婴幼儿配方食品中氨基酸模式的研究进展

文/宫春颖 王青云 粘靖祺 王 帅 孙 健

（黑龙江省完达山乳业股份有限公司）

母乳是婴幼儿最好的食物来源，在没有母乳或母乳不足时，婴幼儿配方食品是较好的替代品。母乳营养成分的组成和含量是所有生产婴幼儿配方食品企业的研究基础，婴儿配方食品接近母乳，就能满足婴儿的营养需求。母乳与生乳中蛋白质氨基酸组成差别很大，为了在保证婴幼儿营养的同时，解决婴幼儿配方食品可以更好地消化、吸收的问题，使婴幼儿配方食品中蛋白质组成和氨基酸模式最大程度地接近母乳，需要调整婴幼儿配方食品的氨基酸模式，使之与母乳氨基酸模式相接近，这样才能更利于婴幼儿的吸收。本文对近年来母乳和婴幼儿配方食品中氨基酸相关研究进行综述，为研发出更接近母乳的婴幼儿配方食品提供依据。

1 母乳中氨基酸

母乳是婴幼儿生长最自然、最安全、最完整的天然食物。蛋白质是构成人体生命活动的基础，而蛋白质是由氨基酸组成的。母乳中氨基酸是婴幼儿生长发育所必需的营养物质。由于体重、身体组成、生长速度和母乳摄入量会随着婴幼儿月龄的变化而变化，婴幼儿对蛋白质和氨基酸组成的需求也会随着泌乳的不同阶段而变化[1]。母乳氨基酸模式受多种因素影响，包括地域、泌乳阶段、分娩时的胎龄、母亲的遗传背景和饮食等。如随着泌乳时间的延长，母乳中氨基酸含量呈逐渐下降趋势[2]；又如在非洲国家，母乳中酪氨酸含量高于其他国家[3]。

1．1 母乳中总氨基酸

母乳中的总氨基酸包括蛋白水解氨基酸和游离氨基酸（FAA），在泌乳期内FAA占总氨基酸比例不足3%[4]。研究表明，母乳总氨基酸含量随着泌乳期的延长而显著下降，但随着泌乳时间的延长总氨基酸中非必需氨基酸和必需氨基酸所占比例基本保持稳定[2，5，6]，母乳中氨基酸总量（18 种氨基酸之和）在不同地区差异不显著。

1．2 母乳中单体氨基酸

母乳中含有人体所需的全部氨基酸，单体氨基酸含量因泌乳阶段的不同而不同，早产婴儿母乳中各单体氨基酸含量高于正常母乳含量。母乳蛋白质的氨基酸以谷氨酸含量为最高，其次为亮氨酸，随后为天门冬氨酸、异亮氨酸、脯氨酸，蛋氨酸含量最低[5～7]。谷氨酸含量随着泌乳时间的延长在总氨基酸中占比逐渐升高，参与人体乳腺代谢等非常重要的生命过程，对婴幼儿初期的营养摄入和身体的生长发育具有极其重要的影响[8]。蛋氨酸作为人体所需的必需氨基酸之一，参与蛋白质的合成，而缺乏蛋氨酸会使体内蛋白质合成受到阻碍，对机体造成损害。此外蛋氨酸具有多种生物功能，不仅用于蛋白质的周转和生长，还为快速扩张的甲基化产物储备，提供所需的基质。虽然蛋氨酸在母乳中含量最低，但由于其不能被人体代谢合成，因此在婴幼儿早期生长发育中是必需的营养物质[9]。

