MFGM（含糖蛋白等成分的乳脂球膜）-趣爱秀

球膜介绍

MFGM乳脂球膜以一种微小的球状物存在于奶中，直径大约为0.2 μm~15 μm ,外面被一层很薄的膜所包围，这层膜被称为乳脂肪球膜(MFGM),它的横截面大约为10nm-20nm（纳米）,起着乳化剂的作用并阻止乳脂肪球的聚合和酶退化。MFGM包含复杂的蛋白混合物、酶、中性脂和极性脂，人们普遍认同其是由蛋白磷脂膜构成的三层膜结构。

由于MFGM乳脂球膜稳定结构不仅在乳清屏障界面中发挥着重要作用，还控制着多种物理和酶化学反应速度。所以有研究指出，MFGM中的蛋白质及脂质的特性能提高婴幼儿神经系统和免疫系统的生长发育。但是乳腺分泌以及牛乳后续的加工处理过程，都会引起MFGM发生变化。此外，其乳化性及稳定性也使其在食品与非食品领域的应用受到越来越多的关注。

发现与来源

MFGM的形成与母乳中的乳脂分泌过程紧密相关：乳脂肪球从乳腺细胞释放到母乳的过程中，通过细胞膜时，被三层磷脂层包裹，这种三层磷脂分子层统称为MFGM这一特别的分泌过程，能将母亲自身细胞表面的膜结合蛋白、糖类和脂质，收集并转移进入母乳。该泌乳过程发生在所有类型哺乳动物的母乳生成中，包括人类和牛等。

成分与结构

MFGM主要成分为膜特异性蛋白质、糖蛋白、磷脂、神经鞘脂类。但由于所使用的分离、纯化和分析技术有较大差异，因此关于MFGM组分的结果未达成一致。MFGM的基本组分如表1所示。

MFGM

从脂核向外看，MFGM包含内单层的极性脂和被细胞内的脂肪小滴所包围的蛋白，一个电子密集的蛋白外套位于双分子层膜的内表面最后形成真实的极性脂和蛋白双分子膜。细胞质产生在内部外套和外部双膜层之间形成“细胞质月牙”。MFGM中的大部分膜来自分泌细胞顶点上的质膜。对于这种膜最能接受的模型是流动的镶嵌模型。这种模型表明磷脂双分子层膜作为膜的中枢，以一种流体的状态存在，外围的膜蛋白部分的镶嵌或松散的结合在双分子层膜上。膜蛋白横穿脂双分子层膜，来自醣脂类和醣蛋白的一部分碳水化合物露在外部，胆固醇出现在极性脂双分子层膜中。

MFGM

如何分离和纯化乳脂球膜

分离MFGM的步骤主要有4步：脂肪的分离、脂肪清洗、乳脂球膜从脂肪球中释放和乳脂球膜的收集。首先，可以通过离心和小型奶油分离机分离奶中的脂肪。第二步，用3-5倍体积的蒸馏水或去离子水洗涤奶油3次，也可以用蔗糖、盐溶液（如KCl）洗涤，目的是去掉游离的酪蛋白和乳清蛋白。通常情况下，加入清洁剂或分离剂可以促进洗涤效果。近年来，脱脂乳超滤液也可以用做洗涤溶液。在分离脂肪球之前，如果奶是悬浮在洗涤液中可以减少洗涤次数。第三步奶油洗涤完后，MFGM可以通过搅乳从甘油三酸酯脂肪核中释放出来进入水相，在还原温度下搅拌或通过反复的溶解-冷冻也可以使MFGM释放出来。另外，通过利用极性对质子惰性溶剂、胆汁盐或非离子型洗涤剂也可以使MFGM直接释放出来。直接提取可导致MFGM得率偏低，应用化学物质的浓度、提取的时间和温度也可以造成MFGM组分在一定程度上发生变化。最后，从酪乳和奶油乳清中释放出来的MFGM可以通过超速离心、冷冻干燥和微滤收集起来。两种组分，上清液和悬浮的MFGM小球可以通过超高速离心获得。MFGM悬浮液也可以在较低pH(4.6)和用饱和硫酸铵溶液沉淀出来，然后通过离心分离出来。

