A2型β-酪蛋白的营养优势及其生物活性综述
作者: 黄彦斌,王锟,代啸萍,杨志红,潘道泉摘 要:β-酪蛋白基因型可分为A1型和A2型两种主要类型。与A1型相比,A2型β-酪蛋白消化时不会产生对肠道有刺激作用的生物活性肽段,消化吸收性更好,具有一定的营养优势。这也使得A2型β-酪蛋白奶产品表现出相对更好的抗氧化稳定性、降低I型糖尿病发病风险、改善炎症反应等优良品质。凭借营养优势和独特品质特征,A2型β-酪蛋白有助于推动乳品工业朝高质量、多元化、功能化方向发展,满足消费者日益增长的优质乳品需求。
关键词:A2型β-酪蛋白;营养优势;乳品质量
A Review of the Nutritional Advantages and Biological Activity of Type A2 β-Casein
HUANG Yanbin, WANG Kun, DAI Xiaoping, YANG Zhihong, PAN Daoquan
(Beidahuang Wondersun Dairy Co., Ltd., 93 Branch, Heihe 161441, China)
Abstract: β - casein genotypes can be divided into two main types: A1 type and A2 type. Compared to A1 type, A2 type β - casein does not produce biologically active peptides that have a stimulating effect on the intestine during absorption and digestion, and has better digestive and absorption properties, which means certain nutritional advantages. This also enables A2 type β - casein milk to show relatively better antioxidant stability, reduce the risk of type I diabetes and improve inflammatory response. With its nutritional advantages and unique quality characteristics, A2 type β - casein helps to drive the dairy industry towards high-quality, diversified, and functional development, meeting the growing demand for high-quality dairy products from consumers.
Keywords: A2 type β - casein; nutritional advantages; dairy quality
乳制品作为人类重要的营养来源,其营养健康品质一直受到高度重视[1-2]。其中,乳蛋白质作为乳品的主要组成部分,不仅为人体提供了丰富的氨基酸和生物活性肽,还参与维持乳品加工过程中的特定理化性质[3-5]。因此,乳蛋白质的组分和结构对乳品的营养价值和加工适口性至关重要。在乳蛋白家族中,β-酪蛋白是含量最丰富的一种,其根据基因型的不同可分为A1型和A2型两种主要类型[6]。A2型β-酪蛋白因其独特的结构和性质被认为具有一定的营养健康优势,相关研究也不断深入[7-8]。近年来,随着人们对食品营养健康和功能性产品需求的不断增长,A2型乳制品在全球范围内发展迅速,已成为乳品行业关注的一个新兴热点[9-10]。本文系统评述了A2型β-酪蛋白的营养优势及其对乳品质量的影响,以期为A2型乳品的开发利用提供理论参考,促进乳品工业的可持续健康发展。
1 A2型β-酪蛋白的营养优势
牛奶中的蛋白质主要由酪蛋白和乳清蛋白两部分组成,其中酪蛋白占比更高,可超过80%,不仅是氨基酸的重要来源,还可以参与钙和磷等关键矿物质的输送。在人体中,酪蛋白在胃酸的作用下形成凝乳,这有助于其缓慢消化并持续释放氨基酸进入血液。酪蛋白可细分为α-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白和γ-酪蛋白,其中β-酪蛋白占比最高,可占总蛋白含量的40%[11]。β-酪蛋白有A1型和A2型两种主要的基因变异体,二者的主要区别在于第67位
