嬰幼兒配方食品中氨基酸模式的研究進展

文/宮春穎 王青云 粘靖祺 王 帥 孫 健

（黑龍江省完達山乳業股份有限公司）

母乳是嬰幼兒最好的食物來源，在沒有母乳或母乳不足時，嬰幼兒配方食品是較好的替代品。母乳營養成分的組成和含量是所有生產嬰幼兒配方食品企業的研究基礎，嬰兒配方食品接近母乳，就能滿足嬰兒的營養需求。母乳與生乳中蛋白質氨基酸組成差別很大，為了在保證嬰幼兒營養的同時，解決嬰幼兒配方食品可以更好地消化、吸收的問題，使嬰幼兒配方食品中蛋白質組成和氨基酸模式最大程度地接近母乳，需要調整嬰幼兒配方食品的氨基酸模式，使之與母乳氨基酸模式相接近，這樣才能更利于嬰幼兒的吸收。本文對近年來母乳和嬰幼兒配方食品中氨基酸相關研究進行綜述，為研發出更接近母乳的嬰幼兒配方食品提供依據。

1 母乳中氨基酸

母乳是嬰幼兒生長最自然、最安全、最完整的天然食物。蛋白質是構成人體生命活動的基礎，而蛋白質是由氨基酸組成的。母乳中氨基酸是嬰幼兒生長發育所必需的營養物質。由于體重、身體組成、生長速度和母乳攝入量會隨著嬰幼兒月齡的變化而變化，嬰幼兒對蛋白質和氨基酸組成的需求也會隨著泌乳的不同階段而變化[1]。母乳氨基酸模式受多種因素影響，包括地域、泌乳階段、分娩時的胎齡、母親的遺傳背景和飲食等。如隨著泌乳時間的延長，母乳中氨基酸含量呈逐漸下降趨勢[2]；又如在非洲國家，母乳中酪氨酸含量高于其他國家[3]。

1．1 母乳中總氨基酸

母乳中的總氨基酸包括蛋白水解氨基酸和游離氨基酸（FAA），在泌乳期內FAA占總氨基酸比例不足3%[4]。研究表明，母乳總氨基酸含量隨著泌乳期的延長而顯著下降，但隨著泌乳時間的延長總氨基酸中非必需氨基酸和必需氨基酸所占比例基本保持穩定[2，5，6]，母乳中氨基酸總量（18 種氨基酸之和）在不同地區差異不顯著。

1．2 母乳中單體氨基酸

母乳中含有人體所需的全部氨基酸，單體氨基酸含量因泌乳階段的不同而不同，早產嬰兒母乳中各單體氨基酸含量高于正常母乳含量。母乳蛋白質的氨基酸以谷氨酸含量為最高，其次為亮氨酸，隨后為天門冬氨酸、異亮氨酸、脯氨酸，蛋氨酸含量最低[5～7]。谷氨酸含量隨著泌乳時間的延長在總氨基酸中占比逐漸升高，參與人體乳腺代謝等非常重要的生命過程，對嬰幼兒初期的營養攝入和身體的生長發育具有極其重要的影響[8]。蛋氨酸作為人體所需的必需氨基酸之一，參與蛋白質的合成，而缺乏蛋氨酸會使體內蛋白質合成受到阻礙，對機體造成損害。此外蛋氨酸具有多種生物功能，不僅用于蛋白質的周轉和生長，還為快速擴張的甲基化產物儲備，提供所需的基質。雖然蛋氨酸在母乳中含量最低，但由于其不能被人體代謝合成，因此在嬰幼兒早期生長發育中是必需的營養物質[9]。

母乳中FAA共計19 種，其中包括8 種必需氨基酸及嬰兒必需的組氨酸，其在初乳中含量最高，為常乳的2 倍。FAA在各泌乳階段中牛磺酸和谷氨酸含量最高[10]，其次為賴氨酸、丙氨酸及苯丙氨酸。研究發現，游離谷氨酸含量隨著泌乳期的延長而顯著增加[11]。牛磺酸是人體必不可少的氨基酸，對嬰兒神經系統的發育起到重要作用，而參與牛磺酸合成的酶體系在嬰兒早期并不完善，需要由食物供給，因此母乳中的牛磺酸對嬰兒神經發育有著特殊的意義。谷氨酸在生物體內的蛋白質代謝過程中占據重要地位，最近研究結果也表明谷氨酸對哺乳嬰兒有飽腹感作用[12]。

