乳糖可以促进有益肠道细菌的增长,可以增强钙的吸收。驴乳中主要的矿物质有钙、磷、钾、硒,FANTUZ 等[26]发现驴乳的矿物质含量高于人乳,但低于牛乳,陆东林等[27]认为驴乳中硒的含量受品种、草料、饮水等方面的影响,变化范围在0.13 μg/100 g~10.00 μg/100 g 之间,含量不稳定。驴乳的维生素含量一般与人乳相当或略低,除维生素C 水平外,其它维生素的含量均低于反刍动物奶[28]。在驴乳的微生物群中,乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB)是主要的组成部分,占微生物总数的80%[14]。

2 驴乳的保健作用

2.1 驴乳的生物活性

2.1.1 抗真菌活性

目前,驴乳对真菌的影响研究较少。驴乳中含有的油酸、α-亚麻酸和亚油酸,具有抗真菌活性[29]。KOUTB等[30]发现驴乳脂肪酸对皮肤真菌具有很高的抗菌活性,在平板培养基上检测到驴乳脂肪酸对须癣毛癣菌和红毛癣菌的最低致死浓度为32 mg/mL。ALTOMONTE等[31]也发现驴乳具有全面的抗皮肤癣菌的作用,推测可能是脂肪酸、溶菌酶和其它成分的协同作用的结果,而且还发现驴乳对霉菌的生长也有抑制作用,推测根据这一特性可以制造驴乳肥皂等用于皮肤癣的治疗。

2.1.2 抗细菌活性

驴乳蛋白具有明显的抗细菌作用,LZ 是最主要的抗菌蛋白,Lf 次之。LZ 是一种强大的抗菌蛋白,催化肽聚糖中N-乙酰细胞壁酸与N-乙酰氨基葡萄糖之间的β-1,4 糖苷键水解,引起细菌裂解死亡[32]。另外,PELLEGRINI 等[33]研究发现α-La 和LZ 在氨基酸序列、蛋白质和基因结构方面具有很高的同源性,但目前为止没有直接证据表明α-La 是溶菌酶的衍生肽,将α-La进行消化,所得肽段对革兰氏阳性菌具有较强的抗菌活性,对革兰氏阴性菌杀菌活性较弱。Lf 是一种铁结合蛋白,对广泛的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抗菌活性一方面取决于其固铁的能力,产生缺铁的环境限制微生物生长,另一方面Lf 与脂多糖相互作用,使细胞裂解死亡[34];Lf 在胃蛋白酶的作用下被水解为乳铁蛋白肽也具有抗菌作用[35]。LZ 和Lf 还能够与一些已知具有抗菌活性的脂肪酸进行协同作用[36],增强了驴乳对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的抗菌活性。

ŠARI'C等[36-37]发现驴乳对产气荚膜梭状芽孢杆菌、凝固酶阳性葡萄球菌、真菌、大肠杆菌和沙门氏菌等具有抗菌作用。杨浩峰等[38]发现驴乳还可以抑制结核杆菌的生长。TIDONA 等[39]为了进一步研究驴乳在体内的抗菌活性,进行了体外模拟消化试验,研究者发现驴乳中的溶菌酶具有很强的抗消化能力,试验表明经消化后的驴乳抑菌的效果更佳,推测是驴乳蛋白经酶解作用释放的肽与完整的蛋白质(如溶菌酶)相互作用所致。ŠARI'C等[40]发现驴乳中添加Ca2+可以增强驴乳的抗大肠杆菌活性,添加了不同浓度的CaCl2的驴乳样品对大肠杆菌有不同程度的抗菌活性,随着Ca2+浓度的减少,抑菌性能逐渐减弱。ŠARI'C等[41]认为乳对Ca2+依赖的抗菌活性有可能与溶菌酶结合Ca2+形成线性原丝有关,另一方面,乳铁蛋白可以与Ca2+结合,类似于钙螯合剂,可以不直接接触细菌但释放细菌的脂多糖,从而起到杀菌作用。他们还发现在驴乳样品中添加CaCl2可以提高抗沙门氏菌活性,对不同种类沙门氏菌的抗菌能力有所差别,抗肠炎沙门氏菌的活性低于抗伤寒杆菌[41]。

溶菌酶与乳铁蛋白、乳过氧化物酶等相互作用,在消化道内发挥作用,以减少肠道感染的发生率。还可以通过增加Ca2+浓度提高驴乳的抗菌活性。但是由于生长环境、遗传或育种变异等因素,驴乳中抗菌活性物质的含量在不同品种甚至不同个体间存在差异。

