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人乳是婴儿营养的黄金标准。本研究旨在开发一种基于骆驼乳(CM)脂肪的人乳脂质模拟物,其脂肪酸(FA)组成、结构特性和体外消化特性比传统植物油基配方更接近人乳脂肪。研究人员通过计算优化模型将CM脂肪与葵花籽油、菜籽油、棕榈仁油、鱼油及1,3-二油酰-2-棕榈酰甘
人乳是婴儿营养的黄金标准。本研究旨在开发一种基于骆驼乳(CM)脂肪的人乳脂质模拟物,其脂肪酸(FA)组成、结构特性和体外消化特性比传统植物油基配方更接近人乳脂肪。研究人员通过计算优化模型将CM脂肪与葵花籽油、菜籽油、棕榈仁油、鱼油及1,3-二油酰-2-棕榈酰甘油(O/P/O)进行物理混合,以近似埃及人乳的总FA和sn-2 FA谱。将所得配方(IFCM)与三种商业配方和人乳进行比较,通过气相色谱分析总FA和sn-2 FA、相似性指数、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)特性及动态体外胃肠消化(包括脂肪分解程度和游离FA释放)。IFCM含有29种可检测脂肪酸,与人乳匹配且超过商业配方(≤19种),并将与人乳的脂肪酸不匹配数减少至11种(商业产品为12–19种)。总饱和脂肪酸达50.99%,sn-2棕榈酸达34.76%,比商业配方更接近人乳。120分钟时肠道脂肪分解率为66.47%(人乳为69.93%,商业配方为60.28%–65.43%),且IFCM的FTIR和DSC谱与人乳更吻合。将CM脂肪与选定油脂结合,使婴儿配方在组成和结构相似性及体外脂质消化方面优于传统配方。IFCM是极具潜力的人乳脂模拟物候选者,值得开展体内研究以评估其对婴儿生长、矿物质吸收及代谢结局的影响。
研究背景与意义
人乳是婴儿营养的黄金标准,母乳喂养对母婴健康具有多重益处。然而,全球0–6月龄婴儿纯母乳喂养率仅44%,婴儿配方(IF)成为重要替代。现有IF存在脂肪酸(FA)组成与位置分布差异、极性脂质比例低、乳脂肪球膜尺寸偏差等问题,且牛乳过敏在婴幼儿中患病率达2%–3%,影响配方脂肪的功能性与仿生度。人乳脂肪的FA谱受母体饮食、遗传、泌乳阶段等多因素影响,精准模拟极具挑战。
骆驼乳(CM)脂肪因不饱和脂肪酸比例较高、sn-2位棕榈酸分布更接近人乳,被视为潜在牛乳替代物。既往研究多聚焦CM作为替代乳源或单一组分特性,缺乏将其与植物油、结构脂质系统优化以同时匹配人乳总FA和sn-2 FA谱的研究,亦少见成分分析与结构表征、动态消化的整合。为此,研究人员开展本研究,开发基于CM脂肪的人乳脂模拟物,相关成果发表于《Frontiers in Nutrition》。
主要技术方法
研究队列包括25份埃及健康产妇成熟人乳样本(赞加齐格大学医院采集)及中国本地新鲜CM。商业配方(IF1–IF3)购于埃及市场。通过计算优化模型,将CM脂肪与葵花籽油、菜籽油、棕榈仁油、鱼油及1,3-二油酰-2-棕榈酰甘油(O/P/O)物理混合,以埃及人乳总FA和sn-2 FA谱为目标,确定最佳配比。采用气相色谱分析总FA和sn-2 FA,结合相似性指数、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)及动态体外胃肠消化模型(含脂肪分解率与游离FA释放)评估IFCM、商业配方及人乳的差异。
研究结果
2.1 化学试剂与标准品
研究中使用的试剂与标准品包括兔胃提取物(RGE-15U,脂肪酶活性≥15 U/mg)、猪胆盐、O/P/O、猪胰脂肪酶(II型)、硅胶板及37种FA甲酯标准混合物(C4–C24)。
2.2 人乳与婴儿配方样本
人乳样本来自埃及25名25–35岁健康产妇的成熟乳,采集后经冰盒运输至江南大学;CM为中国本地新鲜乳,采集后10小时内低温运至实验室(-80°C保存)。商业配方IF1、IF2、IF3分别含大豆油/葵花籽油/椰子油、高油酸葵花籽油/椰子油/大豆油、高油酸葵花籽油/大豆油,均用于6–12月龄婴儿。
2.3 物理混合制备新型婴儿配方
基于埃及人乳FA谱及美国农业部指南(DHA占总FA 0.2%–0.5%,ARA≥DHA),将CM脂肪与葵花籽油、鱼油、菜籽油、O/P/O、棕榈仁油按优化比例混合。通过加权算术均值计算每个FA的贡献,利用经验证的物理混合模型预测总FA和sn-2 FA谱,确定最佳配比(Supplementary Tables 2–4)。
3.1 总脂肪酸组成
IFCM含29种可检测FA,与人乳一致(商业配方≤19种),总饱和脂肪酸(SFA)达50.99%,更接近人乳(约54%) compared to 商业配方(约45%–48%)。单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)比例亦更匹配人乳。
3.2 sn-2位脂肪酸分布
IFCM的sn-2棕榈酸占比34.76%,显著高于商业配方(约25%–30%),接近人乳(约35%–40%)。sn-2位油酸、硬脂酸比例亦更贴近人乳,优化了TAG结构。
3.3 脂肪酸相似性指数
IFCM与人乳的FA不匹配数为11种,低于商业配方的12–19种,表明其组成更接近人乳。总FA谱相似性指数(0.92)高于商业配方(0.78–0.85)。
3.4 FTIR与DSC分析
FTIR显示IFCM的酯羰基(C=O)吸收峰(1745 cm?1)位置和强度介于人乳与植物油之间,更接近人乳。DSC曲线显示IFCM的熔融峰(-25°C至-15°C)与结晶峰(-35°C至-25°C)与人乳更吻合,表明其晶体结构和相变行为更接近人乳脂肪。
3.5 动态体外胃肠消化
120分钟时,IFCM肠道脂肪分解率为66.47%,接近人乳(69.93%),高于商业配方(60.28%–65.43%)。游离FA释放量随时间变化与人乳趋势一致,表明其消化特性更接近人乳。
讨论与结论
本研究通过整合配方优化、成分分析、结构表征及动态消化,证明CM脂肪与选定油脂的物理混合可制备出组成、结构及消化特性更接近人乳脂肪的IFCM。其高SFA、sn-2棕榈酸比例及优化的TAG结构,结合与人乳匹配的FTIR、DSC和消化曲线,使其成为有潜力的人乳脂模拟物。未来需开展体内研究验证其对婴儿生长、矿物质吸收及代谢结局的影响。
研究结论指出,基于骆驼乳脂肪的配方在组成和结构相似性、体外脂质消化方面优于传统植物油基配方,是极具前景的人乳脂替代品候选者,值得进一步评估其体内功效。