李墨翰,劉愛成,趙閃閃,趙慧雯,張 娟,宋婉瑩,岳喜慶,鄭 艷
(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,遼寧 沈陽 110866)
驢作為傳統(tǒng)農(nóng)耕的役用工具,在我國已有4 000多年的養(yǎng)殖史。然而,隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的普及,驢的傳統(tǒng)役用功能沒落,導(dǎo)致了驢養(yǎng)殖量銳減,2021年我國驢期末數(shù)量已不足200 萬頭(圖1)[1]。同時(shí),在“役用養(yǎng)驢”向“商品養(yǎng)驢”轉(zhuǎn)型發(fā)展中,科技研發(fā)、產(chǎn)品加工等難題制約了驢產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度[2]。驢乳作為驢養(yǎng)殖業(yè)主要副產(chǎn)物,一直缺乏系統(tǒng)的加工與利用方法[3]。因此,針對(duì)驢乳的研究不僅可以深入挖掘驢乳成分、破解驢乳加工難題[4-5],更有利于驢的品種保護(hù)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)大化,為鄉(xiāng)村振興貢獻(xiàn)力量。
圖1 2000—2021年我國驢期末數(shù)量Fig.1 Number of donkeys in China during the period from 2000 to 2021
驢乳是我國傳統(tǒng)的藥食同源食品,唐代孫思邈在《千金食治》中記載:“驢乳:味甘、性寒、主治肺咳、消渴、黃疸、小兒驚癇、婦經(jīng)痛、急性心絞痛、風(fēng)熱赤眼,具滋陰活血功效”。明代李時(shí)珍在《本草綱目》中記載:“驢乳味甘、冷利、無毒、主治小兒熱急黃等,多服便利、療大熱、止消渴、小兒熱、急驚邪赤利,小兒癇疾,頻熱炊之,治氣邪、解小兒熱毒、不生痘疹”[6]。在近幾十年中,隨著全球?qū)τ谧匀蝗樵葱枨蟮牟粩嘣鲩L,以及對(duì)驢乳成分的深入了解與挖掘,驢乳引起了國內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注(圖2)。
圖2 Web of Science中“Donkey Milk”被引頻次及出版物數(shù)量(2000—2021年)Fig.2 Citation frequency of “Donkey Milk” and number of publications regarding “Donkey Milk” in Web of Science (2000-2021)
驢乳因其與人乳成分的高相似性被譽(yù)為人乳的理想替代品[7-8]。與其他乳源相比,驢乳富含較多的乳糖、乳清蛋白、必需脂肪酸、VC、鈣等,而膽固醇、脂肪等含量較少[9-11]。研究表明,驢乳中的某些成分與人乳較為接近,如乳清蛋白與酪蛋白的比例、鈣磷比等[12]。驢乳中的乳清蛋白(尤其是乳清蛋白中的溶菌酶)含量較高,這使得驢乳對(duì)一些致病菌或有害菌有很好的抑制作用,其保質(zhì)期也會(huì)相對(duì)延長[6,13],同時(shí),研究表明富含乳清蛋白(尤其是溶菌酶)的驢乳還具有抗氧化[14-15]和抗腫瘤[16-18]等多種作用。與其他乳源相比,驢乳中不飽和脂肪酸所占比例較高,尤其是亞麻酸和亞油酸,這對(duì)哺乳動(dòng)物新生兒的認(rèn)知發(fā)育具有一定的促進(jìn)作用[19-20]。另外,由于驢乳酪蛋白含量較低,因此其致敏風(fēng)險(xiǎn)也較低,飲用驢乳也有助于改善對(duì)其他乳制品過敏的情況[21-22]。因此,本文綜述驢乳的營養(yǎng)成分,并進(jìn)一步與其他乳源進(jìn)行比較,以期為驢乳的營養(yǎng)學(xué)研究及相關(guān)配方乳粉的研發(fā)提供理論基礎(chǔ)。
