范小雪,韋海濤,高興明,陳平華,王存芳,*,姜 華,*
(1.齊魯工業(yè)大學(山東省科學院)食品科學與工程學院,山東 濟南 250353;2.山東熊貓乳品有限公司,山東 濟南 251400)
近年來,隨著國民經濟的發(fā)展和市場細分品類的快速增長,消費者除了對大眾乳品牛乳的需求外,小眾乳品亦逐漸進入消費者的視野,成為銷售渠道和終端的寵兒。小眾乳品即特色乳,是指牛乳以外的其他家畜乳,也稱為特種乳,是乳制品市場的重要組成部分[1]。目前這些小眾乳品被視為乳制品的特色“藍海”,具有獨特的資源優(yōu)勢及差異化的產品特性,與牛乳相比擁有得天獨厚的市場競爭優(yōu)勢。我國特色乳制品來源豐富,如驢乳、駝乳、水牛乳、羊乳、馬乳、牦牛乳等特色乳資源。特色乳的常規(guī)營養(yǎng)成分與牛乳的對比如表1所示,驢乳乳糖含量較高,駝乳含脂肪較多,而水牛乳的脂肪和蛋白質含量都明顯高于其他乳,山羊乳卻有較低的乳糖含量。因不同乳源的營養(yǎng)特性各有不同,特色乳乳品市場愈加多樣化,產品種類及市場占比日益增多,如駝乳粉、羊乳干酪、驢乳酸乳、輔助降糖駝乳、牦牛乳清飲料等[2]。隨著科技創(chuàng)新,新型特色乳品向“專、精、特、新”方向蓬勃發(fā)展,不僅在全國布局,很多產品亦暢銷世界各個國家。特色乳制品在良好口感的基礎上,其功能活性受得人們的廣泛青睞。因此,本文針對不同乳源特色乳的功能活性及其相關研究進行綜述,以期為高品質、更健康的特色乳高端產品的研發(fā)提供理論參考。
表1 不同乳的營養(yǎng)成分比較Table 1 Comparison of nutritional components of the milks of different dairy animal species %
驢乳是營養(yǎng)價值高且有一定保健功能的天然食品,含有的氨基酸不僅種類齊全,且含量和比例與人乳更為接近,9 種人體必需氨基酸約占總氨基酸的42.3%[7]。在整個泌乳期內,驢乳氨基酸的含量和比例保持穩(wěn)定,是替代人乳的理想動物乳。
溶菌酶是乳清蛋白中重要的功能蛋白,也是人體中重要的非特異性免疫因子,在預防微生物感染中發(fā)揮重要作用。牛乳中溶菌酶含量約為1.5×10-4g/kg,人乳中約為0.34 g/kg,而驢乳中溶菌酶含量約為人乳2 倍[8]。因此,驢乳的抗菌性能高于其他乳。已有相關研究證實,驢乳對多種有害細菌均表現(xiàn)出良好的抗菌活性[9-10]。?ari?等[11]對驢乳的蛋白質進行電泳鑒定,發(fā)現(xiàn)溶酶菌含量為1.31 g/L,是主要的抗菌物質,該研究也認為溶酶菌和乳鐵蛋白的協(xié)同效應會影響驢乳的抗菌活性。驢乳中豐富的乳鐵蛋白可以與細菌表面結合,從而切斷營養(yǎng)物質進入細菌的通道,導致細胞死亡。驢乳具有的天然抗菌活性主要歸因于高含量的溶菌酶,但與其所含有的乳鐵蛋白及活性肽等抗菌成分也有密不可分的關系,且驢乳中含有的天然抗菌物質對乳酸菌和真菌的生長影響不大。所以利用驢乳作為發(fā)酵乳飲料的原料,有望開發(fā)出天然、健康的發(fā)酵乳飲品。
