中国市售婴儿奶粉氨基酸与中国母乳成分动态变化差异研究

任琦琦，蒋士龙，鄂志强，张维，魏巧思，詹书涵，姜楚琦，冷友斌

（黑龙江飞鹤乳业有限公司，北京100016）

0 引 言

母乳中含有足够的营养和生物活性成分，对婴儿的生存和健康发挥着重要作用[1]。母乳蛋白质和氨基酸作为婴儿主要的营养物质，在婴儿组织生长、免疫应答等方面发挥重要作用。母乳蛋白质除了在婴儿体内氧化提供能量外，还参与多种代谢途径,以实现基本的身体组织结构和功能[2]。母乳中含量最丰富的α-乳白蛋白是生物活性肽和必需氨基酸的重要来源，含有较多的色氨酸，有利于促进婴儿的神经系统发育。生物活性蛋白如乳铁蛋白、免疫球蛋白和溶菌酶等均具有抗菌性，可以增强婴儿的免疫功能[3]。母乳中的氨基酸模式能够满足新生儿出生后早期快速生长发育，适合生物利用，减轻新生儿期肾脏发育不成熟的代谢压力等[4]。

世界卫生组织（World Health Organization，WHO）建议，婴儿应在出生6 个月内完全母乳喂养，并可以继续母乳喂养直至2 岁甚至更久，并辅以适当的辅食[5]。然而，由于种种原因，很多婴儿不能够完全母乳喂养，因此，婴儿配方奶粉作为不能纯母乳喂养条件下的首选。婴儿配方奶粉是在非常狭窄的成分范围内标准化的，尽管标准制定是以母乳为基础，然而母乳是受多种因素的影响而动态变化的，包括母体因素和环境因素等[6-7]。研究表明母乳蛋白质、氨基酸含量及其他成分随着泌乳时间的推移而不断变化[8-11]。而目前我国市售的婴儿配方奶粉主要分为三个段位，分别为0～6 个月、6～12 个月以及 12～36 个月，北美国家1 段婴儿配方奶粉涉及的婴儿月龄范围更大，0～12 个月婴儿通用。因此，这样按月龄段划分的每个段位只有相对固定的营养素组成与含量，导致例如0～6个月龄阶段的喂养婴儿配方奶粉的婴儿无论在何月龄时都是接受相同的营养素供给。

蛋白质是婴儿喂养食物的关键评价指标，蛋白质的营养取决于所含各种氨基酸组成的情况。婴儿配方奶粉的氨基酸组成与母乳越接近则越有利于婴儿的各项指标的生长发育。因此，本研究参照食品中氨基酸测定的国家标准方法GB 5009.124-2016《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》对3种1段牛乳乳基奶粉和1 种1 段羊乳乳基奶粉进行了氨基酸分析[12]，并将检测出的结果与系统综述的中国母乳中粗蛋白和氨基酸含量数据进行对比，比较当前市售婴儿奶粉中蛋白质和氨基酸含量与不断变化的母乳之间的差距，为今后指导婴儿奶粉配方制定提供证据，使婴儿奶粉营养组成能够更加精准地满足婴儿生长发育需求。

1 实 验

1.1 材料与仪器

氨基酸混标，美国Sigma-Aldrich 公司；盐酸（优级纯），德国Meker 公司；茚三酮（分析纯），上海三爱思公司；柠檬酸钠（优级纯），美国 Sigma-Aldrich 公司；氢氧化钠（优级纯），美国 Sigma-Aldrich 公司；氮气（纯度99.9%），上海都贸爱净化气体公司。市售婴儿配方奶粉。

L-8900 氨基酸自动分析仪，日本日立公司；分析天平，梅特勒-托利多仪器有限公司；HPG-9245 电热恒温鼓风干燥箱，东联哈尔仪器制造有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品的前处理