2.1.3 抗病毒活性

目前对驴乳的抗病毒活性研究不多。仅有BRUMINI等[4]研究者发现驴乳蛋白对5 型echovirus(一种肠道病毒)的复制表现出显著的抑制作用,研究者认为这一活性可能来自于不同乳清蛋白之间的协同作用。

2.1.4 抗炎活性

研究表明驴乳能够有效地减轻炎症。MAHDI 等[42]发现,小鼠口服驴乳乳铁蛋白减少了小鼠肺部的沙雷氏菌的数量,降低了肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)、细胞白介素-6(interleukin-6,IL-6)等细胞因子水平,从而减轻了炎症反应。YVON 等[43]发现小鼠通过服用驴乳,恢复了内源性抗菌肽的水平,减轻了回肠炎症。JIANG 等[44]发现,驴乳中溶菌酶通过减少TNF-α 和细胞白介素-13(interleukin-13,IL-13)等炎性细胞因子的表达,从而减轻葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium,DSS)诱发的结肠炎的症状,有助于保护肠道机械屏障功能。综上所述,驴乳蛋白中有效物质能够减少外周血淋巴细胞释放炎性细胞因子从而达到抗炎的作用。

2.1.5 抗氧化活性

研究表明驴乳脂肪酸表现出高的抗氧化性。ALA可以增加超氧化物歧化酶活性,提高抗氧化活性[45-46]。Bucˇevic' Popovic' 等[7]研究发现当用猪油做底物时,试验乳脂均延长了猪油的诱导期,但驴乳脂相比较山羊脂和绵羊脂有更高的抗氧化性,推测驴乳的抗氧化活性与一些脂溶性维生素(如维生素E)相关[47]。驴乳脂质还表现出良好的氧化稳定性[7],BENDINI 等[48]认为这一特性与油酸/亚油酸的比例有关。由于驴乳高的抗氧化活性和良好的氧化稳定性,能够减弱氧化应激反应,为消费者提供潜在的保护。

研究表明驴乳蛋白同样具有抗氧化的作用。LIONETTI 等[49]发现驴乳可以减弱线粒体中解偶联蛋白(uncoupling protein 2,UCP2)的表达,因UCP2 有质子漏的功能,从而减少了活性氧的产生。Bucˇevic' Popovic'等[7]研究发现驴乳乳清含有丰富的羟基,能够有效地清除自由基,而且驴乳经过胃蛋白酶、胰蛋白酶消化后,释放抗氧化肽,进一步提高驴乳的抗氧化能力。RIVAL 等[50]研究者认为驴乳抗氧化活性来源于蛋氨酸、酪氨酸、精氨酸等氨基酸,肖会姣等[51]发现驴乳经过发酵后的氨基酸含量远高于驴乳本身。驴乳通过减少活性氧的产生,和清除自由基来达到抗氧化的目的,并且驴乳经过消化或发酵可以进一步增强抗氧化能力。

2.1.6 抗过敏活性

有研究表明驴乳具有较低的致敏性。CUNSOLO等[52]认为牛乳中酪蛋白与乳清蛋白的质量比(4∶1)较高是导致牛乳过敏的主要原因,而驴乳中酪蛋白/乳清蛋白含量的平均比值约为1.3∶1[22],明显低于牛乳。但LAM等[53]认为牛乳中的β-酪蛋白是造成牛乳蛋白过敏(cow′s milk protein allergy,CMPA)的主要原因之一,而且PERINELLI 等[54]发现抗牛乳β-酪蛋白抗体不识别驴乳和人乳中的β-酪蛋白,推测可能是因为驴乳和人乳的β-酪蛋白C-端20 个氨基酸序列与其它乳不同所致。VINCENZETTI 等[8]发现对牛乳过敏的儿童更容易接受驴乳,而且驴乳酪蛋白和乳清蛋白也更容易被消化吸收[40]。MONTI 等[55]实际调查46 名患牛乳蛋白过敏的儿童对驴乳的耐受性,其中38 名儿童接受并喜爱驴乳,并且服用驴乳后的身高、体重具有明显增加。总之,驴乳中β-酪蛋白的结构不同以及酪蛋白和乳清蛋白的比例较低使得驴乳具有低致敏性,而且可以为儿童生长提供足够的营养。