驢乳中包含多種免疫活性物質,如乳清蛋白和溶菌酶等,可提高人體免疫力。馬龍等[12]通過環(huán)磷酰胺誘導建立免疫力低下小鼠模型,小鼠連續(xù)20 d攝入不同劑量的生鮮驢乳,結果表明,高劑量組驢乳(20 mL/(kg·d))能夠提高小鼠血清溶血素含量,改善抗體細胞的功能,證實鮮驢乳可以提高小鼠的免疫功能,與Peng Shanshan等[13]研究結果相符。謝璐等[14]對比牛乳和驢乳的免疫活性發(fā)現(xiàn),驢乳和牛乳對機體的正常組織細胞能起到保護作用,增強小鼠免疫力,但是在相同劑量下,驢乳的效果優(yōu)于牛乳。驢乳的效果優(yōu)于牛乳可能與驢乳中乳清蛋白含量較高有關,乳清蛋白中含有多種免疫活性物質,如乳鐵蛋白、溶菌酶、免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)等。乳鐵蛋白具有抗菌活性,可以刺激吞噬細胞與淋巴細胞,激發(fā)其相應的免疫作用。此外,驢乳中含有的礦物質硒可以刺激機體的免疫系統(tǒng),進而提高機體的免疫力。因此,驢乳在治療人類免疫相關疾病方面具有很大潛力。
已有研究證明,乳清蛋白對乳腺癌、前列腺癌及結腸癌等癌細胞的生長具有抑制作用[15]。攝入一定量的乳清蛋白可以增加谷胱甘肽合成底物,使谷胱甘肽的合成水平增加,進而引起負反饋,形成抗腫瘤作用[16]。驢乳中含有豐富的乳清蛋白,具有優(yōu)異的抗腫瘤活性。Mao Xueying等[17]研究發(fā)現(xiàn),驢乳中的活性成分不僅在體外能直接抑制腫瘤細胞增殖,還可通過激活淋巴細胞和巨噬細胞間接殺死腫瘤細胞。Esener等[18]給腫瘤小鼠飼喂驢乳與驢乳開菲爾乳,10 d后發(fā)現(xiàn)驢乳與驢乳開菲爾乳均引起腫瘤細胞的凋亡,且驢乳開菲爾乳組凋亡細胞數(shù)多于驢乳組。驢乳開菲爾乳組細胞凋亡數(shù)多可能與其包含的生物活性肽、多糖及溶菌酶有關。機體內癌細胞的增殖會引起免疫力下降,驢乳不僅具有抗腫瘤活性,也能提高機體免疫力,可對癌癥治療起到一定的輔助作用。目前對于驢乳抗腫瘤的具體活性成分仍缺乏系統(tǒng)研究,若希望通過攝入驢乳而起到抗腫瘤作用,則需要攝入大量驢乳,這對于癌癥患者來說是不現(xiàn)實的,若可以針對驢乳中特定的抗腫瘤活性成分進行濃縮、提純,也許會對未來驢乳的應用提供更廣闊的發(fā)展空間。
驢乳中的乳糖含量明顯高于牛羊乳,乳糖可為機體提供外源性碳水化合物,減少體內糖原的分解,從而緩解疲勞。李丕彥等[19]通過對昆明小鼠補充乳糖,測定血糖含量,研究乳糖減緩運動性疲勞的作用,結果表明,乳糖組小鼠血糖含量下降不明顯,說明補充乳糖的小鼠疲勞程度輕于對照組,且乳糖可提升小鼠運動能力。驢乳乳糖含量為5.8~7.4 g/100 mL,高于牛乳和羊乳,接近人乳[20-21]。蘇德奇等[22]使用不同劑量的驢乳粉對小鼠進行灌胃,并對小鼠的負重游泳時間、血清尿素氮含量、肝糖原含量進行檢測,結果表明,驢乳可一定程度上緩解小鼠疲勞。運動結束后,機體的血糖含量降低,當長時間沒有補充糖時,機體會通過糖異生途徑補充能量,但反應時間較長,難以滿足機體需求。當機體攝入乳糖時,乳糖會在小腸分解成半乳糖及葡萄糖,為機體提供能量。并且半乳糖可以加快脂肪氧化,使機體血糖含量上升,在一定程度上緩解疲勞。另外,驢乳含有更多的亮氨酸、異亮氨酸及纈氨酸等支鏈氨基酸[4]。已有研究證明,支鏈氨基酸可刺激乳酸循環(huán)和糖異生,減少乳酸積聚,有助于緩解運動性疲勞[23]。驢乳的抗疲勞作用與其富含乳糖和支鏈氨基酸有關,但不能排除其他活性肽的影響,其多種成分的混合作用仍需進一步探討。
