母乳磷脂与婴幼儿配方乳粉开发研究进展

贾宏信，苏米亚，陈文亮，揭 良，刘海安

（乳业生物技术国家重点实验室，上海乳业生物工程技术研究中心，光明乳业股份有限公司乳业研究院，上海 200436）

母乳是婴儿的最佳食物，是婴幼儿母乳代用品（婴幼儿配方食品）的金标准[1]。母乳的基本营养组分可分为蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质和维生素等。婴幼儿配方乳粉的开发长期以来主要集中于对母乳基本营养组分的模拟，如蛋白质组成的模拟（调整配方中乳清蛋白比例）、脂肪组成的模拟（脂肪酸组成模拟、结构脂模拟）及碳水化合物的模拟等[2]。而对于母乳中磷脂的模拟还处于起步阶段，目前主要集中于对母乳磷脂总量的模拟，未实现磷脂的精细化模拟。

研究表明，磷脂对于婴幼儿健康具有积极作用，包括促进婴儿肠道、大脑及认知发育、调节炎症反应、抑制胆固醇吸收等[3-5]，同时母乳、牛乳、羊乳的磷脂存在差异[6]。因此，对母乳磷脂的精细化模拟对于未来婴幼儿配方乳粉的接近母乳化开发具有重要意义。本文综述世界上不同国家/地区母乳中磷脂含量及母乳磷脂脂肪酸的分布，对比分析用于婴幼儿配方乳粉开发的牛乳、山羊乳和绵羊乳等原料的磷脂含量及磷脂脂肪酸组成，及其与母乳的差异，以期为婴幼儿配方乳粉深度模拟母乳磷脂提供参考依据。

1 母乳磷脂

母乳中的脂质可以分为疏水脂质（约占乳脂的98%）和极性脂质（约占乳脂的0.2%～2.0%）2 类[7-8]。母乳磷脂属于极性脂质，是由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷脂和含氮化合物等组成的具有疏水尾部和亲水头部基团的两亲性分子，主要分为甘油磷脂和鞘磷脂（sphingomyelin，SM）。若极性磷脂的主链是甘油，则脂肪酸易在sn-1和sn-2位置酯化，而sn-3位羟基易被磷酸酯化形成磷脂酸，磷脂酸的磷酸羟基再被有机基团（乙醇胺、肌醇、丝氨酸或胆碱）代替，形成甘油磷脂，如磷脂酰胆碱（phosphatidylcholine，PC）、磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine，PE）、磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol，PI）和磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine，PS）；相反，若磷脂的主链是长链氨基醇鞘氨醇（包含18 个碳原子、2 个羟基和1 个双键）而不是甘油，则易形成鞘氨醇磷脂（如SM）[8-9]。母乳中60%～65%的磷脂位于乳脂肪球膜（milk fat globule membrane，MFGM）中，与胆固醇、酶、糖脂和糖蛋白共存；PC和SM主要位于膜的外层，而PE、PI和PS集中在内表面[8,10]。

1.1 母乳中磷脂含量

母乳中的磷脂主要为PC、PE、PI、PS、SM、溶血磷脂酰胆碱（lysophosphatidylcholine，LPC）和溶血磷脂酰乙醇胺（lysophosphatidylethanolamine，LPE）等[7,11]。报道显示，母乳中磷脂的平均含量为初乳125.6～677.4 mg/L、过渡乳156.8～486.5 mg/L、成熟乳（前期）110.3～391.8 mg/L、成熟乳134.9～359.0 mg/L（表1）[12-33]。另外，对于初乳、过渡乳和成熟乳中总磷脂、SM、PC的含量来说，不同地区变化趋势基本一致，均表现为随着泌乳期的延长而降低，至成熟乳处于相对稳定状态。然而，PE、PI、PS、LPC和LPE的含量在不同研究中变化趋势不一致。例如，对马来西亚母乳磷脂随泌乳期（0～365 d）变化的研究显示，SM、PC、PE、PI和PS的含量表现为初乳高于过渡乳，过渡乳高于成熟乳（SM过渡乳低于成熟乳），且成熟乳（60、180、365 d）各磷脂含量处于相对稳定状态，而LPC的高值出现在泌乳30 d，LPE的高值出现在泌乳180 d[20]。对西班牙母乳磷脂随泌乳期（16～240 d）变化的研究显示，SM、PC、PE、PI和PS在成熟乳中的含量表现为随着泌乳期的延长而进一步降低[22]。一般来说，母乳中含量较高的磷脂为SM、PC和PE，其次为PI和PS，含量最低的为LPC和LPE；上述磷脂含量为SM≈PC＞PE＞PS≈PI＞LPE＞LPC；另外，SM、PC和PE也是研究报道检出频率最高的磷脂，而LPC和LPE仅在少数报道中有检出[16,19-20,26,31]。但是也有报道显示，母乳中各磷脂的含量为SM＞PI＞PC＞LPE＞PS＞PE[34]。