驢的妊娠期一般為12 個(gè)月左右,泌乳期為5~9 個(gè)月,泌乳期的產(chǎn)乳量為250~450 kg,驢乳的泌乳量及其營養(yǎng)成分受多種因素影響,包括泌乳期、飲食、環(huán)境、品種、季節(jié)等[23]。驢乳的pH值一般為7.14~7.22,密度一般為1.025~1.029 g/mL[12]。驢乳的主要成分為水、蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、維生素和礦物質(zhì)等,其營養(yǎng)成分與牛乳等反芻動(dòng)物乳源差別較大。由表1可知,驢乳的蛋白質(zhì)含量為14~20 g/L,與人乳(9~19 g/L)較為接近,低于牛乳、水牛乳、駱駝乳。驢乳的脂肪含量為3~18 g/L,低于其他乳源。驢乳的乳糖含量(58~74 g/L)與人乳(63~70 g/L)較為接近,且遠(yuǎn)高于其他乳源[24]。
表1 驢乳的常量營養(yǎng)素含量及與其他乳源的比較Table 1 Comparison of macronutrient contents of donkey milk and other milks
乳蛋白質(zhì)含有人體生長發(fā)育的所有必需氨基酸,其消化率為98%~100%,遠(yuǎn)高于植物蛋白[34]。乳中的蛋白質(zhì)按其存在形式主要分為3 類,分別是酪蛋白、乳清蛋白和乳脂肪球膜蛋白。乳中的蛋白質(zhì)按形成途徑主要分為2 類,第1類由血液中的血清蛋白轉(zhuǎn)移而來,這類蛋白占乳蛋白含量的10%左右,主要包括血清白蛋白和免疫球蛋白;另一類由乳腺上皮細(xì)胞從血清中吸收的氨基酸和葡萄糖轉(zhuǎn)化的氨基酸合成,占總蛋白含量的90%左右。乳腺上皮細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的必需氨基酸均來源于血液,一些非必需氨基酸可以在乳腺中利用必需氨基酸、乙酸及葡萄糖進(jìn)行合成,鳥氨酸和精氨酸是乳腺合成其他氨基酸最主要的氮源[35]。
由表2可知,驢乳中的酪蛋白含量較低(5.1~10.3 g/L),略高于人乳(2.4~4.2 g/L),且遠(yuǎn)低于牛乳、羊乳等反芻動(dòng)物乳源。酪蛋白主要包括αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白。牛乳中αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白的含量比約為4∶1∶4∶1,而驢乳中含量最高的酪蛋白為β-酪蛋白(2.8~3.9 g/L),其次為αs2-酪蛋白、αs1-酪蛋白、κ-酪蛋白。人乳中主要酪蛋白為β-酪蛋白(1.8~4.0 g/L),而其余種類酪蛋白含量極低或不存在,這與驢乳酪蛋白組成極為相似,因此使用驢乳作為人乳的替代品也降低了酪蛋白的致敏性風(fēng)險(xiǎn)。
表2 驢乳的蛋白含量及與其他乳源的比較Table 2 Comparison of protein contents of donkey milk and other milks g/L
驢乳中乳清蛋白占比較高,與人乳一樣均為乳清蛋白乳。乳清蛋白主要包括β-乳球蛋白、α-乳白蛋白、血清白蛋白、乳鐵蛋白、溶菌酶和免疫球蛋白等。驢乳中的β-乳球蛋白總含量為3.2~3.7 g/L,與牛乳、駱駝乳等乳源的含量接近,而人乳中不含β-乳球蛋白。驢乳中的β-乳球蛋白有β-乳球蛋白Ⅰ和β-乳球蛋白Ⅱ 2 種類型,是馬科動(dòng)物的特征,上述2 種蛋白分別占總β-乳球蛋白的80%和20%左右。驢乳的溶菌酶含量為1.00~1.43 g/L,略高于人乳(0.10~0.89 g/L),遠(yuǎn)高于反芻動(dòng)物乳源。溶菌酶能夠破壞細(xì)胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡萄糖之間的β-1,4糖苷鍵,從而使細(xì)胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽,導(dǎo)致細(xì)胞壁破裂,內(nèi)容物逸出,而使細(xì)菌溶解[50]。研究表明,與其他乳源相比,驢乳具有更高的抗菌及抗炎活性[51-53],而這可能與驢乳中較高的溶菌酶含量密切相關(guān)。
氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位,也是一類小分子代謝物,因此氨基酸也成為連接蛋白質(zhì)與代謝物之間的橋梁[54]。作為生命有機(jī)體的重要組成部分,氨基酸是生命機(jī)體營養(yǎng)、生存和發(fā)展極為重要的物質(zhì),在生命體內(nèi)物質(zhì)代謝調(diào)控、信息傳遞方面具有重要作用[55]。按照人體是否能夠合成,可以將氨基酸分為必需氨基酸和非必需氨基酸。必需氨基酸指人體自身無法合成,或人體自身合成量無法滿足需要,必須通過食物攝取的氨基酸,主要包括纈氨酸、色氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、甲硫氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸(?;撬?、胱氨酸、酪氨酸、精氨酸為早產(chǎn)兒所需的必需氨基酸,組氨酸為嬰兒所需的必需氨基酸)。非必需氨基酸指人體自身能夠合成,或者人體可以從其他氨基酸進(jìn)行轉(zhuǎn)化的氨基酸,主要包括脯氨酸、谷氨酸、酪氨酸、丙氨酸、絲氨酸、甘氨酸、胱氨酸和天冬氨酸等[56]。
由表3可知,與其他乳源相比,驢乳的總氨基酸含量及必需氨基酸總量均與人乳最為接近。研究發(fā)現(xiàn),驢常乳較牛常乳氨基酸模式的營養(yǎng)更均衡且易于吸收[57]。另外,驢乳中絲氨酸、谷氨酸、精氨酸、纈氨酸、亮氨酸、賴氨酸的比例較高,且均與人乳較為接近。同時(shí),絲氨酸、谷氨酸、精氨酸、纈氨酸在抗疲勞、提高免疫力等方面的生理功能[58-59]也使驢乳作為運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品的潛在配方成為可能。
表3 驢乳的氨基酸含量及與其他乳源的比較Table 3 Comparison of amino acid contents of donkey milk and other milks mg/100 g
脂肪是乳中主要的能量物質(zhì)和重要營養(yǎng)成分,同時(shí)乳脂也是組成和結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的脂肪[63]。乳脂肪所提供的熱量約占乳總熱量的一半[46]。乳脂肪中約95%為三酰甘油,其余為磷脂、膽固醇和其他類脂及游離脂肪酸。三酰甘油是由長鏈和短鏈脂肪酸以一種有序的系統(tǒng)控制過程與甘油分子結(jié)合而形成的。C4~C16脂肪酸是由乳腺合成的,約占脂肪酸總量的60%。C18或更長的脂肪酸直接由血液吸收而來,約占脂肪酸總量的40%。乳脂中的磷脂和某些長鏈不飽和脂肪酸具有多種生理活性,可作為體內(nèi)一些生理活性物質(zhì)的前體,因而十分重要[63]。乳脂肪還是VA、VD、VE、VK等脂溶性維生素的重要來源。其中VA和胡蘿卜素含量很高,胡蘿卜素被攝入人體后,會(huì)形成VA,同時(shí)還賦予包括牛乳等乳源淡黃色。乳脂肪也是芳香味道的主要來源,其風(fēng)味組成非常復(fù)雜,目前認(rèn)為至少有120多種乳脂肪風(fēng)味成分被鑒別出來。新鮮乳脂肪中含量很低的短鏈及中鏈脂肪酸(C4~C12)是乳風(fēng)味的關(guān)鍵成分。由于這些揮發(fā)性脂肪酸溶點(diǎn)低,在室溫下呈液態(tài),易揮發(fā),所以賦予乳脂肪特有的香味[64-65]。另外,乳脂肪呈微細(xì)的球狀乳濁液形式,分散于乳汁中。乳脂肪球在一般條件下是穩(wěn)定的,其外面包裹著一層乳脂球膜,保護(hù)脂肪免受脂肪酶的攻擊,并使脂肪懸浮在乳汁中[66]。
由表4可知,牛乳、水牛乳和羊乳脂肪中的飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)含量明顯高于人乳。這是因?yàn)槟膛!⑺:途d羊是反芻動(dòng)物,它們的乳汁中含有較高含量的短鏈飽和脂肪酸(short-chain saturated fatty acids,SC-SFA,主要是丁酸)和中鏈飽和脂肪酸(medium chain-saturated fatty acids,MC-SFA,主要是己酸、辛酸、癸酸、月桂酸)。而驢雖然不是反芻動(dòng)物,但由于其盲腸較大,能夠完成脂肪的發(fā)酵,因此驢乳中也檢測到了一些SC-SFA[67]。牛乳、水牛乳、驢乳和駱駝乳脂肪中的長鏈飽和脂肪酸(long chain-saturated fatty acid,LC-SFA)含量均明顯高于人乳,上述4 種乳源的多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFA)含量則明顯低于人乳。另外,驢乳中n-6 PUFA/n-3 PUFA的比率最高,且乳脂肪球的直徑(1.88~1.96 μm)也與人乳(1.60~2.00 μm)最為接近。磷脂等極性脂質(zhì)構(gòu)成乳脂肪球膜的骨架,并在嬰兒的生長發(fā)育中起到重要作用[68]。驢乳和水牛乳中總極性脂質(zhì)的含量明顯低于人乳,而牛乳、羊乳和駱駝乳則與人乳較為接近。
