山羊奶營養(yǎng)成分及其功能研究進展

劉岸書，范志紅

（中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院，北京 100083）

0 引 言

奶山羊生態(tài)適應性強，消化與泌乳生理獨特，被稱為“小奶?！?、“貧農(nóng)的奶牛”。FAO數(shù)據(jù)顯示，山羊奶產(chǎn)量約占世界總奶源的2%。2019年，中國奶山羊存欄量達到了1 282 562頭，奶山羊只均產(chǎn)奶量為184.3 kg，年產(chǎn)奶量為236 437 t[1]。由于山羊奶具有獨特的化學、物理和營養(yǎng)特性，近年來，人們對其的關注度和接受度逐漸上升。本文就山羊奶的營養(yǎng)成分，以及其調節(jié)人體免疫，改善和預防吸收不良綜合征、炎癥性腸病、動脈粥樣硬化和高血壓等方面的實驗證據(jù)進行了綜述。

1 山羊奶營養(yǎng)成分研究

1.1 蛋白質

山羊奶的蛋白質含量為3.1～4.6 g/100 g[2-4]，與牛奶相近。山羊奶蛋白由酪蛋白和乳清蛋白組成，比例與牛奶相近，約為80∶20。與牛奶相反，山羊奶中β-CN占總酪蛋白比例最大，酪蛋白的粒徑比牛奶大如表1所示，膠束平均礦化水平高于牛奶，水合作用小于牛奶[4]。

表1 山羊奶和牛奶的酪蛋白組成以及粒徑[4-5]

山羊奶的乳清蛋白組成，如表2所示。此外，乳清中還有免疫球蛋白和牛血清白蛋白，乳鐵蛋白、轉鐵蛋白、葉酸結合蛋白等功能性的蛋白質，以及溶菌酶、乳過氧化物酶等酶類。山羊奶中有較高水平的谷胱甘肽過氧化物酶（57.3 mU/mL）[6]，且總過氧化酶活性（65%）高于牛奶（27%）和人乳（29%）[3]。

表2 山羊奶和牛奶的乳清蛋白組成[2,5]

1.2 脂肪

山羊奶的脂肪含量為3.4～4.5g/100g[3]，與牛奶接近，其脂肪酸組成見表3。山羊奶的短鏈和中鏈脂肪酸比例顯著高于牛奶。反芻動物瘤胃中的微生物會將飼料中的不飽和脂肪酸轉化為共軛亞油酸（conjugated linoleic acid，CLA）。盡管乳脂肪成分受遺傳因素、泌乳時間、飼料、季節(jié)、環(huán)境等影響非常大，但總的來說，山羊奶的CLA含量（0.70%～0.88%）高于牛奶（0.55%）[5-6]。

表3 山羊奶和牛奶中脂肪酸構成[3-4]g/100g脂肪酸

山羊奶的脂肪球平均直徑為3.5μm[2]，小于牛奶脂肪球。山羊奶中不含有凝集素[7]，因此脂肪球的凝集和乳化速度更慢。山羊奶的脂蛋白脂酶系統(tǒng)活性低于牛奶，但更易與脂肪球結合，且與羊奶中的自發(fā)性脂分解有更強的相關性[8]。

1.3 碳水化合物

山羊奶的乳糖含量為4.13～4.27%[9]，略低于牛奶。常乳中低聚糖含量為60～350 mg/L，初乳為200～650 mg/L，遠高于牛奶（30～60 mg/L），且結構更加多樣[10]。Wang等[11]人發(fā)現(xiàn)，山羊奶中的酸性低聚糖類型與人乳非常相似，且在牛、耗牛、山羊以及驢奶中，只有山羊奶含有2'-巖藻糖基乳糖（2'-fucosyllactose,2'-FL），結構，如圖1所示。這是人乳中最豐富的的中性低聚糖，具有調節(jié)腸道菌群、抑制病原菌的黏附、降低腸道炎癥反應、調節(jié)免疫及刺激大腦發(fā)育等多種功能活性[12-13]。

圖1 2'-FL的結構[14]

1.4 維生素與礦物質

山羊奶的維生素以及礦物質含量見表4。山羊奶中大部分礦物質的含量略高于牛奶或與牛奶相當，鈉鉀比低于牛奶。山羊奶中葉酸和維生素B12含量低于牛奶，胡蘿卜素轉化為維生素A的比例更大，因此比牛奶更白。

表4 山羊奶和牛奶的維生素和礦物質含量（100g中的含量）[3,9]

2 山羊奶功能研究

2.1 牛奶替代物

牛奶過敏是嬰兒和兒童最常見的食物過敏，出生后第一年的發(fā)病率約為2%～3%[15]。人群實驗結果表明，山羊奶的營養(yǎng)價值與牛奶相似，有潛力成為牛奶的代替物[16-18]。