2 嬰幼兒配方食品所用原料中的氨基酸

在嬰幼兒配方食品中提供蛋白質的主要原料有生乳、脫鹽乳清粉、α-乳清蛋白粉、水解乳清蛋白粉、脂肪球膜蛋白粉、乳清濃縮蛋白粉、大豆分離蛋白粉等。與母乳氨基酸模式比較，嬰幼兒配方乳粉中的第一限制性氨基酸為色氨酸，第二、第三限制性氨基酸則為苯丙氨酸、酪氨酸或組氨酸，蛋氨酸則為過剩氨基酸。

嬰幼兒配方食品中提供蛋白質的原料中氨基酸組成不同，可通過選擇添加氨基酸模式互補的蛋白質原料，或通過補充單體氨基酸，使生產的嬰幼兒配方食品的氨基酸模式與母乳更加接近。

2．1 含乳蛋白質原料的氨基酸模式

2．1．1 牛乳

牛乳作為目前嬰幼兒配方食品行業最廣泛使用的生產原料之一，其與母乳相比較，乳清蛋白與酪蛋白比例、氨基酸組成比例是不同的。各個時期母乳中的FAA含量都比牛乳高，且母乳中含有較高的α-乳白蛋白，這是與牛乳中氨基酸組成不同的主要原因[13]。母乳與牛乳的α-乳白蛋白有72%氨基酸系列是相同的。兩組蛋白質均含有（wt/wt）6%色氨酸和5%半胱氨酸，而蛋氨酸只有0.9%；母乳中半胱氨酸與蛋氨酸比值為1.3:1～2:1，而牛乳中此比值為1:3；相較于母乳，牛乳中含有更高的苯丙氨酸、酪氨酸和賴氨酸，而胱氨酸、色氨酸、亮氨酸等含量更低。牛乳蛋白水解氨基酸中谷氨酸含量（6.9291 g/L）最多，其次是脯氨酸（2.7792 g/L）、賴氨酸（2.4404 g/L）和天門冬氨酸（2.4176 g/L）。母乳中總FAA含量是牛乳的2 倍，牛乳中FAA的總含量范圍為523～864 μmol/ L，而牛磺酸的含量最高。

2．1．2 α-乳清蛋白粉

母乳中α-乳白蛋白含量約為0.25%，占總蛋白質含量的10%～20%[14]。α-乳白蛋白作為色氨酸的優質來源，通常也是嬰幼兒配方食品中首要的限制性氨基酸，之后被證明可被消化為具有抗菌和益生活性的、免疫刺激效果的較小的多肽，并被用作礦物質吸收促進劑[15]。色氨酸是在人體血漿和組織中含量較低的必需氨基酸，是能與血清白蛋白結合的唯一的氨基酸；同時色氨酸分解時產生的中間代謝物質，可通過褪黑素生物合成途徑生產抗氧化劑和自由基清除劑，以增強機體的免疫機能。根據氨基酸模式特點，α-乳清蛋白含有的氨基酸組分更接近母乳，α-乳白蛋白中必需氨基酸含量占63.2%，其中賴氨酸和半胱氨酸含量較高，色氨酸含量高達5.9%。而α-乳白蛋白含有的部分氨基酸（如精氨酸）含量較低[16]。提高在嬰幼兒配方乳粉中α-乳白蛋白的比例，可以使蛋白質組成及氨基酸模式更加接近母乳水平，同時和其他蛋白質原料進行合理配比，提升產品的母乳化程度。

2．1．3 水解乳清蛋白粉

由于新生兒體內消化蛋白質的酶活性不足，可能會使食用配方奶粉的嬰兒出現消化、吸收困難的情況。通過采用胰蛋白酶等酶解技術，在一定條件下，將完整的蛋白質水解成小分子肽及氨基酸，這樣更容易被嬰兒消化、吸收。同時水解蛋白質具有更優的氨基酸模式，易于嬰兒吸收，能有效降低嬰兒過敏情況的發生。水解乳清蛋白粉中色氨酸相比于配方奶粉，與母乳模式的接近程度更高，因此，添加適量的水解乳清蛋白粉可提高嬰幼兒配方奶粉中氨基酸的模式水平。

