母乳蛋白質研究進展

李 慧，張巖春，戴智勇，王軍波

(1北京大學公共衛生學院營養與食品衛生學系，北京 100191;2食品安全毒理學研究與評價北京市重點實驗室，北京 100191;3澳優乳業(中國)有限公司，長沙 410200)

母乳作為人類生命最初階段的最佳天然食物，是一種復雜的生物流體，其所含的蛋白質、脂肪、碳水化合物、礦物質、維生素等含量適中、比例適當，易于嬰兒消化吸收。母乳蛋白質不僅可以提供嬰兒生長發育所需的營養物質，而且具有抗感染、促進組織器官發育、建立自身免疫系統等多種功能，其含量和組成是決定母乳質量的重要指標。經過幾十年的研究，人類對母乳蛋白質的組成及其功能的研究取得了很大進展，母乳喂養越來越受到人們的重視。本文就母乳蛋白質的種類和含量、檢測方法以及影響因素等進行綜述。

1 母乳蛋白質的種類和含量

1.1 一般分類

母乳蛋白質大致可被分為三類:酪蛋白、乳清蛋白和乳脂肪球膜蛋白。酪蛋白和乳清蛋白構成母乳蛋白質的主要部分。酪蛋白包括β-酪蛋白、κ-酪蛋白，乳清蛋白主要包括乳鐵蛋白、α-乳白蛋白、sIgA 和血清白蛋白［1］。乳脂肪球膜蛋白質雖然在母乳蛋白質中含量較少，大約占母乳蛋白質的1%～4%［2］，但它是乳脂肪球的主要組成部分，包圍在乳脂肪球外。乳脂肪球膜通過包被脂肪球，使脂肪分散在乳中，保證了母乳的均勻和穩定。目前研究發現的乳脂肪球膜蛋白質主要包括黏液蛋白、乳凝集素和嗜乳脂蛋白。

除高豐度蛋白外，研究者采用免疫親和層析、二維聚丙烯酰胺凝膠電泳以及色譜質譜串聯等方法檢測母乳中的低豐度蛋白。1998 年，Murakami［3］等采用二維聚丙烯酰胺凝膠電泳和微序列測定法在初乳和成熟乳中檢測出包括脂肪酸結合蛋白、β2-微球蛋白、補體C4、α1-抗胰蛋白酶、酸醛縮酶A 和β-酪蛋白片段等微量蛋白，并沒有觀察到初乳和成熟乳中微量蛋白在蛋白質模式上的差異。2010 年，Liao［4］等在酪蛋白膠束中發現82 種蛋白質，其中有32 種是以前在人乳或初乳中未發現的;Coscia［5］等利用蛋白質組學技術在人初乳中檢測出完整的牛αs1-酪蛋白、半乳糖凝集素-7、14-3-3 蛋白質的不同亞型、血清淀粉樣蛋白P 分量等微量蛋白。2013 年，Dallas［6］等利用多肽組學的方法對母乳蛋白質進行檢測，發現300 余種多肽，其中大部分來源于β-酪蛋白，尚未在乳鐵蛋白、α-乳白蛋白以及sIgA 中發現多肽片段。隨著各種檢測技術的發展，母乳中微量蛋白質不斷被檢測出，但是其生理功能尚未明確，仍有待進一步研究。

1.2 功能分類

母乳中含有大量的生物活性蛋白，根據其功能目前可將母乳蛋白質分為以下幾類［7］:(1)促進營養素消化和吸收，如α-抗胰蛋白酶、α-乳白蛋白、淀粉酶、膽鹽刺激酯酶;(2)抗微生物活性，如sIgA、乳鐵蛋白、溶菌酶、κ-酪蛋白和乳過氧化物酶;(3)建立免疫系統，如細胞因子、乳鐵蛋白;(4)促進生長，如κ-酪蛋白和乳鐵蛋白;(5)促進腸道發展，如乳鐵蛋白、生長因子。由于有些蛋白質具有多種功能，故可被劃分在多個類別中。

