水牛奶组分及其功能特性研究进展

李全阳，张宪省，刘小玲，姜元欣

水牛奶组分及其功能特性研究进展

李全阳1，张宪省2,*，刘小玲1，姜元欣3

(1.广西大学轻工与食品工程学院，广西 南宁 530004；2.山东农业大学生命科学学院，山东 泰安 271018；3.广西农业职业技术学院，广西 南宁 530007)

从水牛奶的干物质、蛋白质、脂肪、灰分、乳糖含量以及水牛奶中脂肪酸、蛋白质组分、氨基酸组成和矿质元素组成等方面对其成分特性进行综述，并对其有关成分的差异性采用SAS9.0进行分析比较。同时对水牛奶中功能性成分的研究报道进行概述，并进一步提出了水牛奶组分今后的研究方向。

水牛奶；成分；进展；神经节苷脂

水牛是我国南方重要的役用家畜，2008年我国存养量超过2168万头[1]，比奶牛1435万头[2]的存养量还高出51%以上，这些水牛在我国广大的南方农村发挥着提供役用、肉、乳、转化饲草饲料、产出农家肥的作用。在该地区它们是其他任何物种都无法替代的重要生产资料，但随着农村机械化的推广，其役用价值逐渐降低，导致农民饲养积极性下降，存养量减少，使得水牛在南方整个农业生态系统中发挥着巨大作用的地位受到挑战，如何让役用水牛转化为乳用水牛继续发挥其巨大作用，已经成为对南方诸省影响深远的重大课题[3]，同时也受到当地各级政府、科研人员和从业人员的高度重视，许多学者和主管领导对水牛乳用化事业的现状[4]、发展前景[5-6]、发展策略[3,5,7-8]进行充分的论证，对我国水牛及其杂交后代的泌乳特性[9-14]进行深入调查和研究，同时还对水牛乳成分[15]和制品的加工技术进行了初步研究和展望[3,7,16-17]。充分和扎实的准备工作使得奶水牛事业的春天即将来临，伴随着两千多万的水牛乳用化改良而来的是水牛奶产量的大幅度增加，有关水牛乳制品的科学与技术成为急需。所以，本文对国内外有关水牛奶成分及其功能性成分研究现状进行了整理和综述，以期为有关学者和管理人员充分认识水牛奶的成分组成及其各种生物学和工艺学特性，为有关水牛乳制品的生产及其质量检测的提供参考。

1 水牛奶常规成分研究

水牛奶的常规成分主要包括水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物和灰分的组成比例。自1986年史荣仙[18]报道水牛乳的成分特性以来，到目前为止，国内外先后有6篇文献报道，现就有关报道总结于表1。

表1 水牛奶的常规化学成分组成Table 1 Compositions of normal chemical components in buffalo milk

表2 中国水牛奶与其他水牛奶化学成分差异性比较结果(T/P)Table 2 Comparative results of buffalo milk and other buffalo milk in China (T/P)

为了使得结果更具有代表性，本文把所能收集到的文献报道中的四川本地水牛、汕头水牛、湛江水牛、中国广东水牛奶成分含量统一作为一个样本——中国水牛参加统计学分析，对其干物质、蛋白质、脂肪、灰分、乳糖含量数据与杂交水牛(杂交1代、杂交2代、杂交高代)、江河型乳用水牛(摩拉、尼里)相应的报道结果，采用SAS9.0统计分析软件对相应的数据进行了分析，具体结果见表2。

表2显示，中国水牛奶的干物质含量和蛋白质含量与杂交水牛的2代、高代、四川杂交水牛、摩拉水牛和尼利水牛奶都存在极显著差异，与杂交1代水牛奶存在显著差异；中国水牛奶的脂肪含量与杂交水牛的1代、2代、高代、摩拉水牛和尼利水牛奶都存在极显著差异，与四川杂交水牛奶存在显著差异；在灰分含量方面中国水牛奶与四川杂交水牛和摩拉水牛奶存在显著差异，而与其他水牛奶没有显著差异；在所有研究样本中，乳糖的含量都不存在显著的差异性。由于样品的pH值受外界影响作用很大，没有对不同品种之间的差异显著性进行分析，但是从报道结果看，中国水牛奶的pH值偏高，酸度较低[17-18]。

2 水牛奶脂肪特性的研究

原料奶的脂肪含量和脂肪特性对奶制品的风味和营养价值具有重要的影响作用，同时脂肪特性对判断牛奶及其制品的真伪和原料奶来自何种家畜也具有重要的作用。

2003年埃及的Fatouh等[24]采用多种手段对埃及普尔水牛(pooled buffalo)奶中脂肪成分进行了详细的定性和定量分析，获得了有关原料的详细数据资料。该研究发现埃及普尔水牛奶中熔点在36.5～45℃的脂肪成分为44.17～59.67mg/100mg，熔点在24.2～29.8℃的脂肪成分为44.10～51.67mg/100mg，熔点在12.6℃的脂肪成分为17.51mg/100mg。目前，我国有关水牛奶脂肪特性的研究报道有两篇，具体结果见表3。