目前,水牛乳制品的產量約占我國乳制品總產量的20%,加工企業(yè)約有18 家,利用水牛乳加工的乳制品不僅在全國范圍內進行銷售,并出口到東南亞等國家。水牛乳制品因其濃稠、清香、營養(yǎng)豐富等特點[24-25],備受消費者喜愛,市場占比逐年增加。
人體因外部及自身因素,體內持續(xù)產生自由基,而自由基是人體生命活動中各種生化反應的中間代謝產物,如果自由基數(shù)量過多且未被及時清除,不僅會對機體造成損傷,也會加快機體衰老,甚至會誘發(fā)各種疾病[26]。水牛乳中富含更多的腦磷脂,故其抗氧化活性較普通牛乳更高[27],具有清除自由基的作用。李玲等[28]采用D-半乳糖致衰老小鼠模型,測定小鼠全腦、肝、心臟組織臟器指數(shù)以及小鼠血清、腦組織、心、肝中酶的活性,研究水牛乳多肽對亞急性致衰老小鼠機體的抗氧化作用,結果表明,水牛乳多肽能夠提高小鼠的抗氧化能力。趙瓊等[29]從水牛乳中提取出的蛋白肽也具有較好的2,2’-聯(lián)氮-雙-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)陽離子自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力和還原能力。Kumar等[30]研究證實,水牛乳所富含的抗氧化肽具有細胞保護作用,且可有效防止細胞凋亡。水牛乳中還含有多種活性肽成分,其中抗氧化肽是其中的一種??寡趸目梢郧宄龣C體內的各種有害自由基,抑制脂質反應,進而延緩機體的衰老。基于抗氧化肽的活性,其可能會延緩食品的變質,是否可以基于水牛乳中的抗氧化活性肽研制出天然的食品防腐劑可做進一步的分析探討。
水牛乳的抗腫瘤機理可能是由于水牛乳富含共軛亞油酸、VA、VD、鞘磷脂和丁酸等抗癌成分,從而起到聯(lián)合抗癌的作用;其含有的寡聚糖等多種成分亦可抑制腫瘤的生長[31]。Ramírez等[32]用水牛乳喂養(yǎng)大鼠,發(fā)現(xiàn)水牛乳組患腫瘤大鼠減少60%,即水牛乳可抑制腫瘤的產生。Salzano等[33]通過在水牛日糧中添加30%綠色苜蓿草料,發(fā)現(xiàn)水牛乳的抗氧化和抗腫瘤性能得到提升。共軛亞油酸具有良好的抗腫瘤活性,是乳脂中的重要成分之一。鞘磷脂、神經酰胺和鞘磷脂的生物活性代謝物被稱為腫瘤抑制脂質,可以通過胃腸道吸收和代謝鞘磷脂的方式保護器官免受損傷。水牛乳脂肪含量高、脂肪酸類型頗為豐富,其中的共軛亞油酸、鞘磷脂、神經酰胺等成分可有效降低實驗生物模型的致癌率,說明水牛乳是一種高價值的功能性食品,將來可針對腫瘤患者進行開發(fā),用于特殊醫(yī)學用途配方食品,在提供營養(yǎng)支持的同時輔助臨床治療。
乳鐵蛋白具有良好的廣譜抗菌活性,對革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌都具有較好的抑菌效果[34]。水牛乳中蛋白質含量高,活性肽成分多,從水牛乳中提取的活性肽片段表現(xiàn)出較好的抑菌效果。王鈺潭等[35]利用水牛乳制備的干酪,對李斯特菌、沙門氏菌均表現(xiàn)出良好的抑菌效果。Colarow等[36]從意大利水牛乳中分離得到的神經苷節(jié)脂(ganglioside,GS)的GM1片段可特異性結合霍亂毒素亞單位B(cholera toxin subunit B,CTB),且和人乳的GS特異性CTB結合活性相似,具有抗炎活性。因此,利用水牛乳及其血清開發(fā)消炎抗菌類產品具有較大發(fā)展前景。