总的提取路线如图2所示。

MFGM

生理功用

1 对大脑、认知、和行为发育的益处

母乳中MFGM乳脂球膜的一个重要作用，就是支持神经髓鞘的形成，并进而支持大脑的发育。在中枢神经系统，MFGM乳脂球膜的关键成分也是髓鞘的重要成分，它能使神经轴突绝缘，并维持神经信号的有效传导，有助信号传递快速、完整，避免信号损失，让大脑反应灵敏。

人全身的神经纤维总长度甚至可以绕地球4周多，在这么长的神经纤维上，各种信号的传导速度必须足够快，才能反应灵敏。在MFGM乳脂球膜的参与下，神经被髓鞘包裹“绝缘”，因此神经信号能传导得快：被髓鞘完全包裹的正常神经纤维上，最快的信息传导速度可超过111米/秒！而未被髓鞘完全包裹的神经上，信号则传导得慢；二者可以通俗地想象为袋鼠跳和蜗牛爬的速度差别。

2乳脂球膜改善代谢模式

流行病学资料以及动物模型的研究显示，婴幼儿早期的营养供给与成年后代谢性疾病的发生有密切关联，该观点被称之为代谢程序化。观察性研究显示，配方粉喂养儿较母乳喂养儿在成年后有更高的代谢性疾病风险；配方粉喂养儿早期体格增长较快，可能导致成年后超重、Ⅱ型糖尿病[4－5]、高血压和高血脂。比较母乳喂养和配方粉喂养儿血浆胆固醇变化轨迹发现，母乳喂养组在婴幼儿早期血浆总胆固醇和LDL－胆固醇较高，而儿童期的血总胆固醇和LDL－胆固醇较配方粉喂养组低，推测该胆固醇代谢规律可能与成年期代谢性疾病有关。Timby等开展的随机对照双盲实验还评价了MFGM 对婴儿心血管风险标志物的影响，240名<2月龄的婴儿随机分为3组，分别接受普通配方奶、添加牛LacprodanMFGM－10的配方奶和纯母乳喂养，持续4个月，添加MFGM 的配方奶在单位体积能量、蛋白质和脂肪酸构成方面接近普通配方奶，但含有较高的磷脂和胆固醇。分别在4、6和12月龄评价心血管风险标志物，结果表明在干预期间添加MFGM组的总血浆胆固醇高于普通配方奶粉组，达到母乳喂养儿水平，但干预结束6个月后两个配方奶组的差异消失；整个研究期间LDL/HDL比值与普通配方奶组无差异，但低于母乳喂养组，作者认为添加MFGM使得婴儿血浆总胆固醇水平更接近母乳。

3减少中耳炎累积发病率

Timby等将160名<2月龄婴儿随机分为补充MFGM 的低能量/低蛋白实验组（能量60kCal/中国儿童保健杂志2016年01月第24卷第1期　CJCHC　JAN．2016，Vol　24，No．1 45 100ml，蛋白为1．20g/100ml）和普通配方奶组（能量66kCal/100ml，蛋白1．27g/100ml）喂养至6月龄，80名母乳喂养的婴儿作为对照。追踪至12月龄，发现试验组的急性中耳炎的累积发病率为1%，低于对照组的9%（P=0．034），实验组婴儿退热药使用明显低于不添加MFGM 配方奶的对照组。他们的研究还发现，添加MFGM 配方奶的婴儿对10价肺炎疫苗的免疫应答增强。

4减少发热天数和减少退烧药使用频率

Veereman－Wauters等对253名儿童的前瞻性随机双盲对照试验也有类似的结果，连续6个星期饮用添加MFGM 的配方奶后，儿童发热（>38．5℃）的天数和<3d的短期发热均少于饮用未添加MFGM 配方奶的儿童。