母乳中FAA共计19 种，其中包括8 种必需氨基酸及婴儿必需的组氨酸，其在初乳中含量最高，为常乳的2 倍。FAA在各泌乳阶段中牛磺酸和谷氨酸含量最高[10]，其次为赖氨酸、丙氨酸及苯丙氨酸。研究发现，游离谷氨酸含量随着泌乳期的延长而显著增加[11]。牛磺酸是人体必不可少的氨基酸，对婴儿神经系统的发育起到重要作用，而参与牛磺酸合成的酶体系在婴儿早期并不完善，需要由食物供给，因此母乳中的牛磺酸对婴儿神经发育有着特殊的意义。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占据重要地位，最近研究结果也表明谷氨酸对哺乳婴儿有饱腹感作用[12]。

2 婴幼儿配方食品所用原料中的氨基酸

在婴幼儿配方食品中提供蛋白质的主要原料有生乳、脱盐乳清粉、α-乳清蛋白粉、水解乳清蛋白粉、脂肪球膜蛋白粉、乳清浓缩蛋白粉、大豆分离蛋白粉等。与母乳氨基酸模式比较，婴幼儿配方乳粉中的第一限制性氨基酸为色氨酸，第二、第三限制性氨基酸则为苯丙氨酸、酪氨酸或组氨酸，蛋氨酸则为过剩氨基酸。

婴幼儿配方食品中提供蛋白质的原料中氨基酸组成不同，可通过选择添加氨基酸模式互补的蛋白质原料，或通过补充单体氨基酸，使生产的婴幼儿配方食品的氨基酸模式与母乳更加接近。

2．1 含乳蛋白质原料的氨基酸模式

2．1．1 牛乳

牛乳作为目前婴幼儿配方食品行业最广泛使用的生产原料之一，其与母乳相比较，乳清蛋白与酪蛋白比例、氨基酸组成比例是不同的。各个时期母乳中的FAA含量都比牛乳高，且母乳中含有较高的α-乳白蛋白，这是与牛乳中氨基酸组成不同的主要原因[13]。母乳与牛乳的α-乳白蛋白有72%氨基酸系列是相同的。两组蛋白质均含有（wt/wt）6%色氨酸和5%半胱氨酸，而蛋氨酸只有0.9%；母乳中半胱氨酸与蛋氨酸比值为1.3:1～2:1，而牛乳中此比值为1:3；相较于母乳，牛乳中含有更高的苯丙氨酸、酪氨酸和赖氨酸，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）、赖氨酸（2.4404 g/L）和天门冬氨酸（2.4176 g/L）。母乳中总FAA含量是牛乳的2 倍，牛乳中FAA的总含量范围为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-乳白蛋白含量约为0.25%，占总蛋白质含量的10%～20%[14]。α-乳白蛋白作为色氨酸的优质来源，通常也是婴幼儿配方食品中首要的限制性氨基酸，之后被证明可被消化为具有抗菌和益生活性的、免疫刺激效果的较小的多肽，并被用作矿物质吸收促进剂[15]。色氨酸是在人体血浆和组织中含量较低的必需氨基酸，是能与血清白蛋白结合的唯一的氨基酸；同时色氨酸分解时产生的中间代谢物质，可通过褪黑素生物合成途径生产抗氧化剂和自由基清除剂，以增强机体的免疫机能。根据氨基酸模式特点，α-乳清蛋白含有的氨基酸组分更接近母乳，α-乳白蛋白中必需氨基酸含量占63.2%，其中赖氨酸和半胱氨酸含量较高，色氨酸含量高达5.9%。而α-乳白蛋白含有的部分氨基酸（如精氨酸）含量较低[16]。提高在婴幼儿配方乳粉中α-乳白蛋白的比例，可以使蛋白质组成及氨基酸模式更加接近母乳水平，同时和其他蛋白质原料进行合理配比，提升产品的母乳化程度。