2.1.7 抗肿瘤活性

研究表明驴乳蛋白具有抑制肿瘤的作用。翟宝菊等[56]进行了鲜驴乳抑瘤试验,体外试验研究发现驴乳能够有效抑制人肺癌细胞(A549)、人胃癌细胞(MGC-803)、人乳腺癌细胞(Bcap-37)的生长活性,动物试验表明,驴乳可以抑制肝癌细胞(S180)实体瘤的生长,延长S180 腹水瘤小鼠的存活时间。一些研究者认为驴乳抑制肿瘤的能力与驴乳蛋白中酪蛋白和溶菌酶有关。SHARIATIKIA 等[57]研究发现驴乳酪蛋白的α-螺旋结构以及带有大量的正电荷等理化性质可以有效地抑制乳腺癌。Mao 等[6]研究发现驴乳乳清蛋白中分子量大于10 kDa 的蛋白质可以有效抑制A549 肺癌细胞的生长,并与浓度和时间呈显著关系。一方面乳清蛋白作用于癌细胞周期的G0/G1 期、G2/M 期,从而诱导细胞凋亡;另一方面刺激脾细胞的增殖,IL-2、TNF-α 等细胞因子的含量明显升高,通过免疫调节抑制A549 肺癌细胞的生长。并且AKCA 等[58]证明驴乳对肺癌细胞基因有损伤,但对正常的肺部细胞无影响。ESENER 等[59]发现驴乳Kefir(一种发酵乳)可以通过诱导细胞凋亡,以及调节内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)和诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)抑制细胞增殖,从而降低乳腺肿瘤体积。驴乳蛋白可以有效降低肿瘤细胞的活性,抑制肿瘤细胞的生长,并且经过发酵的驴乳可以增强抗肿瘤能力。

2.2 健康效益

2.2.1 增强免疫力

马龙等研究发现驴乳可以增强小鼠免疫力[9]。AMATI 等[5]研究证明长期服用驴乳能够显著提高老年人的免疫力。为了进一步提升驴乳增强免疫力的活性,Peng 等[60]将鼠李糖乳杆菌和驴乳进行复配,而后对小鼠灌胃复配驴乳,对其细胞免疫、体液免疫和非特异性免疫进行检测,发现复配驴乳通过促进脾淋巴细胞转化、加速炭颗粒的吞噬和增强自然杀伤细胞活性协同增强小鼠免疫系统的功能,增强免疫力。

2.2.2 预防动脉粥样硬化

驴乳脂肪酸中的LA 通过抑制极低密度脂蛋白的合成,增强高密度脂蛋白的水平,从而降低胆固醇含量[61],起到预防和治疗动脉粥样硬化的作用。TAFARO等[11]发现驴乳中的蛋白成分使得机体内NO 的浓度升高,血管末梢扩张,是预防动脉粥样硬化的有效途径。

2.2.3 抗疲劳、治疗II 型糖尿病

苏德奇等[62]的动物实验证明驴乳具有抗疲劳的作用,他认为驴乳中乳糖含量高,增加了外源碳水化合物的摄入,减少肝糖原的分解,延缓疲劳,且蛋白质中必需氨基酸含量高,参与糖异生作用,增加肝糖原储备。FRID 等[63]发现驴乳乳清蛋白可以提高靶器官对胰岛素的敏感性。LI 等[12]通过细胞活力测定、胰岛素分泌试验、动物实验和酶联免疫吸附(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)测定驴乳抗糖尿病作用,结果发现在体外驴乳可以明显地提高受损胰腺β 细胞的活性,在体内驴乳可以降低糖尿病大鼠的血糖,提升抗胰岛素性能,因此驴乳对II 型糖尿病具有治疗作用。以上研究表明驴乳乳糖可以增加糖原储备,具有抗疲劳作用,驴乳通过降低血糖水平、调节胰岛素水平,对II 型糖尿病进行治疗。

3 总结与展望

目前,驴乳越来越受到人们的关注。现阶段对驴乳的研究大多集中在营养成分的含量和变化方面,但随着对驴乳的深入研究,驴乳的生物活性和潜在的健康效益成为了驴乳研究的热点。一方面,研究发现驴乳是人乳的最佳替代品,但需要进一步的体内研究,以验证其营养性;另一方面,探究驴乳新的生物活性,完善其作用机理;其次,现阶段驴乳潜在的健康效益成为了新的研究目标,探索驴乳和药物的协同作用机制,为最大限度地发挥驴乳的功效指明了方向。

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