2．1．4 乳脂肪球膜蛋白粉

乳脂肪球膜（MFGM）主要由蛋白質和脂類構成，且蛋白質和脂質的重量比約是1:1。母乳中乳脂肪球膜含量為0.7～2.1 g/L，牛乳中含量與之接近。MFGM對嬰幼兒的健康益處是促進神經發育，提高早期認知水平，調節免疫和維護腸道健康。乳脂肪球膜的氨基酸在組成和含量上與乳蛋白之間存在一定的差異。牛乳MFGM中必需氨基酸含量高于山羊MFGM，牛乳和羊乳中MFGM蛋白不含有蛋氨酸，且羊乳中MFGM不含有酪氨酸，牛乳和羊乳MFGM 蛋白中非必需氨基酸、芳香族氨基酸和支鏈氨基酸的含量差異顯著（P＜0.05）[17]。國外研究者在牛乳MFGM中檢測到18 種氨基酸，含有蛋氨酸[18]。不同分離方法獲得的MFGM，其氨基酸組成和質量分數有較大差異。

2．2 植物類蛋白質原料

大豆分離蛋白質是一種全價的植物蛋白質原料，蛋白質含量達90%以上，消化利用率達97%以上，其必需氨基酸濃度較高且搭配合理，部分氨基酸含量高于聯合國糧食及農業組織和世界衛生組織（ FAO/WHO）所推薦標準中的要求。大豆分離蛋白質的氨基酸組成和牛乳相似，作為嬰幼兒配方粉配料，對于不能進行母乳喂養和以乳基配方食品來滿足營養需求的嬰兒來說，豆基嬰兒配方粉是更安全、健康的一種選擇。

2．3 單體氨基酸原料

嬰幼兒配方奶粉主要是根據母乳和牛乳的氨基酸組成區別制定的。嬰兒膳食的蛋白質成分可以用基于母乳氨基酸組成的氨基酸成分進行評價，針對性地補充牛乳中相對缺乏的氨基酸，優化牛乳中蛋白質氨基酸比例，以改善嬰幼兒對蛋白質的消化、吸收和利用率。牛乳中的牛磺酸、組氨酸和胱氨酸含量與母乳比相對不足，嬰幼兒配方奶粉中需要對其進行補充。隨著國家標準愈加完善，《GB 10765 食品安全國家標準 嬰兒配方食品（征求意見稿）》和《GB 10766 食品安全國家標準 較大嬰兒配方食品（征求意見稿）》中推薦了嬰兒和較大嬰兒配方食品中11 種氨基酸的含量值。目前在中國市場上銷售并通過國家注冊嬰幼兒配方奶粉強化的單體氨基酸種類有L-酪氨酸、L-色氨酸，L-蛋氨酸，均符合《GB 14880—2012 食品安全國家標準 食品營養強化劑使用標準》中的要求。通過單體氨基酸原料調整產品中氨基酸接近至母乳水平，可促進嬰兒的消化、吸收。

不同蛋白質原料中氨基酸模式不同，通過調整不同蛋白質原料的比例，或補充單體氨基酸，以達到嬰幼兒配方食品的氨基酸模式母乳化。

3 嬰幼兒配方食品中的氨基酸組成

母乳中氨基酸的構成模式適合嬰幼兒生長發育所需，常常被用來評價嬰幼兒配方奶粉的質量。在國際上以必需氨基酸與半必需氨基酸含量是否接近母乳為嬰幼兒配方食品中蛋白質含量的判定依據。中國居民膳食營養素參考攝入量中要求，嬰幼兒必需氨基酸的需要量除了維持體重所需的氨基酸外，還加上了伴隨生長所需的氨基酸量。嬰幼兒配方食品的開發需因地制宜，不同國家需要依據當地的母乳氨基酸模式進行調整。母乳中FAA的平均濃度顯著高于嬰兒配方食品[19]。