氨基酸残基不同。A2型被认为是更接近早期哺乳动物牛奶中原始的β-酪蛋白类型,而A1型则是长期繁殖后的奶牛基因自然突变产物。大多数现代奶牛的β-酪蛋白基因在第67位密码子发生了由CCT到CGT的突变,导致原本编码脯氨酸(Pro)的密码子变为编码组氨酸(His)。含有His67的β-酪蛋白称为A1型,而含有Pro67的则称为A2型。
大量研究表明,A2型β-酪蛋白相较于A1型β-酪蛋白具有更好的消化吸收性。这一优势主要源于两种β-酪蛋白在消化过程中产生的生物活性肽段的差异。在人体消化过程中,β-酪蛋白会被胃蛋白酶和肠道蛋白酶逐步水解,生成多种生物活性肽段。这些肽段的种类和性质会影响β-酪蛋白的消化吸收效率[12]。A1型β-酪蛋白在消化过程中会产生β-酪啡肽-7(Beta-Casomorphin-7,BCM-7),该肽段对肠道有一定的刺激作用,可降低营养物质的吸收率[13-14]。而A2型β-酪蛋白不会生成该肽段,因此对肠道的刺激较小,消化吸收性能相对更好。更好的消化吸收性不仅有利于提高营养利用率,还有助于减轻乳制品对肠胃的不良刺激。对于一些患有慢性肠道疾病的人群,A2型β-酪蛋白可作为一种较易消化吸收的蛋白质来源。
2 A2型β-酪蛋白生物活性
2.1 抗氧化
A2型β-酪蛋白相较于A1型β-酪蛋白,具有更低的氧化趋势。脯氨酸是一种较为稳定的非极性氨基酸,而组氨酸则属于含有碱性氨基的氨基酸,其侧链中的咪唑环结构易被氧化。因此,A1型β-酪蛋白中的His67残基在一定条件下更容易发生氧化反应,降低了整个蛋白分子的抗氧化能力。较低的氧化程度使A2型β-酪蛋白在乳品加工和存储过程中表现出更高的稳定性。氧化会导致蛋白质结构改变、功能活性降低,并产生一些不利于人体健康的副产物,如蛋白质交联物和自由基等。而A2型β-酪蛋白由于氧化趋势较小,能更好地保持其理化特性和生物活性,延长乳品的货架期,提高营养价值。同时,有研究通过体外消化模拟发现,A2型β-酪蛋白牛奶对DPPH自由基的清除能力显著优于普通牛奶,表现出更强的抗氧化能力[15]。
2.2 可降低I型糖尿病发病风险
Ⅰ型糖尿病是一种自身免疫性疾病,机体自身的免疫细胞会攻击并破坏胰岛β细胞,导致胰岛素缺乏。目前,有研究发现,BCM-7可能会刺激人体产生自身抗体,从而加速胰岛β细胞的损伤,增加Ⅰ型糖尿病的风险[16-17]。尤其是婴幼儿,其对乳制品的依赖远高于成年人,也更容易吸收BCM-7,提高I型糖尿病发病风险[18]。ELLIOTT等[19-20]通过动物实验发现,AI型β-酪蛋白可在一定程度上提高小鼠的I型糖尿病发病率,A2型β-酪蛋白可改善这一症状。罗永新[21]研究了牛奶中的酪蛋白对Ⅰ型糖尿病患者血糖水平的影响,以每天饮用含有7.0 g酪蛋白的牛奶提取液的患者为试验组,以饮用生理盐水为对照组,发现在第14天和第28天,饮用酪蛋白的患者的空腹血糖和餐后2 h血糖均高于对照组,但两组的糖化血红蛋白水平没有显著差异,表明牛奶中的酪蛋白可能对Ⅰ型糖尿病患者的血糖水平有一定影响,但其具体作用机制尚不明确,需要进一步研究。目前学界对该理论仍存在一定分歧,有学者认为,摄入A1或A2型β-酪蛋白与疾病发作率并无直接关系,需要进一步的大样本、高质量的临床证据作支撑。
2.3 改善炎症反应
A2型β-酪蛋白在改善炎症反应方面展现出了一定的优势。炎症反应是机体对损伤和病原体入侵的保护性免疫反应,但过度或持续的炎症也会损害机体健康。有研究表明,A1型β-酪蛋白及其水解产生的特定生物活性肽段可诱导免疫细胞释放组胺,形成促炎作用[22]。其降解酶——二肽基肽酶-4还可参与T细胞依赖性免疫反应,介导特应性皮炎的发生[23]。而A2型β-酪蛋白在消化过程中不会产生具有促炎作用的生物活性肽段。
3 结语
A2型β-酪蛋白作为牛奶蛋白质的重要组成部分,相较于A1型表现出了更优异的营养品质和功能潜力。A2型β-酪蛋白良好的消化吸收性、低氧化程度、降低疾病风险以及改善炎症反应等优势,为乳品行业开发出更加优质、健康、功能性的乳制品提供了新的契机。随着人们对食品营养健康的日益重视,以及个性化、功能化乳品需求的不断扩大,A2型乳制品发展前景广阔。相关乳企应密切跟踪A2型β-酪蛋白的最新研究进展,深入挖掘其独特的营养功能优势,促进产业创新升级。同时加强自身在这一领域的技术创新能力,尽最大努力将A2型乳品的营养健康价值转化为产品优势,为消费者提供更优质的选择。此外,学术界应进一步加强A2型β-酪蛋白营养功能作用机制的基础研究,通过高质量的大规模临床试验,为其功能性提供坚实的科学依据。
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