功能性氨糖牦牛乳制品的开发前景

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摘要：氨基糖作为一种碱性糖，具有特殊的理化性质和生物学作用，在医药、食品、化工、农业及环保等方面均有广阔的应用前景，牦牛奶因为其纯净绿色的奶源及其丰富的营养越来越受到人们的关注。功能性乳制品是当今乳制品开发的重要方向，本文介绍了氨基糖的生理功效及以氨基糖为营养因子开发功能性牦牛乳制品的发展前景。

关键词：氨基糖牦牛奶生理功能

1 牦牛奶营养特性分析

品质纯净的奶源环境造就了绿色的牦牛奶，在氧气稀薄的世界屋脊，牦牛生长在无农药、抗生素及其他化学品污染的青藏高原，具有抗寒、耐缺氧、高免疫性和抗逆性的特点。与普通牛乳相比较，牦牛乳具备以下生物学特点：高浓度、高比重、高含量的营养物质。牦牛乳含有18 种氨基酸，其中有8 种人体内不能合成的必需氨基酸，比普通牛乳高15％；钙元素比普通牛乳高15％；维生素A比普通牛乳高6％；微量元素、乳铁蛋白和溶菌酶也很丰富。据报道，牦牛乳中功能性脂肪酸约为10%，比牛乳高出3%，除亚油酸之外其它功能性脂肪酸都在牛乳的2倍以上，其中EPA、DHA 是牛乳所不具有的。同时含有CLA（共扼亚油酸），即抗动脉粥样硬化因子，它能降低人体血液中胆固醇、甘油三脂和低密度脂蛋白水平，具有抗动脉粥样硬化、调节血糖、提高骨密度等多种重要生理功能，同时还能提高骨骼密度，防治糖尿病等多种重要生理功能，对减肥和改善肌肉组织有重要作用。特别适合于高强度脑力劳动者、运动员群体、抵抗力虚弱人群、长期接受治疗的病患者、孕妇及哺乳期婴幼儿等特定人群。

2 功能性乳制品市场的发展现状与趋势[1]

近年来，中国的乳品加工业快速发展，成为食品工业中增长最快的行业，不仅乳制品的产量和销售额大幅提高，乳制品的品种也日渐丰富。但是，产品的同质化引起的价格战最终导致了行业利润的逐年下降。在此前提下，依靠技术优势来提高自己产品的附加值就成为各大企业提高利润率的当务之急。因此，近几年国内各种功能乳制品纷纷出现，如益生菌酸奶、营养强化奶、婴幼儿配方奶粉等等。这些产品也成为各个企业的新的利润增长点。

中国功能性乳制品的开发与国外还存在一定差距。这一方面是因为功能性原料种类少，目前功能性的原料基本依靠进口，价格昂贵。多数企业不具备自主开发的能力。另一方面是由于经济条件和消费意识的影响，功能性乳制品还未真正得到市场认可，价格比普通的乳制品贵很多，因此很难得到大多数消费者的青睐。因此，提高功能性乳制品的研究水平，开发具有自主知识产权的功能性乳基料、益生菌菌株，降低产品成本，成为急需解决的问题。对乳制品进行成分调整也是功能性乳制品的一个重要的发展方向。

3 功能性低聚糖在乳品行业中的应用

3.1 功能性低聚糖带给乳品的优势[2]

功能性低聚糖是由2～10个相同或不同的单糖，以糖苷键聚合而成，具有糖类某些共同的特性，可直接代替糖料，作为甜食品配料。但不被人体胃酸、胃酶降解。不在小肠吸收，可到达大肠部位，具有促进人体双岐杆菌的增殖等生理功能的一类寡糖。功能性低聚糖最为重要的作用是活化肠内双歧杆菌，并促进其生长繁殖，同时抑制肠道中致病菌的生长，从而为人体带来更多的健康效应。

（1）强化乳品中有益菌的作用。很多的酸奶、乳酸菌饮料、益生菌颗粒类的乳品中含有一定的有益菌，如双歧杆菌、乳杆菌等。经过人体消化，产品中的有益菌数量及活性将大打折扣，这时功能性低聚糖的益生元作用就凸显出来了。因为功能性低聚糖可选择性地增殖有益菌，增强有益菌的数量和活性，将乳品中的益生菌和益生元相结合，也就是常说的“合生元”。合生元通过提高活菌制剂在肠道中的存活和定植，通过选择性地促进一个或有限几个有益机体健康的细菌的生长和代谢活性，给宿主带来有益的影响。

（2）强化乳品中钙镁等矿物质吸收。经过大量研究证实，服用含功能性低聚糖的食品可以提高人体对钙、镁、锌和铁的吸收。其作用机理可能是此类益生元被发酵生成了有机酸，导致肠道pH值下降，使在通过小肠时形成的钙、磷酸盐、镁构成的复合物发生溶解而容易吸收。也有的假设是由于钙被修饰成为低电荷量的钙-氢复合物，更容易通过粘膜所致。此外，补钙牛奶及其他产品均可通过添加功能性低聚糖来为产品升级换代，增强人体对矿物质的吸收能力。