1.3 母乳蛋白質含量

母乳中各種營養素的含量受到多方面因素的影響。為了滿足嬰兒生長發育的需求以及不斷改變的喂養模式和膳食調整所引起的腸道微生物的變化，母乳中蛋白質組是隨著哺乳期的變化而變化的［8］。泌乳期可分為:初乳(分娩后5d 內的乳汁)、過渡乳(產后5～10d 的乳汁)和成熟乳(產后11d 后的乳汁)。大量研究顯示，母乳蛋白質的含量隨泌乳期的延長而下降［9］，初乳中蛋白質含量較高，大部分以免疫球蛋白A 的形式存在［10］;過渡乳中蛋白質和免疫物質逐漸減少，而碳水化合物的含量逐漸增多;成熟乳中各種營養成分的含量比較穩定，蛋白質含量約為0.9～1.2g/L［11］。初乳中乳清蛋白與酪蛋白的比例是90∶10、成熟乳中乳清蛋白與酪蛋白的比例是60∶40、泌乳后期人乳中乳清蛋白與酪蛋白的比例是50∶50［12］。

母乳蛋白質的含量和氨基酸的組成以及它們在個體內和個體之間的差異都已被廣泛研究，而對于非蛋白氮的研究還不夠深入。與牛奶相比，母乳含有更多非蛋白氮，非蛋白氮占其總氮的18%～30%［13］，主要存在形式有尿素、尿酸、肌酸酐、游離氨基酸、糖類、醇類、肽激素、核酸和核苷酸等［10］。在測量母乳蛋白質的含量時，不同的檢測方法得出的結果中可能包含也可能不包含非蛋白氮，故在比較蛋白質濃度時需注意其研究中使用的測量方法。

2 母乳蛋白質的檢測方法

傳統的母乳蛋白質測定方法有紫外分光光度計法和紅外色譜法，其中分光光度法是蛋白質在催化劑加熱條件下被分解產生氮，通過測定氮的含量再乘以換算系數，從而得到蛋白質的含量，因對儀器設備的要求低而廣為應用，但測定步驟繁瑣，應用試劑種類多，人工操作誤差大。20 世紀80 年代后期發展起來的綜合光譜學、化學計量學以及計算機應用等現代分析技術，其根據蛋白質中NH 基團在近紅外區的倍頻和合頻吸收，建立吸收光譜與物質含量之間的關聯性，從而測定乳汁中蛋白質的含量，測試快速、操作簡捷，但易受非目標因素的影響。

目前研究中使用的測量母乳蛋白質的方法主要是蛋白質組學技術，蛋白質組學和多肽組學的發展推動了母乳生物活性肽的研究，其技術體系包括雙向凝膠電泳、質譜技術、蛋白質微陣列技術、液相色譜法、二維聚丙烯酰胺凝膠電泳(2-DE)、離子交換色譜法等。色譜分離已被證明可用于復雜樣品如血清或牛奶的蛋白質或肽學的檢測，但尚未用于人乳。近年來的研究強調使用大規模蛋白質組學方法對蛋白質進行聯合測定的模式，而不是以往的使用單一的蛋白質標記物［14］。隨著檢測方法的不斷改進和發展，對蛋白質的種類、組成以及功能等方面的了解將更加深入準確。

3 母乳蛋白質含量的影響因素研究

3.1 母體因素

關于母體對母乳營養素的影響方面的研究主要在于母體的孕期及哺乳期營養狀態、生育年齡、分娩方式、產次、個體免疫狀態、產后體重減輕量以及乳母膳食攝入狀況對母乳的影響。有研究顯示，母體的營養狀況對母乳中脂肪、能量、脂肪酸及免疫功能有一定影響，但對于蛋白質含量并沒有顯著影響［5］。關于膳食蛋白質攝入狀況與母乳中蛋白質含量的關系尚無統一定論，有待進一步的研究。

3.2 嬰兒因素

目前研究發現，對母乳蛋白質含量有影響的因素有是否為早產和嬰兒體重。自1978 年首次報道早產兒母乳中氮含量高于足月兒［15］之后，后續研究不斷顯示早產兒母乳中營養素含量與足月兒的差別，但是并不是所有研究都顯示早產兒母乳中所含營養素高于足月兒［16-17］。此外有研究顯示，嬰兒體重越大，母親泌乳量越大。

3.3 社會經濟因素

目前研究表明，對母乳蛋白質含量有影響的因素主要為家庭類型、經濟條件、文化程度等，但經濟條件對于母乳蛋白質含量是否有影響尚無統一結論，有研究發現，經濟條件較好的地區乳母乳汁中蛋白質含量高于經濟條件較差的地區，但有些研究表明，經濟條件與母乳中營養素含量沒有明顯關聯。

