乳脂肪球膜与婴幼儿健康研究进展

胡亚卓，王玉树，刘成龙，宋 飞

（圣元营养食品有限公司，山东 青岛 266500）

婴幼儿的前1 000 d（即怀孕至产后的2 岁）被认为是人一生中发育和认知的关键时期，婴幼儿处于快速生长、器官成熟、免疫系统和大脑快速发育阶段。母乳是婴幼儿最理想的食物，由于脂肪球具有独特的生理结构，使得母乳脂肪具有特殊的功能特性[1]。但是受母亲母乳不足或正在用药以及社会工作压力等因素影响，许多父母部分或完全使用母乳替代品——婴幼儿配方奶粉喂养婴儿。为了尽可能接近母乳喂养的功能结果，支持婴幼儿的健康发育，配方奶粉母乳化是相关人员研究的趋势和最终标准。随着对母乳的深入研究，越来越多的婴幼儿配方奶粉中开始添加乳脂肪球膜补充剂，其对于婴幼儿配方奶粉行业的发展意义重大。

研究发现，乳脂肪球膜（Milk Fat Globule Membrane，MFGM）具有复杂的组成成分和潜在的生物学价值，是母乳中众多营养成分之一，能够参与脂肪的消化、吸收和代谢的过程，提高婴幼儿认知和免疫功能，对婴幼儿生长发育和肠道功能至关重要。但市面上大部分婴幼儿配方奶粉的脂肪通常由植物油混合物代替，这在一定程度上降低了配方奶粉喂养的婴儿对于脂肪的利用率，可影响其生长发育。因此，研究母乳中的乳脂肪球膜的功能特性和生理结构十分必要。

1 乳脂肪球膜的结构及组成成分

近年来，我国对于乳脂肪球膜结构的研究已取得了一定的进展，其中乳脂肪是乳中以乳脂肪球（Milk Fat Globule，MFG）形式存在的一种组成和结构十分复杂的脂质。MFG 直径通常为0.2～20.0 μm，平均大小为4 μm，其含量为3%～5%[2]。MFGM 包裹着乳脂球，能够促进MFG 从乳腺分泌。MFGM 富含非糖基化和糖基化的生物活性蛋白和脂质，并含有抗菌作用的成分，包括神经节苷类、低聚糖、糖蛋白、亲丁酸蛋白、乳黏蛋白和黏蛋白等[3]。有研究表明，人类MFGM 可能影响细菌附着[4]。MFGM 含量占MFG总质量的2.07%～2.99%，主要来源于内质网和顶端质膜。乳脂肪球膜中的MFGM 蛋白被认为是分泌细胞的代表，在总蛋白含量中占1%～4%，且具有乳化特性，牛乳等哺乳动物乳是配方乳粉的主要原料，地域、环境以及哺乳动物的物种和泌乳期等因素会影响MFGM 中各成分的含量[5]。

乳脂肪球膜具有3 层结构，其脂质的主要成分有磷脂酰胆碱（Phosphatidyl Choline，PC）、脑磷脂（Phosphatidyl Ethanolamine，PE）、磷脂酰肌醇（Phosphatidylinositol，PI）、磷脂酰丝氨酸（Phosphatidylserine，PS）、神经鞘磷脂（Sphingomyelin，SM）以及其他微量成分。乳脂肪球膜组成复杂，蛋白质种类众多，目前还未形成统一的定性和定量方法，因此商业化生产中多以鞘磷脂和神经节苷脂的含量作为其配料的衡量指标[3]。

牛乳脂肪球膜中有数百种参与脂质合成和分泌的蛋白质。人乳脂肪球膜与牛奶、羊奶和牦牛奶的共有蛋白质分别为175 种、95 种和76 种，且牛乳脂肪球膜中磷的质量分数明显高于除人乳外的其他羊奶、牦牛奶等常用哺乳动物乳。这也是市面上大多数婴幼儿配方奶粉选择牛乳作为主要原料的原因[6-7]。