根据对照组对比，与标准配方奶粉组相比，MFGM组使用退热药频率降低（从43%下降至25%），纵向患病率显著降低。

5减轻腹泻严重程度

轮状病毒或其他病原体导致的急性胃肠道感染是5岁以下婴幼儿发病及死亡的主要原因，尤其在发展中国家。母乳喂养可减少这种严重的胃肠道感染疾病的发生或减轻其症状。近年来发现乳脂球膜可以减少轮状病毒、幽门螺杆菌和大肠杆菌等在肠道的定植或侵入，被认为可能为母乳的保护机制之一。与乳汁中其他蛋白不同的是，MFGM 中含有大量高度糖基化的糖蛋白，具有与母乳其他蛋白不同的生物活性。秘鲁一项随机对照双盲试验研究中，在6～11月龄婴儿每天40g的辅食中添加不同来源的蛋白质，实验组蛋白中含有MFGM 蛋白，对照组给予脱脂乳蛋白，追踪6个月观察婴儿的腹泻发生率、贫血和微量元素

水平。两组的血红蛋白含量、血清铁蛋白、锌含量和叶酸含量无差异，但腹泻的发生率存在明显差异，分别为3．84%和4．37%（P<0．05）；校正贫血水平和饮用水卫生等因素后，补充MFGM 蛋白可降低腹泻的发生（OR=0．54，P=0．025）

6 提高包括对HIV感染的免疫

有研究发现嗜乳脂蛋白能够调整致脑炎T 细胞对髓磷脂少突细胞糖蛋白的应答。这些发现表明食用富含MFGM 较多的奶产品可能通过调整髓磷脂少突细胞糖蛋白对病原体的应答从而提高对自身的免疫作用。MFGM 中的粘蛋白在抗感染免疫机制中也起到重要作用，粘蛋白可以与树突细胞（DC）特异细胞间粘附分子3 非整合素（DCSIGN）结合，阻断DC－SIGN介导的HIV 感染CD4阳性的T细胞，进而阻断HIV感染，粘蛋白O端糖链在抗HIV感染过程中具有重要作用。以往认为母乳中IgA为主要保护机制，但目前发现，母乳中IgA可能主要反映了长期母体免疫记忆。而母乳的粘蛋白通过直接干扰病原体与糖聚合物的黏着，阻止病原体，尤其是某些突变的病原体与碳水化合物受体结合，与母乳中IgA共同发挥保护作用

总结与结论

基于过去和现在对于母乳的研究加深了我们对于母乳的成分、作用、变化性以及婴儿对母乳的需要的理解。相当多的研究都表明MFGM乳脂球膜在人乳和牛乳中呈现复杂独特的结构，是多种生物活性化合物的来源之一，也有越来越多的证据证明了MFGM乳脂球膜的安全性和功效。临床前研究已表明了由MFGM衍生的生物活性成分对大脑的结构和作用、对肠道的发育和免疫防御的有利影响。同样，儿科临床试验已报告说明了MFGM乳脂球膜对认知能力以及免疫情况的有利影响。在给从早产儿到学龄前的年龄段人口的饮食中，补充MFGM乳脂球膜，已证实对儿童的认知能力、行为、肠道菌群组成、发热发病率、细菌感染疾病（包括腹泻和中耳炎）都有临床上的改善作用。

当前对MFGM乳脂球膜中存在的主要蛋白质的分离鉴定及生物学功能研究取得了显著进步。应用微滤分离工艺从酪乳中提取脂肪球膜，实现规模化生产基本可行，但仍存在问题，即使温和的加工处理条件，也很容易引起脂肪球膜蛋白的变性与凝聚，影响其功能特性。因此，仍需要进行分离提取工艺的改进研究。脂肪球膜特定成分对人类健康的作用备受关注，需要进行更深入的研究。

随着更多临床证据的出现，乳脂球膜将会作为类脂和多种活性蛋白的来源添加到婴幼儿食品中，以获得更好的喂养效果。