2．1．3 水解乳清蛋白粉

由于新生儿体内消化蛋白质的酶活性不足，可能会使食用配方奶粉的婴儿出现消化、吸收困难的情况。通过采用胰蛋白酶等酶解技术，在一定条件下，将完整的蛋白质水解成小分子肽及氨基酸，这样更容易被婴儿消化、吸收。同时水解蛋白质具有更优的氨基酸模式，易于婴儿吸收，能有效降低婴儿过敏情况的发生。水解乳清蛋白粉中色氨酸相比于配方奶粉，与母乳模式的接近程度更高，因此，添加适量的水解乳清蛋白粉可提高婴幼儿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）主要由蛋白质和脂类构成，且蛋白质和脂质的重量比约是1:1。母乳中乳脂肪球膜含量为0.7～2.1 g/L，牛乳中含量与之接近。MFGM对婴幼儿的健康益处是促进神经发育，提高早期认知水平，调节免疫和维护肠道健康。乳脂肪球膜的氨基酸在组成和含量上与乳蛋白之间存在一定的差异。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、芳香族氨基酸和支链氨基酸的含量差异显著（P＜0.05）[17]。国外研究者在牛乳MFGM中检测到18 种氨基酸，含有蛋氨酸[18]。不同分离方法获得的MFGM，其氨基酸组成和质量分数有较大差异。

2．2 植物类蛋白质原料

大豆分离蛋白质是一种全价的植物蛋白质原料，蛋白质含量达90%以上，消化利用率达97%以上，其必需氨基酸浓度较高且搭配合理，部分氨基酸含量高于联合国粮食及农业组织和世界卫生组织（ FAO/WHO）所推荐标准中的要求。大豆分离蛋白质的氨基酸组成和牛乳相似，作为婴幼儿配方粉配料，对于不能进行母乳喂养和以乳基配方食品来满足营养需求的婴儿来说，豆基婴儿配方粉是更安全、健康的一种选择。

2．3 单体氨基酸原料

婴幼儿配方奶粉主要是根据母乳和牛乳的氨基酸组成区别制定的。婴儿膳食的蛋白质成分可以用基于母乳氨基酸组成的氨基酸成分进行评价，针对性地补充牛乳中相对缺乏的氨基酸，优化牛乳中蛋白质氨基酸比例，以改善婴幼儿对蛋白质的消化、吸收和利用率。牛乳中的牛磺酸、组氨酸和胱氨酸含量与母乳比相对不足，婴幼儿配方奶粉中需要对其进行补充。随着国家标准愈加完善，《GB 10765 食品安全国家标准 婴儿配方食品（征求意见稿）》和《GB 10766 食品安全国家标准 较大婴儿配方食品（征求意见稿）》中推荐了婴儿和较大婴儿配方食品中11 种氨基酸的含量值。目前在中国市场上销售并通过国家注册婴幼儿配方奶粉强化的单体氨基酸种类有L-酪氨酸、L-色氨酸，L-蛋氨酸，均符合《GB 14880—2012 食品安全国家标准 食品营养强化剂使用标准》中的要求。通过单体氨基酸原料调整产品中氨基酸接近至母乳水平，可促进婴儿的消化、吸收。

不同蛋白质原料中氨基酸模式不同，通过调整不同蛋白质原料的比例，或补充单体氨基酸，以达到婴幼儿配方食品的氨基酸模式母乳化。

3 婴幼儿配方食品中的氨基酸组成

母乳中氨基酸的构成模式适合婴幼儿生长发育所需，常常被用来评价婴幼儿配方奶粉的质量。在国际上以必需氨基酸与半必需氨基酸含量是否接近母乳为婴幼儿配方食品中蛋白质含量的判定依据。中国居民膳食营养素参考摄入量中要求，婴幼儿必需氨基酸的需要量除了维持体重所需的氨基酸外，还加上了伴随生长所需的氨基酸量。婴幼儿配方食品的开发需因地制宜，不同国家需要依据当地的母乳氨基酸模式进行调整。母乳中FAA的平均浓度显著高于婴儿配方食品[19]。