2 乳脂肪球膜的功能特性

2.1 对大脑认知能力以及神经发育的影响

已有文献证明，母乳与婴幼儿认知能力的发育呈正相关。研究表明，用添加MFGM 的配方乳粉、标准配方乳粉以及母乳（母乳为对照组）分别喂养8 周内的婴儿至6 个月，结果表明添加MFGM 奶粉与母乳喂养的婴儿相比，其在认知发育方面的差异逐渐减 小。MFGM 中含有的PS、PC、PI、PE 和SM 这5 种磷脂是构成大脑结构脑磷脂群的主要成分，脑磷脂群可以调控大脑信息以及维持神经信息的传导，是神经元生长的必需品[8]。MFGM 能够通过提高营养水平，上调谷氨酸受体1（Glutamate Receptor 1，GluR-1）等基因表达，促进大脑和神经的发育[7]。现今随着人们对MFGM 的不断研究，MFGM 对于婴幼儿的大脑认知能力以及神经发育的有利影响被得到证实，许多乳品企业相继推出了富含MFGM 的婴幼儿配方乳粉[5]。

牛乳和人乳中MFGM 磷脂和鞘脂类占总乳极性脂类的60%～70%，其中PC 能够与体内乙酰反应生成乙酰胆碱（Acetylcholine，ACh），从而促进大脑发育。ACh 能够加快大脑神经细胞之间的信息传递、增强记忆力、提高大脑活力。SM 主要存在于神经系统中，是细胞活动的调节因子，有利于大脑认知能力的发展。PS 能够维持和修复神经细胞，增强中枢神经系统中神经生长因子的活性，促进ACh 的生成，刺激多巴胺的释放。PE 是哺乳动物发育所必需的一种多功能磷脂，对神经突触的形成过程有重要作用。而PI 则会影响信息传递的功能。因此，MFGM 中的磷脂对神经发育和大脑功能发展十分重要[9]。

2.2 对免疫系统的影响

乳脂肪球膜是蛋白质、脂质和酶的潜在来源，可以有效地影响免疫反应。研究表明，MFGM 可以改善营养不良婴儿的代谢异常，增强免疫功能，还有助于增强婴儿的先天免疫系统，保护婴幼儿免受革兰氏阳性细菌感染[2,6]。因此，喂养母乳或者添加MFGM 的婴幼儿配方奶粉可以提高婴幼儿的免疫功能，降低婴幼儿发病率。

MFGM 可以通过影响脾细胞的增殖、凋亡以及细胞因子的释放发挥调节作用。研究表明，MFGM 主要影响Thi 细胞因子的产生，抑制细胞增殖，且与细胞因子分泌之间呈正相关。细胞因子可以启动和调节淋巴细胞免疫功能，在免疫反应的发生和解决中起着至关重要的作用。细胞因子是一种非抗体蛋白，通过促进细胞活化或刺激细胞增殖或分化，作为免疫反应的细胞间介质。更重要的是，它们决定了特定抗原的免疫调节或免疫抑制能力。免疫调节包括免疫系统的增强和抑制，最终的免疫反应是增强(辅助)和抑制影响之间平衡的结果。在这种情况下，细胞因子在黏膜抗体和细胞介导的免疫中发挥重要作用。研究表明，MFGM 对促炎细胞因子产生的抑制作用与刺激类型有关，其可能主要通过诱导细胞介导的免疫反应对Th细胞群产生不同的影响。但是MFGM 效应不是细胞特异性的，并且不能排除对其他细胞类型(除了T 细胞和B 细胞)的影响[10]。MFGM 中的蛋白质能够抑制多种病原体，包括大肠杆菌、轮状病毒以及肠毒素等，但是MFGM 抗感染特性背后的作用机制尚不清晰，需要进一步研究[11]。

2.3 对胃肠道的影响

新生儿的肠道功能以及肠道黏膜免疫屏障功能不完善，且固有免疫的协同作用缺陷影响肠道健康，易产生过度炎症反应，甚至引起严重的胃肠道疾病[12]。MFGM 在肠道不同区域消化和吸收的能力不同，尤其是在未成熟和更具渗透性的肠细胞壁中，对于婴幼儿来说，MFGM 在其胃肠道中可能比成人具有更强的抗炎作用[10]。此外，MFGM 对肠道菌群具有一定的调节作用，还能够促进婴儿肠道结构发育和肠道上皮细胞分化，加强结肠黏液屏障，使肠道微生物菌群正常发育，预防有害炎症的刺激[8]。婴儿免疫系统和胃肠道的发育成熟，包括肠道微生物群的动态发育，为长期代谢和免疫健康奠定了基础[4]。