駝乳為駝科動物雙峰駝的乳汁,又被稱為“沙漠白金”,具有較高的營養(yǎng)價值和一定的食療保健作用[37]。駝乳中富含VC,還含有大量人體所需的不飽和脂肪酸、鐵和VB[38]。
當機體進行長時間的運動時,機體能量消耗過大,無法通過分解糖及脂肪來獲得能量,此時則會分解蛋白質與氨基酸,造成營養(yǎng)物質的損失。何俊霞等[39]用不同劑量的駝乳飼喂小鼠,結果發(fā)現(xiàn),不同劑量的駝乳均可使小鼠的運動時間顯著延長,小鼠運動后的血清乳酸和血清尿素氮含量下降,肝糖元的儲備量升高。說明駝乳能夠抑制運動后乳酸的累積,提升機體耐力;且駝乳的攝入量越多,則血清尿素氮含量越少,機體的適應能力越強。攝入駝乳后運動時間延長可能與駝乳中的營養(yǎng)物質有關,駝乳中的脂肪含量較高,脂肪分解產生的能量可以為機體供能,延長機體運動時間。故駝乳具有良好的抗疲勞作用。
研究表明,駝乳具有優(yōu)良的抗菌消炎作用[40]。古麗孜亞·卡克巴依等[41]發(fā)現(xiàn),發(fā)酵駝乳可以改善小鼠的炎癥。王瑞雪等[42]從駝乳中提取出的抑菌肽對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌均表現(xiàn)出良好的抑菌活性。駝乳的抑菌活性可能與其富含的乳鐵蛋白有關,乳鐵蛋白和細菌結合后,會造成細菌死亡,從而抑制細菌增殖。另外,駝乳中也含有溶菌酶、IgG及乳過氧化物酶等成分。乳過氧化物酶也是乳制品中常見的酶之一,可以抑制微生物的生長繁殖,殺死細菌。
已有研究證實,駝乳對化學性肝損傷具有一定的保護作用[43]。徐德洲等[44]研究也證明駝乳粉可以改善小鼠肝臟抗氧化能力,降低膜脂質過氧化反應和肝細胞脂肪變性程度,促進脂蛋白排出,對急性酒精性肝損傷有一定的輔助保護作用。喬向宇等[45]證明自然發(fā)酵駝乳對小鼠急性酒精性肝損傷有較好的保護作用。駝乳還有抗菌消炎的作用,若長期飲用對肝炎或有一定的改善作用。但有關駝乳對肝臟損傷起保護作用的功能性成分及作用機制有待進一步深入探討。
駝乳對糖尿病的輔助治療效果也已被證實,Agrawal等[46]以正常治療組為對照,實驗組在正常治療基礎上每天攝入駝乳500 mL,為期3 個月,研究駝乳對1型糖尿病的輔助治療效果,實驗結束后,駝乳組病人對胰島素的依賴水平降低,其中92%的患者胰島素劑量降低30%。何靜等[47]研究證明駝乳能改善2型糖尿病小鼠的糖脂代謝及胰島素抵抗。駝乳中的乳鐵蛋白及VC可以調節(jié)糖尿病人的免疫功能。此外糖尿病人通常會因缺鈣而導致骨質疏松,而駝乳中鈣含量較高,故糖尿病人可以適當飲用駝乳。
羊乳因其含有更小的脂肪球和蛋白質分子,在開發(fā)嬰幼兒乳粉方面具有優(yōu)勢[48-49]。隨著羊乳除膻技術的逐步發(fā)展,羊乳制品的風味得到了很大改善,消費者也愈發(fā)能接受羊乳相關制品,羊乳市場逐漸明朗。羊乳不僅富含營養(yǎng)物質,也富含多種活性成分,在特殊醫(yī)學用途配方食品和保健方面均有應用。
羊乳能夠清除機體內的自由基,延緩衰老[50]。Simos等[51]研究證明,羊乳具有良好的抗氧化活性,實驗組每人每日飲用羊乳600 mL,40 d后實驗組的血漿總抗氧化能力顯著提高。羊乳中富含VC、VE,VC是膠原蛋白合成的主要物質,VE能夠阻礙機體中不飽和脂肪酸的氧化,從而延緩機體衰老[52]。Moreno-Fernandez等[53]給大鼠喂養(yǎng)發(fā)酵山羊乳,結果表明,發(fā)酵山羊乳可以提高大鼠體內超氧化物歧化酶活性,大鼠血漿的抗氧化狀態(tài)顯著提高。趙烜等[54]利用羊乳制備發(fā)酵酸乳制品,添加藍莓汁與桑葚,不但可以改善羊乳的口感和風味,并且具備一定的抗氧化活性。添加其他抗氧化物質,也是提升羊乳總體抗氧化活性的研究方向。但針對羊乳而言,其抗氧化活性是否能通過發(fā)酵而得到顯著提升還有待進一步研究。