3．1 乳基嬰幼兒配方食品

母乳中乳清蛋白含量為60%，酪蛋白含量為40%；乳清蛋白中含有人體所需的必需氨基酸，其氨基酸模式與骨骼肌中氨基酸模式基本一致，容易被人體吸收、利用。我國國家標準中要求乳基嬰兒配方食品中乳清蛋白含量應≥60%。在美國官方分析化學師協會（AOAC）乳清蛋白檢測標準中，采用氨基酸模式來定量乳基嬰兒配方食品中的百分比，即通過乳清蛋白和酪蛋白4 種特征氨基酸（丙氨酸、天冬氨酸/天冬酰胺、脯氨酸和苯丙氨酸）的含量折算出嬰幼兒配方奶粉中乳清蛋白的比例[20]。也有文獻報道稱采用氨基酸模式來評價嬰幼兒配方食品中的乳清蛋白質量[21～24]。

嬰兒配方奶粉中氨基酸總量為100～120 mg/g，較大嬰兒配方奶粉和幼兒配方奶粉為150～200 mg/g。隨著適用月齡的增大，嬰兒配方奶粉中氨基酸總量呈增加的趨勢，其必需氨基酸占氨基酸總量的百分比為40%～50%，嬰兒配方奶粉必需氨基酸與非必需氨基酸的比值與母乳接近，主要分布在0.7～0.8范圍內[25]。牛乳基和羊乳基配方奶粉相比較，牛乳基配方奶粉中賴氨酸含量較高，而其他氨基酸含量不存在顯著性差異[26]。富含α-乳白蛋白的配方奶粉能提供嬰兒生長所需的氨基酸，滿足嬰兒需要，出生后頭3 個月的生長速率同母乳喂養兒相似，且嬰兒耐受性良好[27]。嬰兒喂食高質量、低蛋白濃度的配方奶粉（富含α-乳白蛋白），可以滿足嬰兒所有的必須（此處為嬰兒需要的）氨基酸和蛋白質需求[28]。當嬰兒能獲得足量的α-乳白蛋白時，就可保證半胱氨酸的攝入，同時蛋氨酸的含量又能保持最低[29]。嬰幼兒配方食品中氨基酸模式接近母乳作為評價嬰幼兒配方食品質量的方法，產品越接近母乳的氨基酸模式，則產品質量越好，越適合嬰幼兒食用。

3．2 豆基嬰幼兒配方食品

大豆中含有豐富的蛋白質，氨基酸組成與牛乳蛋白質相近，易被嬰幼兒吸收[30，31]。豆基嬰幼兒配方粉的蛋白質優于牛乳中的酪蛋白，適于對牛乳蛋白質過敏的嬰幼兒，其蛋白質氨基酸模式更加接近母乳，必需氨基酸模式與母乳的必需氨基酸模式的相關系數大于0.9817，必需氨基酸的利用率大大提高，有利于嬰兒的消化、吸收[32]。豆基配方粉在歐美市場已得到廣泛應用，且在美國食用豆基配方粉的嬰兒（0～12 月齡）比例達12%[33]。國內企業尚未開發豆基嬰幼兒配方粉，對其氨基酸模式的研究需要更加深入，使豆基嬰幼兒配方粉的氨基酸模式母乳化，以滿足嬰幼兒營養吸收需要。

通過上述分析可知，母乳中氨基酸模式是開發有利于嬰幼兒消化、吸收的嬰幼兒配方食品的參考依據，嬰幼兒配方食品的氨基酸模式越接近母乳，對于嬰幼兒的消化、吸收越有利。

4 小結

母乳是嬰幼兒最理想的天然食物，母乳中氨基酸模式是嬰幼兒對蛋白質消化、吸收的重要因素。研究者需要對母乳氨基酸模式及其功能特性進行深入研究，使嬰幼兒配方食品更加接近母乳的氨基酸模式。當配方食品的氨基酸模式與母乳氨基酸模式接近時，必需氨基酸被機體利用的程度才能越高，才能在解決嬰兒營養需求的同時，更有利于其消化、吸收。關于嬰幼兒配方食品總蛋白質組成和氨基酸模式的提高有待于更進一步的科學研究。