精确称取0.500 g 奶粉样品于聚四氟乙烯水解管中，向水解管中加入6 mol/L 的盐酸溶液15 mL 及0.5～1 g 苯酚，混匀，充氮，在110 ℃电热恒温鼓风干燥箱中水解22 h 后，冷却至室温，定容，转移200 μL于离心小管中，在60 ℃真空干燥箱内浓缩至干，残留物中加入0.02 mol/L 的盐酸溶液1 mL 充分溶解，经0.22 μm 滤膜滤头过滤。

1.2.2 氨基酸自动分析仪的分析检测

磺酸型阳离子树脂色谱柱，柱温57 ℃，反应器温度136 ℃，流动相流速：0.400 mL/min，衍生液流速：0.350 mL/min，梯度洗脱。 检测器波长：570 nm 和440 nm。混合氨基酸标准工作液和样品测定液分别以相同体积注入氨基酸分析仪,以外标法通过峰面积计算样品测定液中氨基酸的浓度。

1.3 数据处理

GB 10765-2010《食品安全国家标准婴儿配方食品》中规定产品在即食状态下每100 mL 所含的能量应在 250 kJ ～295 kJ 范围[13]。本研究依据 100 mL 母乳产生约280 kJ 能量计算奶粉样品在即食状态下的蛋白质及氨基酸浓度。

蛋白质计算公式如下：

P=B×E×1000

式中：P表示样品即食状态下蛋白质含量，mg/100 mL；B表示样品包装标签上的蛋白质含量，g/100 kJ；E表示100 mL母乳产生能量280 kJ，280 kJ/100 mL。

氨基酸计算公式如下：

式中：A表示样品即食状态下氨基酸含量，mg/100 mL；J表示样品氨基酸检测值，g/100g；E 表示100 mL 母乳产生能量 280 kJ，280 kJ/100 mL；N 表示样品包装标签上的能量值，kJ/100 g。

乳清蛋白含量计算参照Wesley[14]建立的通过特征氨基酸含量折算婴儿配方粉中乳清蛋白含量。计算公式如下：

式中：Q表示特征氨基酸的比值；Asx表示天冬氨酸和天冬酰胺含量；Ala表示丙氨酸含量；Phe 表示苯丙氨酸含量；Pro表示脯氨酸含量；fw(%)表示乳清蛋白百分比。

2 结果与分析

2.1 母乳蛋白质和氨基酸含量在产后泌乳期的纵向变化

中国母亲泌乳期1～180 d 内母乳蛋白质含量的具体变化如下，蛋白质和氨基酸浓度在前60 d 逐渐下降，此后相对稳定。蛋白质和总氨基酸从产后61～180 d，平均浓度分别为 1.11±0.03 g/100 mL 和 0.95±0.02 g/100 mL[8]。在1～180 d 内的不同时间段产后泌乳期必需氨基酸占总氨基酸比例均约为42%。这样的母乳总蛋白质和氨基酸含量随泌乳时间变化趋势也在其他国家研究中发现，Bo Lönnerdal等[15]的一项各国母乳蛋白质和氨基酸含量荟萃分析的研究结果显示，在前90 d 逐渐下降，此后相对稳定，这项研究90～360 d 泌乳时期的母乳蛋白质和总氨基酸含量结果分别为1.10 g/100 mL 和0.98 g/100 mL，不同泌乳时期的必需氨基酸占总氨基酸比例均约为40%～44%。Gidrewicz D A[16]等一项研究产后12 周之内母乳成分变化的系统综述发现蛋白质含量逐渐下降到产后4 周，4周后逐渐稳定。Zhang Z等[17]研究发现哺乳的头2个月中，母乳氨基酸含量均显著下降，之后趋于稳定。Forsum E等[18]研究发现母乳蛋白质和氨基酸水平在泌乳第一周最高，在出生后28 d逐渐下降，在出生后29 d以后达到相对稳定的水平，直到泌乳结束。Feng P 等[19]研究发现母乳中总蛋白、真蛋白、总氨基酸和大多数氨基酸的平均浓度在哺乳期30 ～188 d 内稳定下降。以上的这些研究结果表明我国母乳蛋白质和氨基酸含量变化与世界范围内的母乳相当，母乳蛋白质和氨基酸浓度在泌乳前期逐渐下降，此后相对稳定。目前我国市售的婴儿配方奶粉主要分为三段，分别为0～6 月龄（1 段）、6～12 月龄（2 段）以及12～36 月龄（3 段），并且每个段位有相对固定的营养素组成与含量。通过观察到的中国母乳蛋白质和氨基酸随泌乳期的变化可知当前的配方划分不够细致。接下来我们又进一步分析了0～6 月龄婴儿（1 段）配方奶粉的蛋白质氨基酸水平与1～180 d中国母乳的差异。