3．1 乳基婴幼儿配方食品

母乳中乳清蛋白含量为60%，酪蛋白含量为40%；乳清蛋白中含有人体所需的必需氨基酸，其氨基酸模式与骨骼肌中氨基酸模式基本一致，容易被人体吸收、利用。我国国家标准中要求乳基婴儿配方食品中乳清蛋白含量应≥60%。在美国官方分析化学师协会（AOAC）乳清蛋白检测标准中，采用氨基酸模式来定量乳基婴儿配方食品中的百分比，即通过乳清蛋白和酪蛋白4 种特征氨基酸（丙氨酸、天冬氨酸/天冬酰胺、脯氨酸和苯丙氨酸）的含量折算出婴幼儿配方奶粉中乳清蛋白的比例[20]。也有文献报道称采用氨基酸模式来评价婴幼儿配方食品中的乳清蛋白质量[21～24]。

婴儿配方奶粉中氨基酸总量为100～120 mg/g，较大婴儿配方奶粉和幼儿配方奶粉为150～200 mg/g。随着适用月龄的增大，婴儿配方奶粉中氨基酸总量呈增加的趋势，其必需氨基酸占氨基酸总量的百分比为40%～50%，婴儿配方奶粉必需氨基酸与非必需氨基酸的比值与母乳接近，主要分布在0.7～0.8范围内[25]。牛乳基和羊乳基配方奶粉相比较，牛乳基配方奶粉中赖氨酸含量较高，而其他氨基酸含量不存在显著性差异[26]。富含α-乳白蛋白的配方奶粉能提供婴儿生长所需的氨基酸，满足婴儿需要，出生后头3 个月的生长速率同母乳喂养儿相似，且婴儿耐受性良好[27]。婴儿喂食高质量、低蛋白浓度的配方奶粉（富含α-乳白蛋白），可以满足婴儿所有的必须（此处为婴儿需要的）氨基酸和蛋白质需求[28]。当婴儿能获得足量的α-乳白蛋白时，就可保证半胱氨酸的摄入，同时蛋氨酸的含量又能保持最低[29]。婴幼儿配方食品中氨基酸模式接近母乳作为评价婴幼儿配方食品质量的方法，产品越接近母乳的氨基酸模式，则产品质量越好，越适合婴幼儿食用。

3．2 豆基婴幼儿配方食品

大豆中含有丰富的蛋白质，氨基酸组成与牛乳蛋白质相近，易被婴幼儿吸收[30，31]。豆基婴幼儿配方粉的蛋白质优于牛乳中的酪蛋白，适于对牛乳蛋白质过敏的婴幼儿，其蛋白质氨基酸模式更加接近母乳，必需氨基酸模式与母乳的必需氨基酸模式的相关系数大于0.9817，必需氨基酸的利用率大大提高，有利于婴儿的消化、吸收[32]。豆基配方粉在欧美市场已得到广泛应用，且在美国食用豆基配方粉的婴儿（0～12 月龄）比例达12%[33]。国内企业尚未开发豆基婴幼儿配方粉，对其氨基酸模式的研究需要更加深入，使豆基婴幼儿配方粉的氨基酸模式母乳化，以满足婴幼儿营养吸收需要。

通过上述分析可知，母乳中氨基酸模式是开发有利于婴幼儿消化、吸收的婴幼儿配方食品的参考依据，婴幼儿配方食品的氨基酸模式越接近母乳，对于婴幼儿的消化、吸收越有利。

4 小结

母乳是婴幼儿最理想的天然食物，母乳中氨基酸模式是婴幼儿对蛋白质消化、吸收的重要因素。研究者需要对母乳氨基酸模式及其功能特性进行深入研究，使婴幼儿配方食品更加接近母乳的氨基酸模式。当配方食品的氨基酸模式与母乳氨基酸模式接近时，必需氨基酸被机体利用的程度才能越高，才能在解决婴儿营养需求的同时，更有利于其消化、吸收。关于婴幼儿配方食品总蛋白质组成和氨基酸模式的提高有待于更进一步的科学研究。