乳脂球膜和乳铁蛋白是人乳中的生物活性成分，具有促进胃肠道和免疫发育的作用。有报道称，健康足月婴儿在18 个月龄之前，添加牛MFGM 和牛乳铁蛋白来源的以牛奶为基础的婴儿配方奶粉，婴儿在12 个月龄之前发生腹泻和呼吸相关不良事件的概率显著降低[4]。母乳是为婴儿提供营养的所有食物中的“黄金标准”，这是因为母乳提供了与婴幼儿生长发育相关的营养物质和生物活性成分，并且有利于预防婴幼儿胃肠道和其他感染，母乳中的抗感染因子包括免疫球蛋白、抗菌和抗病毒蛋白、白细胞和低聚糖等。因此，市面上的所有婴儿配方奶粉均以母乳的成分和功能为目标，并且尽可能缩小其与母乳间的差距。

2.4 对肥胖的风险

肥胖是一个严重和令人担忧的全球健康问题，与人们的饮食和生活方式等因素密切相关，而且肥胖还会增加患其他代谢紊乱疾病的风险。

人类白色脂肪组织的发育开始于妊娠晚期，并通过前脂肪细胞的增殖和随后的分化持续到出生后，成熟的脂肪细胞以脂质形式储存能量。脂肪细胞数量从整个儿童期和青春期增加到平台期，并在成年期保持不变[13]。肥胖个体的白色脂肪组织比正常体重的个体有更多和更大的脂肪细胞。脂肪细胞数量的差异早在儿童早期就已出现，这表明生长发育早期是易患肥胖症的关键时期。母乳喂养已被证明可以在一定程度上降低婴幼儿产生肥胖的风险，MFGM 可以在不影响脂肪生成的情况下，通过预防成人饮食结构下的脂肪细胞肥大，降低成年后肥胖的易感性。这证实了早期食用MFGM 对生长后期降低肥胖风险的重要性。

已有研究证明，肥胖与肠道菌群的失调有关。LI等[14]通过将肠道微生物从肥胖小鼠转移到瘦小鼠体内，成功诱导了肥胖表现型，确定了肠道微生物群在能量稳态和代谢正常状态中起到的关键作用。此外，肠道微生物群与生物健康息息相关，饮食是肠道微生物群组成及其功能的主要驱动因素之一，MFGM 的摄入可以调节高脂饲料喂养小鼠的肠道微生物群的组成，促进有益菌的黏附，并提高其在肠道的存活能力，调节肠道菌群[7,11]。同时，MFGM 可减轻高脂肪饮食引起的结肠炎症、全身炎症以及代谢性内毒素血症等。这表明MFGM 能在对抗肥胖相关的代谢和炎症疾病中发挥重要作用。目前的研究结果表明，MFGM 可能作为一种潜在的功能性食品成分用于预防人类肥胖及其相关代谢疾病。

2.5 对生长发育及分化的影响

许多研究发现，与配方奶粉喂养的婴儿相比，母乳喂养的婴儿在生命早期体重更大，并且这种差异会在4～6 个月后消失。在配方奶粉中添加MFGM 后，配方奶粉与母乳喂养的婴儿相比，其在体重、身高以及头围等方面的增长情况基本没有差异，而且都符合体重增长的安全点[11]。由此可见，MFGM 可以促进婴幼儿的生长发育。还有研究表明，分离纯化后的乳脂肪球膜蛋白可以通过上调蛋白激酶B 和mTOR 蛋白激酶的表达来有效促进细胞生长[2]。MFGM 能够通过促进成肌细胞、肌肉神经节点发育，增强身体和关节的机能，提高肌肉耐受能力[7]。

3 结语

目前，已有众多的国内外学者对MFGM 展开了研究，发现MFGM 对于婴幼儿健康的益处不容忽视，而且越来越多的婴儿或儿童补充MFGM 的临床试验结果表明，MFGM 对神经发育和防御疾病具有积极作用。除此之外，MFGM 的成分还显示出多种生物活性功能，如抗病毒、抗癌和抗菌等特性，以及与益生菌的协同作用[10]。饮食中的MFGM 不仅更接近母乳的生物活性成分，还有益于婴幼儿的生长发育、大脑认知能力的提高、神经发育、肠道发育、降低肥胖风险以及提高消化、呼吸系统和免疫力[2]。MFGM 及其配料组成十分复杂，目前尚未形成统一的质量标准体系[3]，但随着MFGM 的不断研究，应用于婴幼儿配方奶粉中的MFGM 与母乳中的差距会越来越小，MFGM 的使用也会越来越规范。