表3 水牛奶的脂肪特性Table 3 Fat characteristics of buffalo milk

除此之外，1986年，史荣仙[18]还发现四川当地水牛、杂交水牛和摩拉水牛的导电性分别为0.475×104、0.410×104、0.400×104Ω/cm2。在353.7nm和365.0nm两种波长下，采用紫外线分析仪观察上述水牛奶，前两者显示的颜色相同，分别显示为浅蓝色、微蓝白色，第三者则显示不同的颜色，分别为紫色、浅蓝色。样品加热荧光不变，加水至30%荧光颜色相应变浅。该研究结果为水牛奶的快速检测提供了切入途径，但是如果将该种特性应用的生长实际中，尚需进一步研究和完善。

2008年，陈炜等[25]对四川德昌水牛及其与尼里拉菲水牛的杂交1代(F1代)常乳样品脂肪酸组成特点进行分析发现：德昌水牛及其F1代乳中的主要脂肪酸为肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸，乳中肉豆蔻酸、棕榈酸比例显著低于F1代，而硬脂酸、油酸比例显著高于F1代。

3 水牛乳蛋白质特性的研究

3.1 水牛乳的蛋白质组分研究

关于水牛乳蛋白质的组成特性，Nayak等[26]对水牛乳蛋白经过磷酸化以后的特性进行了研究，发现水牛乳蛋白经过磷酸化以后水溶性得到改善，而在pH3.0的水或者在0.1mol/L的食盐溶液中磷酸化乳蛋白溶解度要下降，随着溶液中钙离子浓度的增加溶解度会逐渐降低。对水牛脱脂乳进行SDS-PAGE电泳分析，发现水牛乳蛋白的主要组分有：α-乳清蛋白(α-LA)、β-乳球蛋白(β-LG)、免疫球蛋白轻链(IgG-L)和重链(IgG-H)、αs1-酪蛋白(αs1-CN)、αs2-酪蛋白(αs2-CN)、β-酪蛋白(β-CN)、κ-酪蛋白(κ-CN)、血清白蛋白(SA)和乳铁蛋白(LF)等组成。具体含量见表4。

表4 水牛乳中蛋白质组分的相对质量分数[27]Table 4 Relative mass fractions of protein components in buffalo milk[27]%

从表4可知，不同品种和不同杂交后代的水牛蛋白质组分是有一定差异的。但是经过统计学分析，这种差异并不显著(见表5)。

表5 中国水牛奶与其他水牛奶蛋白质组分差异性比较结果Table 5 Comparative results of protein components buffalo milk and other buffalo milk in China

目前，人们对酪蛋白的研究表明，αs1-酪蛋白有5种遗传变异体，αs2-酪蛋白有4种遗传变异体，β-酪蛋白有7种遗传变异体，κ-酪蛋白则有两种遗传变异体[28]，并且发现不同的变种在牛乳中有不同的概率分布，不同品种牛之间、同一品种牛之间则会呈现一定的差异性，但是对我国水牛乳蛋白组分的遗传变异特性及其差异性，目前国内外还缺乏研究报道。

3.2 水牛乳蛋白质的氨基酸组成

关于水牛乳蛋白质氨基酸的组成，我国有学者分别对水牛奶中氨基酸含量进行了研究报道：史荣仙[18]采用的是每100g水牛奶粉中氨基酸的含量；韩刚等[19]采用的是每100mL水牛奶中氨基酸的毫克数；曾庆坤等[27]采用的是100g水牛奶蛋白中氨基酸的百分含量。三者报道结果无法直接比较。为此，将三者报道结果进行了换算，结果见表6。

表6 不同学者对水牛奶氨基酸含量的报道Table 6 Amino acid contents in buffalo milk reported from different researchers%

对上述数据采用SAS9.0中配对实验样本均数比较，观察其间的差异显著性，结果见表7。

表7 中国水牛奶与其他水牛奶氨基酸组成差异性比较结果Table 7 Comparative results of amino acid compositions buffalo milk and other buffalo milk in China

表7结果显示，中国水牛奶中氨基酸组成与其他几种水牛奶中的氨基酸组成之间虽有差异性但并不显著。分析以上结果，认为对于水牛蛋白质还需进行深入研究，应该首先分离纯化水牛乳蛋白的组分，进一步对各个组分的一级结构氨基酸排列方式和高级结构的特性进行深入研究，该领域目前国内外还未见研究报道，尚需有关学者继续努力。