由于缺乏葉酸和維生素B12，嬰兒只喝未強化的山羊奶可能出現(xiàn)巨幼細胞性貧血[17]。此外，山羊奶的鉀、氯含量高，可能會導致腸道紊亂[6]；山羊奶還具有較高含量的鈉，由于嬰兒腎臟尚未發(fā)育完全，無法處理高濃度的鈉，可能會導致高鈉血癥[19]。故各國膳食指南中均不推薦嬰幼兒用山羊乳替代牛奶作為補充食物。

然而，山羊奶基的嬰兒配方奶粉可以完全替代牛奶基的配方奶粉。一項隨機雙盲臨床試驗[20]納入了200名剛出生的嬰兒，用山羊奶基嬰兒奶粉或牛奶基嬰兒奶粉喂養(yǎng)至少4個月。結果發(fā)現(xiàn)，兩組間的生長發(fā)育指標和生化指標沒有顯著差異，嚴重不良事件、皮炎或食物過敏的發(fā)生率以及總體健康狀況沒有差異。

從過敏性來說，部分研究發(fā)現(xiàn)，羊奶的致敏性低于牛奶[21-22]。法國臨床研究表明用山羊奶治療對93%的牛奶過敏兒童產(chǎn)生了積極的效果[23]。對牛奶異常的免疫反應可能與復發(fā)性口瘡（recurrent aphthous ulcers,RAU）存在關聯(lián)，而RAU患者攝入山羊奶后，血清中IgA、IgG和IgE抗體的水平低于攝入牛奶后，提示山羊奶可替代牛奶成為RAU患者的奶制品來源。一方面可能是因為山羊奶蛋白質消化率更高，另一方面可能與山羊奶的乳蛋白組成不同有關。研究者推測可能是因為山羊奶的αs1-CN含量較低。由于αs1-CN還可結合牛奶中其他過敏原（如β-乳清蛋白），因此αs1-CN含量低會同時增加其他過敏原的消化率[24]。

然而也有研究發(fā)現(xiàn)，牛奶蛋白的特異性單克隆抗體與山羊奶存在交叉反應，這會限制牛奶過敏患者食用山羊奶[25]。一項納入26名牛奶過敏嬰兒和兒童的研究發(fā)現(xiàn)，所有受試者對山羊奶的皮膚測試反應均呈陽性；在雙盲食品實驗中，有24名受試者對山羊乳產(chǎn)生了反應[26]。原因之一可能是山羊奶中酪蛋白遺傳多態(tài)性的可變性較大。在山羊中，αS1-CN由CSN 1S1基因編碼，CSN 1S1主要有4類等位基因，其中一些等位基因表達的αS1-CN含量低（如F、G）或不表達αS1-CN（如O1、O2、N)）[4,27]。Ballabio等[28]發(fā)現(xiàn)，牛奶α-CN單克隆抗體以及牛奶過敏兒童對CSN 1S1*0101和01F基因型山羊奶的血清反應更小，表明這兩種山羊奶的致敏性更低。Lisson等[29]也發(fā)現(xiàn)，山羊奶酪蛋白遺傳變體的致敏性有差異?？梢酝茰y，αS1-CN含量低的山羊奶致敏性更低[30]。

2.2 免疫調節(jié)功能

在體外實驗中，Jirllo等[31]觀察到山羊奶可刺激健康人外周血單核細胞（peripheral blood mononuclear cells，PBMCs）同時釋放促炎因子TNF-α、IL-6和抗炎因子IL-10，認為山羊奶有助于維持免疫受損宿主的免疫穩(wěn)態(tài)。Nurliyani等[32]發(fā)現(xiàn)，給予營養(yǎng)不良大鼠山羊酸奶后，脾細胞上清液中的TNF-α水平降低、IL-10水平升高。一項納入14名健康老年人的飲食干預實驗發(fā)現(xiàn)[33]，攝入山羊奶1個月后，受試者IL-6和IL-8的水平有所下降，表明山羊奶可能具有下調老年人急性炎癥反應的效果。

Jirllo等[31]發(fā)現(xiàn)山羊奶可以刺激PBMCs和多形核細胞（polymorphonuclear cells,PMN）產(chǎn)生一氧化氮（nitric oxide，NO），表明山羊奶能夠激活固有免疫。Kao等[34]發(fā)現(xiàn)，給懷孕小鼠喂養(yǎng)山羊奶會增強其抗體（IgA、IgM、IgG）的產(chǎn)生以及抗原特異性免疫應答，促進吞噬活性，增加脾臟中CD3+T淋巴細胞的比例。孕期以及哺乳期給母鼠喂養(yǎng)山羊奶，還可以改善子代的腸道菌群組成、減輕子代的過敏性哮喘氣道炎癥。Salva等[35]開發(fā)了發(fā)酵山羊奶，可激活營養(yǎng)不良小鼠的黏膜免疫系統(tǒng)并增強其抵抗呼吸道和腸道感染的能力。

