酸奶酸乳清钙生物利用度研究：与牛奶的体外消化比较揭示其作为膳食钙源的潜力

《Journal of Dairy Research》：Calcium bioavailability of yogurt acid whey: a comparison study with milk

本研究针对希腊酸奶生产副产物酸乳清(YAW)的钙资源化利用问题，通过INFOGEST体外消化模型结合Caco-2细胞吸收实验，首次系统评估YAW与牛奶的钙生物利用度差异。结果表明YAW钙的生物可及性(41.4%)显著高于牛奶(17.7%)，且细胞转运效率相当，提示YAW可作为高生物利用度钙源。研究为乳清高值化利用提供了理论依据，对改善人群钙营养状况具有重要意义。

　　

在希腊酸奶风靡全球的浪潮背后，隐藏着一个巨大的产业挑战——每生产1千克希腊酸奶就会产生2-3千克的酸乳清副产物。这种酸性液体不仅处理成本高昂，若直接排放还会造成环境负担。然而危机中往往蕴藏着转机：酸奶酸乳清(Yogurt Acid Whey, YAW)其实含有丰富的钙质，其含量甚至可与牛奶相媲美。但一个关键科学问题尚未解答：这些钙能否像牛奶中的钙一样被人体高效吸收利用？

传统认知中，牛奶被誉为“钙的黄金标准”，其中约70%的钙以胶体形态存在于酪蛋白胶束中。而YAW由于制备过程中去除了酪蛋白，其钙的存在形式与牛奶截然不同。这种根本性的差异是否会影响钙的生物利用度？雅典农业大学的Georgios C. Stefos研究团队在《Journal of Dairy Research》上发表的最新研究，首次系统比较了YAW与牛奶的钙生物利用度，为解答这一问题提供了科学证据。

研究团队采用国际通用的INFOGEST 2.0体外消化模型模拟人体胃肠道环境，并结合人结肠腺癌细胞系(Caco-2)模型评估肠道吸收环节。通过精密设计的实验方案，研究人员从钙的生物可及性（消化后可被吸收的钙比例）、细胞转运效率以及钙吸收相关基因表达三个层面进行了全面评估。

关键技术方法包括：收集希腊乳企的牛、羊、山羊源YAW样本进行冻干浓缩；通过INFOGEST 2.0标准化体外消化程序模拟胃肠消化；使用原子吸收光谱法(AAS)定量钙含量；利用Caco-2细胞模型评估钙转运能力；采用qPCR技术检测TRPV6、VDR、S100G、PMCA1等钙吸收相关基因表达。

钙生物可及性比较

研究结果显示，YAW中钙的生物可及性达到41.4%，显著高于牛奶的17.7%（图1）。这种显著差异可能源于两方面因素：首先，YAW的脂肪含量极低(0-0.14%)，减少了钙与脂肪酸形成不溶性皂化物的可能性；其次，YAW中不含酪蛋白，避免了胃消化过程中κ-酪蛋白被胃蛋白酶水解形成胃凝块，从而影响钙溶出动力学的过程。相比之下，商业全脂牛奶经过热加工处理，可能导致离子钙含量降低，进一步影响其生物可及性。

YAW和牛奶对钙吸收相关基因转录的影响

在细胞转运层面，当在消化阶段使用等量钙的YAW和牛奶时，YAW组基底侧钙转运量(1.56μg)显著高于牛奶组(0.63μg)。然而，当调整初始用量使两组到达细胞的生物可及钙量相当时，钙转运效率无显著差异（YAW为5.62%，牛奶为4.24%）。基因表达分析进一步证实，YAW与牛奶对TRPV6（瞬时受体电位香草素亚型6）、VDR（维生素D受体）、S100G（编码钙结合蛋白calbindin-D9k）和PMCA1（质膜钙ATP酶1）等关键钙转运基因的表达均无显著影响（图2）。这表明YAW中钙的吸收优势完全源于其更高的生物可及性，而非对肠道细胞吸收机制的调节作用。

动物来源对YAW钙生物可及性的影响

动物来源对YAW钙吸收相关基因的影响

研究人员还探讨了乳源动物种类（牛、羊、山羊）对YAW钙生物利用度的影响。结果显示，不同来源的YAW在钙生物可及性（图3）和钙吸收相关基因表达（图4）方面均无显著差异。这一发现具有重要意义，表明YAW的钙生物利用度特性不受乳源物种影响，为其工业化应用提供了更广阔的资源基础。

本研究通过严谨的体外实验证明，酸奶酸乳清中的钙具有优于牛奶的生物可及性，且在肠道细胞吸收环节与牛奶相当。这意味着等量钙的YAW最终可被人体吸收的钙量可能高于牛奶。这一发现为YAW的高值化利用提供了重要科学依据：原本被视为环境负担的酸奶副产物，实际上可能成为优质的膳食钙补充来源。

在全球普遍存在钙摄入不足的背景下，特别是对乳糖不耐受或牛奶过敏人群而言，YAW作为一种低蛋白、低脂肪的替代钙源显示出独特优势。研究结果支持将YAW重新纳入食品供应链的创新策略，不仅可解决乳品工业的环保压力，还能为改善公众钙营养状况提供新思路。未来研究可进一步探索YAW钙在体内的实际吸收效率及其对骨健康的长期影响，为开发新型钙强化食品提供更全面的证据链。