表皮細胞生長因子可以促進腸道發(fā)育和成熟、維持腸道內環(huán)境平衡,修復腸道損傷[55]。表皮細胞生長因子在羊乳中的含量較高,其占比接近人乳,易消化吸收,在改善腸道功能方面優(yōu)于牛乳。在嬰幼兒時期,機體腸道免疫系統(tǒng)并不完善,嬰幼兒的消化能力及免疫能力較弱。王軍波等[56]發(fā)現(xiàn),羊乳清蛋白配方乳粉喂養(yǎng)的嬰兒腸道菌群結構最接近純母乳喂養(yǎng)的嬰兒。因此利用鮮羊乳為原料開發(fā)的嬰幼兒配方乳粉更加適合嬰幼兒的腸道。另外,羊乳中富含的低聚糖能夠調節(jié)腸道內微生物數(shù)量、增強機體免疫力,并可改善結腸炎大鼠的炎癥[57]。Zhang Jiachao等[58]發(fā)現(xiàn),在注射四氯化碳后,攝入羊乳的小鼠腸道菌群更接近于空白組,認為羊乳可以調節(jié)四氯化碳導致的腸道菌群失調。因此,對于腸道功能較弱的老人或嬰幼兒,攝入羊乳既可以補充營養(yǎng),也有助于保護腸道健康,因此,利用羊乳研發(fā)一系列針對減輕術后患者腸道負擔的特殊醫(yī)學用途食品將會開拓羊乳制品的特色優(yōu)勢及應用領域。
羊乳中的膽固醇含量低于牛乳和人乳,且羊乳中富含更多的短、中鏈脂肪酸,短、中鏈脂肪酸可以防止膽固醇積累,有研究表明,老年人攝入羊乳不僅可以降低膽固醇含量,還能預防其他老年疾病[59-60]。羊乳中富含的中鏈甘油三酯能夠降低小鼠的脂肪沉積,并加快膽固醇代謝,使小鼠體質量減輕[61]。這可能與中鏈甘油三酯能降低內源膽固醇的形成,促進其在腸道內的吸收有關。Kalyan等[62]對高膽固醇血癥大鼠飼喂羊乳脂肪和羊乳酪蛋白,結果表明,羊乳脂肪和羊乳酪蛋白均可使大鼠的血漿膽固醇含量下降,同時使高密度脂蛋白膽固醇含量顯著上升,低密度脂蛋白膽固醇含量顯著下降。López-Aliaga等[63]研究表明,攝入羊乳的大鼠膽固醇水平下降,而攝入牛乳的大鼠膽固醇水平增高,所以相對于牛乳來說,膽固醇較高的人群更宜飲用羊乳。
特色乳產業(yè)極大豐富了我國的乳制品市場,在當前國家政策導向、消費者意識增強及市場對乳品多樣化需求的推動下,特色乳行業(yè)將會越來越受關注,特色乳制品的研發(fā)亦成為一大研究熱點。但很多研究主要集中在對營養(yǎng)成分的分析,對于功能方面的研究也比較偏向于特色乳的單一功能活性,如只研究特色乳某一方面或其某一成分的功效,而忽略了特色乳中所有功效成分的整體效果。特色乳的功能活性與微量蛋白成分、支鏈脂肪酸組成及乳寡糖等各種活性成分密切相關,應對每一種特色乳的功能活性成分、生理作用及作用機制進行針對性的系統(tǒng)研究,為特色乳在功能性食品及特殊醫(yī)學用途配方食品領域的應用提供理論依據。疫情常態(tài)化防控后,消費者健康意識逐步提升,功能性乳制品亦迎來了契機。特色乳以其獨特的風味和功能特性已逐漸打開乳品市場,其需求量必將不斷增加,而其應用范圍也將逐漸擴展到保健、食品、醫(yī)藥等各個行業(yè),特色乳的開發(fā)及應用必將帶來極大的社會與經濟效益。