1.2 我国母乳中磷脂含量

我国母乳中总磷脂的平均含量为初乳195.4～350.7 mg/L、过渡乳187.5～350.9 mg/L、成熟乳（前期）169.9～281.0 mg/L、成熟乳170.4～246.0 mg/L，且含量最高的磷脂为SM、PC和PE（表1），而LPC和LPE仅在少数研究[16]中有报道。这一结果与亚洲、欧洲和北美洲的母乳磷脂研究结果一致，均表现为初乳、过渡乳中总磷脂的平均含量高于成熟乳，SM、PC和PE为母乳中含量较高的3 种磷脂（表1）。

表 1 母乳中磷脂含量Table 1 Phospholipid concentrations in human milk

我国不同地区母乳磷脂含量存在差异[13-17]，如针对广州、天津、长春、兰州、上海和成都6 个城市母乳磷脂含量的研究显示，总磷脂、SM、PC、PE、PI、PS的含量6 个城市存在差异[17]；中国母乳中含量较高的磷脂为SM、PC和PE，其次为PI和PS，而含量最低的为LPC和LPE，且表现为初乳＞过渡乳＞成熟乳。大样本研究[13]显示，中国母乳总磷脂、SM、PC、PE、PI、PS在初乳、过渡乳和成熟乳（16～240 d）中的含量分别为330、91、120、85、18、15 mg/L，285、73、101、82、18、11 mg/L，242、72、82、64、15、10 mg/L。对比不同泌乳期（初乳、过渡乳、成熟乳）广州-苏州-北京混合样[13]、上海[14]、无锡[15]和广州[16]母乳的总磷脂、SM、PC、PE、PI、PS含量，由图1可知，PC含量上海地区是无锡地区的3～4 倍，而PE含量上海地区低于无锡和广州[13-16]。另外，为排除检测方法对于磷脂组成的影响，选取至少包含SM、PE、PI、PS和PC 5 种主要磷脂且样本量大的研究[9,13,15-16]，统计各磷脂的相对含量，结果显示，我国（江苏、北京、东北、广州）母乳中SM、PC、PE、PI、PS、LPC和LPE的相对含量范围分别为27.2%～35.5%、19.1%～41.6%、24.7%～44.6%、0.3%～5.5%、3.2%～7.0%、0.3%～0.9%和0.7%～1.4%。

1.3 影响母乳中磷脂含量的因素

母乳中磷脂含量除了受泌乳期及地域的影响外（表1、图1），还受乳母分娩时间、母乳采样方式及采样时间的影响。目前针对乳母分娩时间与母乳磷脂含量关系的研究有限，而检索到的5 项相关研究[15,29,32-33,35]结论也不一致。Lindahl等[29]针对爱尔兰地区的研究显示，早产儿母亲母乳磷脂含量远远高于足月儿母亲母乳，如母乳初乳、过渡乳和成熟乳中总磷脂含量分别为1 173、955、574 mg/L和677、487、369 mg/L；但1 项针对日本母乳[35]、1 项针对中国母乳[15]和2 项针对美国母乳的研究[32-33]却与Lindahl等[29]的研究结果不一致，他们的研究结果显示，早产儿母亲和足月儿母亲的母乳磷脂含量并无显著差异。Zeisel等[30]通过研究成熟乳的前乳（喂养婴儿前）、中乳和后乳（乳房排空后）磷脂含量发现，母乳中的SM和PC含量均表现为前乳＜中乳＜后乳，说明母乳的采样方式会影响母乳中磷脂的含量。而对母乳采样时间的研究[34]显示，早上采集（6∶00—9∶00）的母乳中磷脂含量低于晚上采集（18∶00—21∶00）的母乳，如早上采集的新加坡母乳中SM、PC、PE、PI、PS含量分别为94.0、29.4、10.3、66.9、23.6 mg/L，晚上采集的母乳中含量分别为104.4、34.3、13.5、80.3、28.1 mg/L。

1.4 母乳中磷脂脂肪酸组成

母乳中磷脂脂肪酸中含量最高的为饱和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA），占磷脂总脂肪酸的42.17%～81.54%，其次为单不饱和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA），占磷脂总脂肪酸的7.50%～41.97%，n-6长链多不饱和脂肪酸（n-6 long chain-polyunsaturated fatty acid，n-6 LC-PUFA）占磷脂总脂肪酸的8.95%～32.91%，n-3 LC-PUFA占磷脂总脂肪酸的1.46%～4.76%[9,12,25,27-28,36-44]（表2）。母乳磷脂脂肪酸中，C16:0和C18:0在SFA中含量最高，分别占磷脂总脂肪酸的14.17%～62.35%和6.99%～32.10%；C18:1n-9和C18:2n-6在不饱和脂肪酸中含量最高，分别占磷脂总脂肪酸的5.91%～36.3%和7.28%～23.68%。