4 水牛奶中矿质元素的研究

有关水牛奶灰分含量以及各种矿物元素含量，多国学者进行了研究报道，现总结于表8。

表8 几种水牛奶中主要矿物质和柠檬酸的含量Table 8 Contents of minerals and citric acid in milk of several buffalo milk

由表8可知，中国地方水牛奶灰分的含量与摩拉水牛奶的含量基本接近，比法国报道的荷斯坦牛奶含量稍高，荷斯坦牛奶中的钙、磷和镁的含量都不如中国水牛和摩拉水牛奶中的含量高，但是其中柠檬酸的含量却是最高的。

5 有关水牛奶功能性成分探索

1999年，Saksena等[30]从水牛乳中分离发现一种新的多糖，该成分具有免疫刺激应答作用的寡糖片段，并且确定了其化学结构为GlcNAcβ(1→3)Galβ(1→4) GlcNAcβ(1→3)Galβ(1→4)Glc。而印度学者Aparna等[31]在1999年从水牛初乳中分离出一种酸性糖蛋白，该糖蛋白由不同比例的L-果糖、D-半乳糖、D-麦芽糖、N-乙酰-D-葡萄糖胺、N-乙酰-D-半乳糖胺和N-乙酰-神经胺酸组成，在低浓度时该成分对双歧杆菌生长即具有明显的促进作用。2003年，瑞士的Colarow等[32]发现意大利水牛乳中神经节苷脂含量比瑞士牛乳的含量高40%～100%，该成分具有结合毒性成分、抗炎等生物学特性。但是，有关中国水牛乳活性成分，目前还没有发现国外研究的报道。

目前，能够检测到的中国博、硕论文中，只有硕士先后从事了有关水牛乳的研究，南昌大学陈红兵教授的研究生罗曾玲等[33]分别对水牛乳中过敏原进行分离纯化，李欣等[34]对水牛乳中β-乳球蛋白过敏原进行了表位定位研究，进而制备了免疫球蛋白抗体[35]。广西大学王士长教授先后指导3位研究生对水牛免疫乳[36]，水牛乳干酪理化指标和微生物变化[37]，以及水牛初乳中的免疫活性物质和降糖作用[38]进行了研究，发现水牛初乳粉能增强机体的免疫功能，具有一定的降血糖和降血脂的作用[38]。但目前国内还未见有关水牛奶中具体功能性成分的研究报道。

6 讨论与结论

本文在尽可能全面收集有关水牛原料奶成分组成研究成果报道的基础上，对各方报道结果进行汇总，并采用统计软件对同类成分研究结果的差异性进行了统计学分析。虽然各方论文报道的原料奶和成分组成种类是可比的，但是各方报道的时间、地域、分析条件、设备以及操作人员的熟练程度难免会有差异，因此本文所得结论应该受到原文所报结果的影响。虽经长时间积累收集，但是有关研究报道资料还比较少，结果的代表性还有待增强。

到目前为止，各国学者对摩拉水牛奶、尼利水牛奶和我国不同产地的水牛奶中的总干物质、蛋白质、脂肪、乳糖、灰分含量进行了分析报道，对其中的脂肪酸组成特性、蛋白质的成分组成和氨基酸组成进行了研究报道，并且在水牛奶功能性成分的分类和活性检测方面取得了多方面的成果。

我国在水牛奶蛋白质结构组成、水牛奶脂肪成分特性以及水牛奶功能性成分方面的研究水平与国外尚有一定差距，发掘我国水牛奶组分特性，探索其地源性特征、功能性成分及其活性等方面当成为今后研究的课题。

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Research Progress in Components and Functional Characteristics of Buffalo Milk

LI Quan-yang1，ZHANG Xian-sheng2,*，LIU Xiao-ling1，JIANG Yuan-xin3
(1. College of Light Industry and Food Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China；2. College of Life Science, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China；3. Guangxi Vocational and Technical College of Agriculture, Nanning 530007, China)

The solid material, protein, fat, ash and lactose in buffalo milk have been summarized in this paper. The compositions and characteristics of proteins, fatty acids, amino acids and minerals in buffalo milk have also been discussed. The difference and characteristics of these functional components in buffalo milk are analyzed by SAS9.0. The future development direction of buffalo milk is proposed.

buffalo milk；component；review；ganglioside

TS252.42

A

1002-6630(2011)03-0305-05

2010-05-22

中国博士后科学基金资助项目(20070411100)；山东省博士后创新项目专项资金项目(200703038)

李全阳(1964—)，男，教授，博士，研究方向为乳制品科学与工程。E-mail：liquanyang@163.com

*通信作者：张宪省(1962—)，男，教授，博士，研究方向为分子生物学。E-mail：zhangxs@sdau.edu.cn