2.3 改善吸收不良綜合征

動物實驗提示，山羊奶可以改善吸收不良癥狀。在切除50%遠端小腸的大鼠中，喂養(yǎng)山羊奶可以顯著改善脂肪和蛋白質的消化利用，增加鈣、磷、鎂、鐵、銅、鋅和硒的表觀消化率、吸收和生物利用度[36-38]。在一項針對64位吸收不良綜合征嬰兒的研究中，用山羊奶代替牛奶可以顯著增加腸脂肪吸收率[39]。臨床研究表明，吸收不良綜合征是消化和吸收不良的共同結果[40]。山羊奶酪蛋白在胃中形成的凝塊更小、更軟，更易被消化[41-42]；其脂肪球更小，酶作用總表面積更大；中鏈甘油三酯含量較高，其水解產(chǎn)生的中鏈脂肪酸可以直接進入門靜脈，不需要再酯化，也不需要形成乳糜微粒，消化速度更快[38,42]。這些特點可能是山羊奶改善消化吸收的因素之一。

2.4 減緩炎癥性腸病

炎癥性腸?。?inflammatory bowel disease，IBD）是一類慢性腸道炎癥性疾病，包括潰瘍性結腸炎（ulcerative colitis，UC）和克羅恩?。╟rohn's disease，CD）。目前研究普遍認為IBD與腸道黏膜免疫系統(tǒng)的異常激活相關，其中腸道菌群失衡是主要原因之一[43-44]。

已有研究發(fā)現(xiàn)，給大鼠喂養(yǎng)山羊奶粉可增加腸道中有益微生物的數(shù)量，同時降低致病菌的數(shù)量[45]。Lara-Villoslada等[46]發(fā)現(xiàn)，在右旋糖酐硫酸鈉（DSS）誘發(fā)的結腸炎小鼠模型中，山羊奶低聚糖可以增加腸道中的有益微生物，減少結腸組織損傷，減輕臨床癥狀（腹瀉和血便），減緩DSS誘發(fā)的結腸炎進程。Daddaoua等[47]發(fā)現(xiàn)，山羊奶低聚糖在三硝基苯磺酸（TNBS）誘導的結腸炎大鼠模型中表現(xiàn)出腸道抗炎作用。

也有研究發(fā)現(xiàn)，在二硝基苯磺酸鈉（DNBS）誘發(fā)的小鼠結腸炎模型中，喂養(yǎng)山羊奶乳清蛋白可以降低疾病活動指數(shù)（disease activity index，DAI）、結腸重量長度比以及白細胞浸潤程度，改善腸道炎癥狀[48]。在乙酸誘導的結腸炎動物模型中，山羊乳清、山羊奶和山羊酸奶均對腸道損傷具有預防作用，且顯示出與柳氮磺吡啶相似的功效[49-50]。除低聚糖和蛋白成分外，山羊奶中的其他成分（如溶菌酶和轉化生長因子-β）可能也對腸道屏障功能損傷提供額外的保護作用[51]。

2.5 抗動脈粥樣硬化

在動物試驗[52-53]中，山羊奶可以使膽固醇隨膽汁的排出增加，降低血漿膽固醇水平，還能減少膽固醇在組織中的沉積，降低血漿甘油三酯的濃度。這可能與山羊奶中鏈脂肪甘油三酯以及不飽和脂肪酸含量高有關。此外，山羊奶中的硒含量和總過氧化酶活性更高，也對血脂組成有積極影響。

一項納入了68名肥胖超重受試者、為期12周的隨機雙盲飲食干預實驗[54]發(fā)現(xiàn)，攝入天然富含ω-3多不飽和脂肪酸和CLA的山羊奶酪（實驗組）或普通羊奶酪（對照組）均可以降低受試者體重、BMI和腰圍。實驗組的高密度脂蛋白膽固醇（HDL-c）含量增加、C反應蛋白水平（CRP）降低，表明攝入這種山羊奶酪可以改善血脂組成以及炎癥狀態(tài)，降低動脈粥樣硬化的風險。