表4 驢乳的脂肪酸含量及與其他乳源的比較Table 4 Comparison of fatty acid contents of donkey milk and other milks%
續(xù)表4%
礦物質(zhì)又稱為無機(jī)鹽,是指除了碳、氫、氮和氧之外,其他生物必需的化學(xué)元素。這些礦物質(zhì)元素不僅是構(gòu)成生物體組織的重要成分,還能夠調(diào)節(jié)生物體的生理機(jī)能,并參與生物體各種代謝過程,是生長發(fā)育不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)[76]。同時(shí),這些礦物質(zhì)也是形成多種酶、激素、維生素的主要成分,它們能維持人體的酸堿及滲透壓平衡,肌肉收縮、舒張,維持心跳規(guī)律[77-78]。日常飲食中的常量元素(每日推薦攝入量大于200 mg)主要包括鈣、氯、鎂、磷、鉀、鈉和硫等。日常飲食中微量元素(每日推薦攝入量小于200 mg)主要包括鉻、鈷、碘、鐵、錳、鉬、硒、鋅、鍶和銅等[79]。
乳中的礦物質(zhì)主要包括鈣、磷、鉀、鎂、鈉、氯、鐵、鋅、銅等,大部分礦物質(zhì)元素與有機(jī)酸結(jié)合形成鹽類,少部分與蛋白質(zhì)結(jié)合或吸附在脂肪球膜上,乳中的礦物質(zhì)元素中堿性元素略多,因此乳也是弱堿性食品[80]。由表5可知,驢乳中包括鈣、磷、鉀等元素的含量低于牛乳、水牛乳、羊乳、駱駝乳等反芻動(dòng)物乳源,但與人乳較為接近。
表5 驢乳的礦物質(zhì)含量及與其他乳源的比較Table 5 Comparison of mineral contents of donkey milk and other milks mg/100 mL
維生素是一系列有機(jī)化合物的統(tǒng)稱,它們是生物體所需要的微量營養(yǎng)成分,而一般又無法由人體產(chǎn)生,需要通過飲食等手段獲得。維生素對(duì)人體細(xì)胞的生長及健康十分重要,有助于調(diào)節(jié)體內(nèi)的新陳代謝。維生素可分為脂溶性和水溶性2 種,水溶性維生素(VB、VC等)能溶于水,當(dāng)攝取量多于身體需要時(shí),多余的水溶性維生素會(huì)隨尿液排出體外。脂溶性維生素(VA、VD、VE、VK等)只能溶于脂肪中,需依賴食物中的脂肪才能被消化和吸收,攝取過量較易出現(xiàn)中毒的情況[87]。
與乳中其他營養(yǎng)素相比,維生素的含量較低,但其卻是保持機(jī)體生命健康所必需的一類營養(yǎng)素[88]。人體不能合成維生素,因此所需維生素只能從食物中攝取,隨后進(jìn)入乳汁中[89]。由表6可知,與牛乳、水牛乳、羊乳、駱駝乳等反芻動(dòng)物乳源相比,驢乳的維生素含量與人乳更為接近。驢乳中VB3的含量為207.19~254.47 μg/100 mL,其含量略高于人乳、牛乳、羊乳及水牛乳。驢乳中最高的水溶性維生素為VC(2 000~5 700 μg/100 mL),其含量高于牛乳、羊乳、水牛乳,且與人乳(3 500~10 000 μg/100 mL)較為接近。此外,驢乳的VD含量也十分豐富(2.23 μg/100 mL),其含量遠(yuǎn)高于其他乳源,而其合成機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。
表6 驢乳的維生素含量及與其他乳源的比較Table 6 Comparison of vitamin contents of donkey milk and other milks μg/100 mL
驢乳因其與人乳成分的高相似性被譽(yù)為人乳的理想替代品。與其他乳源相比,驢乳富含較多的乳糖、乳清蛋白、必需脂肪酸、VC、鈣等。由于乳中營養(yǎng)成分受季節(jié)、泌乳期、生長環(huán)境、生理狀態(tài)等因素影響較大,且不同儀器測量存在誤差,因此需要對(duì)驢乳中的全成分進(jìn)行更大數(shù)據(jù)量的采樣與檢測。同時(shí)基于上述營養(yǎng)成分特點(diǎn),研究人員也發(fā)現(xiàn)驢乳具有低致敏性、抑菌性和抗癌活性等多種生理功能,因此以驢乳為基料的嬰幼兒配方乳粉及功能性產(chǎn)品亟待研究。