（3）强化乳品中的维生素吸收。功能性低聚糖能促进双歧杆菌的增殖，从而有利于双歧杆菌合成更足量的多种B族维生素（B1、B2、B6、叶酸等）及维生素K、尼克酸等。因而人体在摄取外源维生素的基础上，再依靠双歧杆菌所合成的维生素，即可达到全面补充维生素的目的。

（4）强化乳品中食物纤维的润肠排毒。食物纤维如谷物纤维、水果纤维的润肠通便作用已为广泛认可，而食物纤维与功能性低聚糖的润肠作用相比各有侧重，前者在大肠中的酵解很少，主要作为排泄物的承载体，而后者在大肠中更易被酵解，生成各种有机酸，使肠道pH值降低，便于肠道的蠕动，主要起着剂的作用。食物纤维的硬物质特性和功能性低聚糖的软物质特性成为润肠排毒的最完美组合。

3.2 氨基糖的生理功效

氨基糖是一种典型的功能性低聚糖，通常是指氨基单糖及氨基寡糖的统称（结构见图1），例如壳寡糖。它是亲水性极强的蛋白多糖的重要组成部分，能合成人体中的胶原蛋白，极易被人体吸收。由于氨基糖同时具有游离的氨基和羟基，它对人体的作用引起生物医学界的高度重视，其生物学功能涉及免疫调节、抗肿瘤、降血脂、调节血糖、改善肝脏和心肺功能及其它多种生理功能，在药品、保健品、医药用品、生活用品、生物农药及饲料等影响人类健康的诸多方面均展现出独特的魅力。

3.2.1 提高机体免疫力[3]

直接活化巨噬细胞、自然杀伤细胞（NK细胞）、攻击肿瘤细胞（LAK细胞）、B淋巴细胞、T淋巴细胞的活性，激活补体系统，增强机体免疫功能，消除体内有毒有害因子，利用机体自身的免疫力去战胜体内各种致病因子。人类80%的疾病都与免疫机能的退化和失调有关，氨基糖分子进入人体后，形成阳离子基团，与人体细胞有亲和性，能够通过细胞免疫，体液免疫和非特异性免疫等多条途径全面提高人体免疫力。同时，氨基糖可直接作用于人体中枢免疫器官造血干细胞，使免疫细胞在分化过程中数量增加、质量提高，从根本上调节免疫功能。

3.2.2 抗肿瘤活性

氨基糖能够抑制肿瘤血管内皮细胞的生成，使癌肿的毛细血管不能加长，癌肿不能向周围组织浸润或转移，因而能够作为早期癌肿的治疗药物。癌细胞增殖时能够放出癌毒素，此毒素作用于脑，使机体失去食欲，身体消瘦，氨基寡糖有抑制癌症毒素的作用，并能减轻癌症患者放疗、化疗过程产生的不良反应。氨基寡糖是带正电荷的膳食纤维，而癌细胞表面的糖链都是带负电荷的，氨基寡糖会在癌细胞表面形成密集的包裹体，并且吸附癌细胞，起到如下作用：

（1）杜绝癌细胞的养分供应，使其分裂减少，制约癌细胞的分裂条件。

（2）减少癌细胞代谢产生的酸性废弃物，从另一方面改善癌细胞周围的酸性环境，创造一个癌细胞很难生存和分裂转移的环境条件。

（3）减少癌细胞向周围释放各种酶（溶脂酶、水解酶、蛋白酶等），减少因各种酶对周围健康细胞的催化与腐蚀。

另外，氨基糖能中和肿瘤周围的酸性物质，激活人体中抗癌作用的免疫细胞，起到配合化疗、改善病症、减轻痛苦、延长生命等作用。

3.2.3 促进双歧杆菌增值，调节肠道菌群平衡，改善胃功能肠功能

当今社会，人类的饮食日趋精细化，各种肠道疾病成为一大困扰。医学研究已发现，肠道中细菌的种类、数量和定居部位是相对稳定的，它们相互协调、相互制约，共同形成一个生态系统，其中双歧杆菌对维持人体健康具有重要作用，是人类肠道菌群中唯一的一种既不产生内毒素又不产生外毒素，无致病性且具有多种生理功能的有益微生物。然而，随着年龄的增大，人体肠道内的双歧杆菌有减少甚至消失的趋向；另外，由于抗生素的广泛使用、放疗或饮食不当等各种因素，也会使正常的肠道菌群受到破坏。直接补充双歧杆菌、乳酸杆菌等外源性活菌制剂虽能起到一定的作用，但由于胃酸和胆汁的抑制及杀伤作用，使用效果并不是很好。而氨基寡糖作为一种功能性低聚糖，是一种优良的双歧杆菌促生物质(双歧因子)。它能经过胃和小肠不被吸收而达到大肠，成为双歧杆菌的同化物并促进其增殖生长。若通过食用摄取氨基寡糖使双歧杆菌等有益微生物在肠道中自然增殖，其效果显然比服用活菌制剂要安全和有效得多。研究表明，壳寡糖应用于乳制品，可使双歧杆菌增生120倍[4]。