2.2 中国市售婴儿奶粉氨基酸含量及与中国母乳对比分析

奶粉样品即食状态下每100 mL 所含的蛋白质和氨基酸含量与1～180 d 中国母乳对比见表1[8]。结果显示，即食状态下奶粉样品的蛋白质含量与产后1～180 d母乳平均值相近，但是与产后1～60 d 母乳平均值相比含量较低，与产后61～180 d 母乳平均值相比含量较高。而样品中氨基酸含量与产后1～60 d 母乳平均值以及1～180 d母乳平均值都较为相近，与产后61～180 d母乳平均值相比含量较高。样品的必需氨基酸占氨基酸总量的百分比均约为45%，与中国母乳接近。国家标准中规定乳基婴儿配方食品中乳清蛋白含量应≥60%，按照90% 回收率折算，本研究检测的1 段奶粉样品的乳清蛋白含量均超过60%。国标推荐的婴儿配方食品中必需和半必需氨基酸含量低限值与61～180 d 中国母乳平均值相近，低于1～60 d 中国母乳平均值中含量。但是国标推荐的胱氨酸含量低限值略低于61～180 d 中国母乳平均值。奶粉样品及1～180 d产后泌乳期不同时间段的各氨基酸占总氨基酸比例见表2，均呈现相对稳定的状态，除了各样品中色氨酸、精氨酸、胱氨酸占比略低于中国母乳，其他氨基酸占比与中国母乳基本无差异。在必需氨基酸中，亮氨酸浓度最高，占所有氨基酸的10%；色氨酸浓度最低，占氨基酸总量的2%以下。在非必需氨基酸中，谷氨酸(包括谷氨酰胺)浓度最高，占所有氨基酸的18%；胱氨酸浓度最低，分别占所有氨基酸的2.5%以下。

本研究0～6 月龄婴儿（1 段）配方奶粉的蛋白质含量在1.4～1.5 g/100 mL，大多数国家都是这样的浓度设定用于满足婴儿在生命第一年的蛋白质需求，与1～180 d 中国母乳平均蛋白质含量1.47 g/100 mL 对比浓度相近，但相对低于产后1～60 d 中国母乳平均值，尤其低于1～30 d 中国母乳平均值，高于产后61-180 d 中国母乳平均值，也就说明国内市售的1 段配方粉的蛋白质氨基酸含量对于出生1～60 d，尤其1～30 d 婴儿来说营养水平略低，而对于出生61～180 d 婴儿来说营养水平略高。蛋白质和氨基酸的缺乏或过量都会对婴儿产生影响。婴儿早期的蛋白质摄入缺乏影响婴儿生长发育[20]，而过量与婴儿快速生长和后期肥胖以及成年后慢性代谢疾病如糖尿病有关[21]，甚至会增加肾脏等器官的负担，并可能导致代谢调节的过度刺激[22]。许多研究表明，与母乳成熟乳（泌乳期15 d 后）蛋白含量相比，当前婴儿配方奶粉中通常含有过量的蛋白质，目的是为快速生长的婴儿提供足够数量的必需氨基酸。然而，这一做法导致在婴儿早期发育期间蛋白质摄入量高于必要水平，从而导致与日后慢性疾病发展相关的加速生长模式。因此，研究人员做了关于改良的低蛋白婴儿配方奶粉支持健康足月婴儿充分生长的双盲、随机对照临床试验，各研究设定的1 段婴儿配方奶粉蛋白质含量在1.0 ～1.25 g/100 mL 之间，略低于GB10765-2010 中规定婴儿配方食品中蛋白质含量，喂养至婴儿4-6 月龄，结果显示低含量的蛋白质是安全的，并能促进婴儿的正常生长发育，与母乳喂养结果相似[23-29]。当然评估使用低蛋白产品对婴儿长期健康影响还需要进一步研究，特别是对营养风险人群，如早产儿和小于胎龄儿。我们研究的对比结果显示，0～6月龄婴儿（1 段）配方奶粉的蛋白质氨基酸水平与产后1～180 d 中国母乳平均值相近，但却高于产后61～180 d 中国母乳平均值。因此，我们的研究表明，不应该简单的降低婴儿配方奶粉中蛋白质的含量，而是要通过比当前标准更精细的分段更精确的满足婴儿对蛋白质的动态需求。

