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这篇综述聚焦乳脂肪球膜(MFGM),探讨其来源、组成、结构,以及分离技术与技术功能应用。同时详细阐述其在婴儿脑发育、认知功能、骨骼肌健康、 cardiometabolic 健康等方面的潜在益处及研究现状,极具参考价值。
引言
牛乳是全球广泛生产和消费的高营养食品。乳脂肪球膜(MFGM)包裹着牛乳中的脂肪球,它由极性脂质、蛋白质等多种成分构成,具有保护脂肪、防止絮凝和氧化等作用,且对人体健康有潜在益处,如促进大脑发育、改善代谢健康等。不过,目前 MFGM 成分受多种因素影响,在成分标准化和术语定义上也存在不足,影响了研究的一致性和准确性。本文旨在综述 MFGM 的相关知识,探讨其作为功能性食品成分的应用潜力。
牛乳脂肪球膜的来源、组成和结构
MFGM 在牛乳整体组成中占比虽小,但在酪乳(BM)、脱脂牛奶等乳制品副产物中含量丰富。它呈三层结构,直径约 10 - 50nm,起源于乳腺泌乳细胞的粗面内质网,包含甘油磷脂、鞘脂、糖鞘脂、中性脂质、固醇和多种膜特异性蛋白质等。其蛋白质组复杂,有超过 100 种蛋白质,其中 9 种被视为主要蛋白质,且这些蛋白质在膜内的分布位置各异。同时,奶牛的饮食、健康状况、品种、泌乳阶段,以及原材料选择和加工条件等内外因素,都会影响 MFGM 的组成和质量。
牛乳脂肪球膜的分级、分离及技术功能应用
从原料乳中分离 MFGM,通常先分离脂肪球,再通过物理或化学方法使其不稳定,释放 MFGM,最后用超速离心或微滤等技术进行浓缩。商业上多以酪乳为起始原料,但酪乳含多种水溶性成分,且 MFGM 易与酪蛋白结合,增加了分离难度。而奶酪乳清虽 MFGM 含量低,但不含酪蛋白,可通过膜过滤和干燥技术回收 MFGM。目前,工业上制备高纯度、一致性的 MFGM 仍面临挑战,市场上 MFGM 成分产品的主要成分含量差异大,缺乏标准化。MFGM 因富含具有两亲性区域的磷脂,可降低界面张力,在稳定乳液和脂质体包封方面应用广泛,例如 MFGM 衍生磷脂制备的乳铁蛋白脂质体,能保护乳铁蛋白免受胃降解,减缓其在肠道中的水解,有望用于膳食铁的递送。
乳脂肪球膜在人不同生命阶段的潜在健康益处
早期对 MFGM 健康益处的研究主要集中在婴儿大脑发育方面,近年来研究范围扩展到其他生命阶段和健康领域,如免疫功能、胃肠道健康以及老年人群的健康。下面将详细介绍 MFGM 在不同生命阶段的健康影响。
早期大脑发育
在婴儿配方奶粉生产过程中,常因用植物油替代牛乳脂质而去除 MFGM,导致母乳喂养和配方奶粉喂养的婴儿 MFGM 摄入量不同,健康状况可能存在差异。因此,在配方奶粉中添加 MFGM 成为缩小差距的常见做法。动物和体外研究表明,MFGM 中的鞘脂和磷脂成分对大脑发育至关重要,但临床研究证据相对有限。近期,中国两项大型随机对照试验(RCT)发现,MFGM 强化配方奶粉喂养的婴儿在 12 个月时,社交情感发展和适应性行为表现更好;另一项研究显示,MFGM 和乳铁蛋白强化配方奶粉喂养的婴儿在 12 个月时认知、语言和运动得分更高,但 18 个月时差异消失。瑞典的一项 RCT 表明,婴儿期食用 MFGM 强化配方奶粉,12 个月时认知得分更高,但 6.5 岁时效果消失。而在 COGNIS 研究中,食用含 MFGM、长链多不饱和脂肪酸(PUFAs)和合生元的配方奶粉的婴儿,6 岁时词汇量和智力得分更高,且大脑结构也有变化,同时还发现早期 MFGM 补充与肠道微生物成熟和神经发育有关。不过,现有研究存在诸多局限性,如配方奶粉 MFGM 成分细节有限、常添加其他成分影响可比性,且未充分调整混杂因素。