具体到各磷脂（PC、PE、PI、PS、SM），其脂肪酸组成与磷脂类似，都是SFA占比最高，其次为MUFA、n-6 LC-PUFA和n-3 LC-PUFA。但是SM脂肪酸组成相对于PC、PE、PI、PS又表现出更高的SFA占比（59.2%～82.2%）和更低的多不饱和脂肪酸占比（0.3%～17.2%）。另外，C24:0在SM脂肪酸中的占比（8.1%～19.5%）远远高于在PC、PE、PI、PS中的占比（分别为0.0%～0.5%、0.0%～2.8%、0.0%～0.9%和0.0%～1.2%），而C18:1n-9和C18:2n-6在SM脂肪酸中的占比（分别为0.4%～4.0%和0.3%～4.5%）远远低于在PC、PE、PI、PS中的占比[25,38-40,43-44]。

表 2 母乳中磷脂脂肪酸组成Table 2 Fatty acid composition of phospholipids from human milk%

针对不同泌乳期磷脂中各脂肪酸的动态变化研究表明，磷脂中SFA、MUFA和PUFA在不同阶段波动但不同研究的变化趋势不一致。Harzer等[27]发现，SFA和MUFA在初乳磷脂中含量最高，而后随泌乳期延长而降低，n-6 LC-PUFA含量随泌乳期延长逐渐升高，n-3 LC-PUFA含量初乳最高，过渡乳和成熟乳差异不大。夏袁[36]、Zou Xiaoqiang[28]等发现，过渡乳磷脂中SFA含量高于初乳和成熟乳，而MUFA含量在过渡乳中最低，n-6 LC-PUFA和n-3 LC-PUFA含量随泌乳期延长逐渐升高。Sala-Vila[12]、何光华[37]等发现，初乳、过渡乳和成熟乳（182 d以内）SFA含量差异不大，而n-6 LC-PUFA含量随泌乳期延长逐渐升高，n-3 LC-PUFA含量随泌乳期延长逐渐降低。具体到主要脂肪酸随泌乳期的变化，C16:0含量随哺乳期延长而减少[27-28,36-37]或无明显变化[12]；C18:0含量随哺乳期延长而升高[27-28]或降低[12]或过渡乳最高[36]；而不饱和脂肪酸C18:1n-9、C18:2n-6、C20:4n-6、C22:6n-3的含量随哺乳期的变化趋势在不同研究中不一致，如有研究显示，C22:6n-3含量随泌乳期延长而降低[12,27,37]，但是也有研究表明，C22:6n-3含量随泌乳期延长而升高[28,36]。

对于PC、PE、PI、PS、SM中各脂肪酸随泌乳期的变化研究文献较少，Bitman等[38]1984年针对美国地区的乳母（早产或足月产）母乳初乳、过渡乳和成熟乳中PC、PE、PI、PS脂肪酸变化进行相关研究，其研究显示，在早产和足月产初乳、过渡乳和成熟乳中，PC中含量最高的脂肪酸为C16:0，且随泌乳期延长而降低；PE中含量最高的脂肪酸为C18:0，且过渡乳中含量最高；PI中含量最高的脂肪酸为C18:0，且早产母乳过渡乳中最高，而足月产母乳反之；PS中含量最高的脂肪酸也为C18:0，且早产母乳过渡乳中最低，而足月产母乳中C18:0含量随泌乳期延长而降低。另外，各磷脂脂肪酸的分类结果显示，足月产和早产母乳各磷脂SFA、MUFA和PUFA含量变化趋势也不一致，如早产母乳PC中的SFA含量随泌乳期延长而降低，而足月产的母乳PC中的SFA含量却是过渡乳最高。