一項納入了21名健康受試者的研究[55]發(fā)現(xiàn)，連續(xù)21天攝入發(fā)酵山羊奶可以延長受試者脂蛋白的抗氧化能力，降低其過氧化脂蛋白、氧化型低密度脂蛋白膽固醇（ox-LDL-c）、8-異前列腺素水平以及谷胱甘肽氧化型/還原型的比率，增強總抗氧化活性。作者認為這主要與其中的發(fā)酵菌（發(fā)酵乳桿菌ME-3）有關。但Kalyan等人[56]也發(fā)現(xiàn)，在高膽固醇大鼠模型中，山羊奶的乳脂和酪蛋白均可以減少血漿和肝臟中的脂質過氧化，具有抗氧化作用。

研究表明血小板活化因子（platelet-activating factor，PAF）抑制劑可以降低動脈粥樣硬化的發(fā)生風險[57]。Poutzalis等[58]發(fā)現(xiàn)，山羊奶及其酸奶和奶酪的總脂質中均含有PAF抑制劑，但只有山羊奶酪和酸奶表現(xiàn)出較強的體外抗血栓活性，對PAF誘導的血小板聚集具有抑制作用，與Tsorotioti等[59]的研究結果一致。研究者認為山羊奶制品的抗動脈粥樣硬化活性可能與發(fā)酵有關。但Megalemou等[60]發(fā)現(xiàn)，山羊酸奶的體外抗血栓活性高于牛奶制作的酸奶，認為這可能與山羊奶中磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺的衍生物含量較高有關，此外，山羊奶的極性脂質中還有少量成分可以作為PAF激動劑，與PAF競爭受體，比PAF抑制劑具有更強的抗動脈粥樣硬化活性。

2.6 調節(jié)血壓

血管緊張素轉換酶（angiotensin converting enzyme，ACE）可催化血管緊張素I（angiotensin I，AngⅠ）生成具有升血壓作用的血管緊張素Ⅱ(angiotensinⅡ，AngⅡ)，通過ACE-AngⅡ-AT1受體（血管緊張素1型受體）軸升高血壓[61]。已有研究表明，通過發(fā)酵山羊奶或水解、分離山羊乳蛋白可以得到ACE抑制肽[62-66]。Minerivini等發(fā)現(xiàn)，使用特定菌種的發(fā)酵山羊奶含有γ-氨基丁酸和ACE抑制肽，體外ACE抑制活性約為73%[63]。Li等人用植物乳桿菌69發(fā)酵山羊奶，得到的發(fā)酵產(chǎn)物具有較高的ACE抑制活性，且經(jīng)模擬胃腸道消化后，仍保留有較高的活性[64]。

Geerings等[65]發(fā)現(xiàn)，用具有體外ACE抑制活性的山羊奶水解蛋白長期喂養(yǎng)自發(fā)型高血壓大鼠，可以改善其高血壓、心臟和腎臟肥大以及內皮功能障礙的發(fā)展。Masdiana等[66]發(fā)現(xiàn)，攝入山羊奶酪蛋白可以降低醋酸脫氧皮質酮（DOCA）-鹽誘導的高血壓大鼠的收縮壓。還有人體研究報告，高血壓前期患者連續(xù)8周攝入發(fā)酵山羊奶片劑后，AngⅡ、醛固酮水平以及舒張壓、收縮壓均顯著降低[67]。

當內皮細胞受損時，NO合成與釋放發(fā)生障礙，或者NO生物利用度降低，內皮依賴的舒張作用下降，則會導致血壓升高[68]。在體外實驗中，山羊奶可以刺激PBMCs和PMN釋放NO[31]。Muntafiah等[69]發(fā)現(xiàn)，在糖尿病大鼠模型中，用山羊奶和大豆混合發(fā)酵的開菲爾喂養(yǎng)干預4周后，血液中NO水平和內皮型NO合成酶（endothelial NO synthase，eNOS）基因的表達均顯著增加。

3 總結

山羊奶在提供礦物質和蛋白質方面的營養(yǎng)價值與牛奶相似，而其酪蛋白組成和低聚糖種類數(shù)量方面具有一定優(yōu)勢，因此，營養(yǎng)強化的山羊奶及其制品可以成為牛奶和乳制品的替代產(chǎn)品。但對牛奶過敏人群來說，由于山羊奶和牛奶的過敏原存在交叉反應，且人群實驗研究結論不一致，尚不能建議將其作為牛奶的代替物。

體外實驗、動物實驗以及少量人群實驗初步證明，山羊奶及其制品可能具有維持免疫穩(wěn)態(tài)和增強免疫系統(tǒng)功能的作用，對改善吸收障礙、改善炎癥性腸病和維護腸道健康可能有所幫助，同時還可能對預防動脈粥樣硬化和改善高血壓有益。特別是針對炎癥性腸病和消化不良人群，山羊奶具有開發(fā)為功能性食品的潛力，但還需要更多的人體實驗和人群調查來證明其健康功效。