3.2.4 降低血脂、血压及血糖

血脂升高是心脑血管疾病的主要因素，氨基寡糖具有降血脂的作用，一方面通过产品带正电荷碱性氨基在负电荷脂肪滴周围构筑一层屏障，使脂肪油滴不能被机体消化吸收而排除体外，另一方面阻碍胆固醇的吸收，食物中的胆固醇须在体内胆汁酸的作用下才能在肠道中吸收，氨基寡糖能与胆汁酸结合，使粪便中胆汁酸的排泄量增加，胆固醇无胆汁酸存在，则不能转化为胆固醇酯，减少吸收。医学研究已经证明高血压和血Cl-含量密切相关，氨基糖能与Cl-结合，降低血Cl-使血管紧张素转化酶活性降低，血管紧张素形成减少，体内缓激肽增加，血管扩张，起到降血压作用。

糖尿病人体液呈酸性（糖代谢障碍与脂质代谢产生酮体），使胰岛素敏感性下降。氨基糖可调节体液pH上升作用，从而扼制上述现象，而有利于增强胰岛素敏感性而改善糖代谢，降低血糖。

3.2.5 调节体液酸碱平衡及内分泌

人体的最佳PH值应当是呈现弱碱性的，正常人体的PH值应当是7.4，当人体处于正常的弱碱性时，机体免疫力强、生病机率较少。现代人由于饮食结构的不合理，过多的吃大量高热量高脂肪的食物，人体的酸碱平衡就会被破坏，人体就会呈现酸性体质。而氨基寡糖是一种带正电荷的碱性糖，它带有的正电荷可以排斥走带有正电荷的酸性物质。它的碱性又可以帮助人体调节PH值为弱碱性。另外，氨基寡糖对植物神经系统和内分泌系统有良好的调节作用。氨基寡糖可消除人体氧负离子自由基，保护组织细胞免受伤害，延缓细胞衰老过程。

3.2.6 治疗骨关节炎特效[5-7]

氨基糖是软骨基质中合成蛋白聚糖所必需的重要成分。蛋白聚糖可以通过抑制胶原纤维的拉伸力来使关节软骨具有吸收冲击力的功能。在关节退行性疾病的早期，聚集葡萄聚糖的生物合成是增加的；在疾病的后期，则相反。由此导致软骨的弹性不断减弱并逐渐出现关节炎的诸多症状。氨基单糖可刺激软骨细胞产生具有正常多聚体结构的糖蛋白，抑制一些可损害关节软骨的酶(如胶原酶)，防止皮质激素及某些非甾体抗炎药物对软骨细胞的损害及减少损伤细胞的内毒素因子的释放。在关节炎的发展进程中，补充外源性的氨基葡萄糖可能起到有益的作用。在体外试验中，如果补充了氨基葡萄糖，形成软骨的多形细胞就可以合成更多的聚集葡萄聚糖。在关节炎的动物模型中，氨基葡萄糖也具有抗氧化作用，抑制损伤细胞的超氧化物自由基的产生。通过上述途径，氨基葡萄糖发挥直接抗炎作用，缓解骨关节炎的疼痛症状，改善关节功能，并可阻止骨关节炎病程的发展。

3.2.7 其他生理功能

（1）强化肝脾功能。氨基糖有利于脂质代谢而保护肝脏不发生脂肪肝。氨基糖与干扰素并用，可促进肝炎病毒抗体的产生，而有利于防治肝炎。氨基糖有强化醛脱氢酶活性作用，从而对嗜酒者肝内的乙醇氧化成毒性较强的乙醛，后者再氧化成二氧化碳和水，从而缓解乙醇对肝损伤有保护作用。

（2）排出体内毒素、重金属及脂肪。重金属在体内积蓄易造成神经性病变、器官功能失调等后遗症。而由于氨基寡糖分子中羟基、氨基的存在，它可以依靠氢键或盐碱形成具有类似网状结构的笼形分子，非常容易和金属离子发生配位作用。对金属离子有一定的配位作用，从而能有效的吸附或螯合体内的重金属离子。氨基糖能够与食物中带负电荷的脂肪附着结合，使脂肪不能在体内消化吸收而直接排出体外。同时它的热量低，为需要减肥人士、肥胖人士、低血糖患者提供了新的糖源。

（3）促进钙、镁、铁等矿物质吸收。促进食物中钙、铁、锌等矿物质及蛋白质的消化吸收，改善营养不良，促进发育及预防骨质疏松症。

（4）美容作用。预防及改善由于体内毒素而引起的皮肤性疾病，可防止面疮、黑斑、雀斑、青春痘、老人斑，使皮肤亮丽、老化减缓。

（5）防龋齿。不被突变链球菌等口腔微生物利用，具有防龋齿功效。

4 添加氨基糖的功能性牦牛乳制品开发意义

牦牛奶的营养及独特的功能因子赋予了它普通牛奶无法比拟的抗疲劳、补充钙质等的功能，而氨基糖美容养颜、抗疲劳及修复关节损伤的功能也得到了国内外大量研究的验证，因此，开发以氨基糖为主要功能因子的功能性系列牦牛乳制品必将有广阔的市场前景。