认知功能
随着年龄增长,大脑细胞膜中磷脂的消耗与认知能力下降相关,从正常的年龄相关变化到轻度认知障碍和痴呆等严重疾病。这使得 MFGM 作为预防和管理年龄相关认知下降的潜在营养干预手段备受关注。临床前研究发现,MFGM 可改善啮齿动物模型的海马胰岛素抵抗、增强空间工作记忆、调节海马微小核糖核酸(miRNA)表达等。在人体临床试验中,虽研究有限,但也有积极发现。例如,一项针对 65 岁以上成年人的试点研究表明,每天饮用 200ml MFGM 强化牛奶饮料 14 周,可改善女性的言语情景记忆;一项随机、双盲、安慰剂对照试验发现,MFGM 补充剂可降低 25 - 60 岁中度压力成年人的压力评分;另一项在健康成年男性中的 RCT 显示,饮用牛奶磷脂饮料 6 周,在心理社会压力期间对反应时间和主观精力唤醒有小的益处,但对工作记忆无影响。目前,关于膳食 MFGM 摄入对认知影响的研究还需更多大规模人体 RCT,尤其是针对临床老年人群的研究。
骨骼肌与虚弱
肌肉减少症是一种与年龄相关的进行性骨骼肌疾病,肌肉力量丧失是导致不良后果的主要因素。理论上,MFGM 中的鞘脂和磷脂可减少衰老过程中的神经肌肉退化,尤其是与运动干预结合时。临床前研究发现,MFGM 补充剂与运动结合可抑制衰老小鼠的年龄相关神经肌肉接头改变,改善运动协调和身体性能。在人体研究中,针对老年日本女性的 RCT 显示,每日补充 1g MFGM 3 个月,对楼梯踏步运动无额外益处;另一项针对 60 - 74 岁轻度膝痛或下背痛成年人的研究表明,MFGM 和葡萄糖胺联合补充 8 周,可改善关节活动范围和身体性能指标。近期一项针对老年人的 8 周抗阻训练 RCT 发现,MFGM 组在最大力量提升的同时,运动单位放电率更高且募集模式独特;在健康年轻成年人的试点研究中,4 周运动训练结合含 160mg 鞘磷脂的 MFGM 补充剂,可增加垂直跳峰值功率,虽最大肌肉力量无显著差异,但表明 MFGM 可能通过增强神经肌肉功能改善爆发力,这对平衡、跌倒风险和运动表现有重要意义。未来研究应关注力量发展速率和运动单位募集的肌电图测量,同时可考虑摄入富含 MFGM 的高蛋白全乳制品。
心脏代谢健康
MFGM 及其成分在心脏代谢健康方面受到关注。鞘磷脂可通过减少肠道腔胶束中胆固醇的溶解和结合胰辅脂酶抑制胰脂肪酶活性,从而抑制胆固醇吸收。临床前小鼠研究显示,牛奶鞘磷脂可增加双歧杆菌属的流行率,对肠道微生物群产生积极影响。近期两项荟萃分析分别对 6 项和 10 项成人 RCT 进行研究,发现 MFGM 和鞘磷脂补充剂可降低总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平,部分研究还发现可增加高密度脂蛋白胆固醇水平。然而,这些研究主要针对健康人群,无法直接外推至慢性心脏代谢疾病患者,且多数 RCT 持续时间较短(4 - 8 周)。
结论
牛 MFGM 作为具有潜在健康和机能益处的功能性成分,在多个研究领域备受关注,其开发利用有助于提升牛奶供应链价值,尤其是增加酪乳等副产物的附加值。但目前 MFGM 成分受多种因素影响存在差异,行业内术语和成分定义缺乏共识,临床研究在干预形式、持续时间和健康结局评估等方面存在异质性,限制了对其健康益处的深入理解。因此,需要开展长期、精心设计的试验,进一步明确 MFGM 成分的剂量、来源和组成,以充分揭示其在不同生命阶段的健康益处,推动相关研究和新产品开发。