3.4 母乳的儲存方式

近年來，隨著世界各國母乳庫的逐漸建立，嬰兒攝取母乳的形式逐漸多樣化，不僅僅是新鮮的母乳，還存在使用捐贈或者經過一定時期保存的母乳。關于母乳在何種條件下保存對其質量的影響最小以及母乳的安全性等方面的研究日益增多。有研究發現，高壓熱處理對母乳中各型免疫球蛋白有不同的作用，其中IgM、IgA、IgG 受到高壓熱處理的影響最大［18］。冷藏和經過巴氏消毒的母乳中乳鐵蛋白、溶菌酶和sIgA 分別有不同程度的減少［19］。但目前在此方面研究尚不系統，資料較少，對于可能影響母乳質量的因素還需進一步的研究分析。

4 結論

母乳的組成和含量也受到多方面因素的影響，對于母乳中蛋白質的組成、各種蛋白質的功能以及影響其功能和含量的因素還需要更多的研究，特別是對于母乳中低豐度蛋白質及其生理意義的研究有待進一步深入。此外，各種研究中使用的檢測技術、樣本的采集時間、采集方法等都有所不同，這可能是影響其結果的一大因素，故需要建立標準的、嚴格完善的檢測母乳中營養素的方法，以便進一步的比較分析。

［1］López Alvarez MJ.Proteins in human milk ［J］.Breastfeeding Review，2007，15(1):5-16.

［2］Cavaletto M，Giuffrida MG，Conti A.Milk fat globule membrane components-A proteomic approach ［J］.Adv Exp Med Biol，2008:606:129-141.

［3］Murakami K1，et al.Identification of minor proteins of human colostrum and mature milk by two-dimensional electrophoresis［J］.Electrophoresis，1998，19(14):2521-2527.

［4］Liao Y，Alvarado R，Phinney B，et al.Proteomic Characterization of specific minor proteins in the human milk casein fraction ［J］.J Proteome Res，2011，10(12):5409-5415.

［5］Coscia A，et al.Detection of cow’s milk proteins and minor components in human milk using proteomics techniques ［J］.J Matern Fetal Neonatal Med，2012，25(suppl 4):54-56.

［6］Dallas DC，et al.Extensive in vivo human milk peptidomics reveals specific proteolysis yielding protective antimicrobial peptides ［J］.J Proteome Res.2013，12(5):2295-2304.

［7］Wada Y，L?nnerdal B.Bioactive peptides derived from human milk proteins—mechanisms of action ［J］.J Nutr Biochem，2014，25(5):503-514.

［8］Kulski JK，Hartmann PE.Changes in human-milk composition during the initiation of lactation ［J］.Aust J Exp Biol Med Sci，1981，59(1):101-114.

［9］Bauer J，Gerss J.Longitudinal analysis of macronutrients and minerals in human milk produced by mothers of preterm infants ［J］.Clin Nutr，2011，30(2):215-220.

［10］Emmett PM，Rogers IS.Properties of human milk and their relationship with maternal nutrition ［J］.Early Hum Dev，1997，49(Suppl):S7-28.

［11］Ballard O，et al.Human milk composition;nutrients and bioactive factors ［J］.Pediatr Clin North Am，2013，60(1):49-74.

［12］Blanc B.Biochemical aspects of human milk-comparision with bovine milk ［J］.World Rev Nutr Diet，1981，36:1-89.

［13］Carratu B，et al.Nitrogenous components of human milk;non-protein nitrogen，true protein and free amino acids［J］.Food Chem，2003，81(3):357-362.

［14］Mangé A，Bellet V，Tuaillon E，et al.Comprehensive proteomic analysis of the human milk proteome;Contribution of protein fractionation ［J］.J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci，2008，876(2):252-256.

［15］Atkinson SA，et al.Human milk;difference in nitrogen concentration in milk from mothers of term and premature infants ［J］.J Pediatr，1978，93(1):67-69.

［16］Darwish Ael M，et al.Comparative study on breast milk of mothers delivering preterm and term infants—protein，fat and lactose ［J］.Nahrung，1989，33(3):249-251.

［17］Velonà T，Abbiati L，Beretta B，et al.Protein profiles in breast milk from mothers delivering term and preterm babies［J］.Pediatr Res，1999，45(5 Pt1):658-663.

［18］Delgado FJ，et al.Effect of high pressure thermal processing on some essential nutrients and immunological components present in breast milk ［J］.Inovative Food Science and Emerging Technologies，2013，19:50-56.

［19］Chang JC，Chen CH，Fang LJ，et al.Influence of prolonged storage process，pasteurization，and heat treatment on biologically-active human milk proteins ［J］.Pediatrics and Neonatology，2013，54:360-366.