表1 奶粉样品即食状态下所含的蛋白质及氨基酸含量

表2 奶粉样品及母乳中各氨基酸占总氨基酸的比例

表3 奶粉样品及母乳中必需氨基酸组成模式

2.3 中国市售婴儿奶粉必需氨基酸组成模式

蛋白质的氨基酸组成是蛋白质在人体内生物利用率的重要影响因素之一。所以无论是配方奶粉中蛋白质限量值下一步调整完善还是进一步细分段位，重点都在模拟泌乳期间母乳氨基酸组成，可以参照本研究的对比数据，见表3，我们对比了GB10765-2010（有代表性中国母乳）、WHO（世界范围内0-6 月母乳）、1～180 d 中国母乳和奶粉样品的必需氨基酸组成模式，发现奶粉样品中如赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等仍然与这些母乳来源数据存在差距。当然这样的对比显然是不够准确的，因为奶粉的氨基酸消化率与母乳存在差距，提倡的更为准确的蛋白质品质评估方法是联合国粮农组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）在2013 年发布的“人体营养中的膳食蛋白质品质评估”报告中推荐用可消化必需氨基酸分数（Digestible Indispensable Amino Acid Score，DIAAS），DIAAS 法是在小肠末端确定氨基酸消化率，可更加准确地测量人体吸收的氨基酸量及蛋白质对人体氨基酸和氮养分需求的贡献[30]，这提示我们婴幼儿配方奶粉中蛋白质的氨基酸消化率，需要进一步在动物模型中进行分析（例如以猪仔为动物模型，研究婴儿奶粉中蛋白质在猪仔小肠末端氨基酸消化率并计算DIAAS）。由于不同的婴儿奶粉生产过程中热处理等工艺参数不同，配料的加工和使用也存在差异，通过动物研究分析其蛋白质的小肠末端消化率及DIAAS 尤其重要[31]。虽然存在以上的缺陷，导致不能更准确评估样品配方粉的蛋白质品质，但我们整体的研究依旧提示我们配方粉的氨基酸变化和母乳的动态变化有差别，需要重新思考分段。

3 结 论

关于中国母乳蛋白质含量和氨基酸组成的系统评价以及其他国家的研究表明，母乳蛋白质和氨基酸浓度是随着泌乳期的推进动态变化的，在前60～90 d逐渐下降，此后相对稳定。从蛋白质含量和氨基酸组成方面评估我国市售0～6 月龄婴儿（1 段）配方奶粉的营养状况，可认为0～6 月龄婴儿（1 段）配方奶粉与产后1～180 d 母乳的蛋白质和氨基酸含量平均值接近，但是与产后61～180 d 中国母乳的蛋白质和氨基酸含量平均值相比含量较高。这样的结果启示着我们0～6月龄婴儿（1 段）配方奶粉是否应进一步细化分段以更加适应相应月龄婴儿的营养需求。下一步我们也会继续研究不同泌乳期中国母乳的其他营养成分组成及含量变化，为进一步配方分段提供更加充足的证据。