2 常见婴幼儿配方乳粉原料磷脂

2.1 常见婴幼儿配方乳粉原料磷脂含量

应用于婴幼儿配方乳粉开发的主要原料为生牛乳或生羊乳及其制品（脱盐乳清粉、浓缩乳清蛋白粉、MFGM蛋白等）。而能为配方带入大量磷脂的主要原料为生牛/羊乳及MFGM蛋白，其中MFGM蛋白是磷脂含量最高的原料（表3）。表3显示了常见牛乳、山羊乳和绵羊乳制品中各磷脂的具体含量[42,45-48]，牛乳、山羊乳和绵羊乳粉的磷脂含量相近，而MFGM蛋白和酪乳粉（buttermilk powder，BMP）的磷脂含量较高，且各磷脂的含量大小为PC≈SM＞PE＞PS≈PI，与母乳相似。但是需要注意的是，婴幼儿配方乳粉实际生产时，为了使其脂肪酸组成及甘油酯组成更接近母乳，目前大多使用大量的植物油来提供配方所需的脂肪，生产的配方乳粉磷脂含量较低（2.34～250 mg/L）[8]，且处于母乳磷脂水平的下限范围。Fong等[45]研究7 种普通婴儿配方乳粉的磷脂含量，发现普通婴儿配方乳粉磷脂含量为296.4～395.2 mg/L，而1 种添加初乳粉的配方中磷脂含量可达到789.1 mg/L，明显高于普通配方。强化MFGM可有效提高配方中磷脂含量，如强化MFGM蛋白的配方，各磷脂含量可达到总磷脂452～647 mg/L、PC 120～173 mg/L、PE 127～187 mg/L、PI 41～57 mg/L、PS 58～80 mg/L、SM 106～141 mg/L，而普通配方磷脂含量为总磷脂220 mg/L、PC 60 mg/L、PE 48 mg/L、PI 22 mg/L、PS 26 mg/L、SM 58 mg/L[49]。由于我国初乳粉不可用于婴幼儿配方乳粉的开发，因此添加MFGM蛋白是目前可应用于婴幼儿配方乳粉、提高婴幼儿配方乳粉各磷脂含量的最佳方式。

表 3 婴幼儿配方乳粉原料磷脂含量Table 3 Phospholipid concentrations in milk powder used for infant formula production mg/100 g

2.2 常见婴幼儿配方乳粉原料磷脂脂肪酸组成

常见婴幼儿配方乳粉原料（牛乳、山羊乳、绵羊乳、MFGM蛋白和奶油）中磷脂脂肪酸组成含量最高的为SFA，其次为MUFA，含量最低的为PUFA（表4）[42-43,46,48,50]。与母乳磷脂脂肪酸相比，常见婴幼儿配方乳粉原料MUFA所占比例均大于PUFA，而母乳中MUFA所占比例均小于PUFA。另外，具体到各脂肪酸，常见婴幼儿配方乳粉原料中SFA中含量最多的为C16:0、C18:0、C14:0，MUFA中含量最多的为C18:1，PUFA中含量最多的为C18:2，这一结果与母乳一致。但具体到各脂肪酸的种类，牛乳、绵羊乳、山羊乳、MFGM蛋白和奶油磷脂的脂肪酸种类并不相同，其中牛乳和MFGM磷脂的脂肪酸种类与母乳更相近。

表 4 婴幼儿配方乳粉原料中磷脂脂肪酸组成Table 4 Composition of phospholipid fatty acids in milk and milkpowder used for infant formula production%

母乳磷脂脂肪酸组成与牛乳、羊乳等存在的差异性不单体现在磷脂脂肪酸分类（SFA、MUFA和PUFA）组成上占比的差异，也体现在其具体脂肪酸组成的差异上[42,46]。Yao Yunping等[42]详细对比母乳、牛乳和山羊乳中磷脂脂肪酸的组成，结果显示，牛乳和山羊乳磷脂脂肪酸中SFA的占比（分别为57%和62%）明显高于母乳（37%），但PUFA的占比（分别为11.8%和8.9%）低于母乳（15.2%）。且该研究发现，母乳磷脂中C22:4含量占磷脂脂肪酸的2.53%，而牛乳磷脂中这一脂肪酸未检出，山羊乳中仅有少量检出（0.36%）；另外，在山羊乳和牛乳磷脂中均有检出的C18:1t、C18:3n-3和C20:3n-3却在母乳中无检出。这说明用于婴幼儿配方乳粉开发的牛乳、羊乳等为配方提供的磷脂在具体磷脂脂肪酸组成上与母乳还存在差别，同时也说明未来对于母乳磷脂的深度模拟，不但需要模拟磷脂种类，还需要模拟其具体组成，包括脂肪酸组成。

3 结 语

不同国家/地区的母乳磷脂组成及含量存在差异，且不同泌乳阶段也存在差异，这种差异对于开发磷脂更接近母乳的婴幼儿配方乳粉造成了一定困扰，婴幼儿配方乳粉添加或强化磷脂的具体水平仍需进一步的讨论与验证。另外，母乳磷脂在组成及磷脂脂肪酸组成上与婴幼儿配方乳粉常见原料（牛乳、山羊乳和绵羊乳）存在差异，这种差异导致了常规婴幼儿配方乳粉磷脂与母乳存在差异。因此需要进一步的研究和开发适用于婴幼儿配方乳粉的富含磷脂且与母乳磷脂组分相近的原料，以实现婴幼儿配方乳粉在分子层面上更近母乳。除了组分的模拟外，还需要更多的体内外研究来更深层次验证有利于婴幼儿健康发育的相关原辅料及其用量，以实现婴幼儿配方乳粉在功能及生物学指标上更接近母乳。