乳清蛋白营养特点与功能作用

乳清蛋白是牛奶乳清中存在的一类蛋白质，是牛奶乳清中的主要成分，其生物学价值可以从两个方面进行评价，即乳清蛋白的氨基酸组成和生理功能。乳清蛋白必需氨基酸种类齐全，组成模式与人体相似，容易消化吸收，具有极高的生物利用效价；乳清蛋白功能多样，来源于天然食品，是可获得的最经济的食物蛋白质资源之一。

1 乳清蛋白的营养特点

1.1 乳清蛋白质的组成

乳清蛋白含有多种生物活性成分，包括β一乳球蛋白、α一乳白蛋白、血清白蛋白、免疫球蛋白、乳铁传递蛋白、乳过氧物酶及多种生长因子和生物活性肽。

1.2 乳清蛋白的氨基酸组成

乳清蛋白氨基酸组成的特点是： (1)含支链氨基酸 (如亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸)26％，能作为能源物质提供能量，并且是谷氨酸盐的前体物质之一；(2)是含硫氨基酸 (半胱氨酸、蛋氨酸)的良好来源，能维持体内的谷胱甘肽(Glutathione，GSH)水平，发挥抗氧化作用； (3)是苏氨酸的极好来源，对肠细胞及肠道屏障连贯性提供保护； (4)含大量的赖氨酸和精氨酸，能刺激代谢激素的分泌，促进肌肉生长。

2乳清蛋白中的氨基酸与健康

2.1 苏氨酸与肠道健康

苏氨酸对于维持肠道的健康非常重要。通常，食物中有超过60％的苏氨酸最终被人体肠道获得；并且，肠道粘液素氨基酸组成中30％以上都是苏氨酸【1】。大量的苏氨酸直接被用以合成肠道粘液素，从而对保护肠道细胞、增强肠道屏障的连贯性发挥作用。膳食中苏氨酸摄入减少能直接影响肠道粘液素的合成，进而降低肠道屏障的功能。

2.2 含硫氨基酸、支链氨基酸与机体的抗氧化系统

乳清蛋白是含硫氨基酸 (半胱氨酸、蛋氨酸)的良好食物来源。含硫氨基酸是GSH及牛磺酸的重要前体物质。一方面，GSH是机体抗氧化系统的重要组成部分，在自由基清除和免疫应答中发挥关键作用；另一方面，GSH、牛磺酸作为重要抗氧化物质，具有抑制脂质过氧化反应等 的抗氧化效应，对由三硝基苯磺酸(Trinitrophene Sulphonic Acid，TNBS)引起的炎性肠病有明显缓解作用。乳清蛋白中的半胱氨酸是机体GSH有效补充，乳清蛋白水解产物能够大幅度 (64％)的提高前列腺上皮细胞内GSH的水平【2】。这就说明，乳清蛋白能够通过GSH的抗氧化和抗炎活性，在乳腺、前列腺、肠道等多部位、多细胞系的肿瘤预防和炎性肠病的治疗中发挥作用，这些疾病与机体氧化状态密切相关。

2.3 支链氨基酸 (亮氨酸)与肌肉组织健康

乳清蛋白还是支链氨基酸 (亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸)的良好食物来源。支链氨基酸是合成GSH必需的谷氨酸盐的前体物质之一。支链氨基酸，尤其是其中的亮氨酸约占乳清蛋白总量的26％。一方面，亮氨酸是骨骼肌蛋白合成的重要原料物质；另一方面，作为刺激物，亮氨酸参与调节骨骼肌蛋白合成的细胞内代谢通路。实验研究表明，乳清蛋白的补充能够增强骨骼肌蛋白的合成，从而减少老年人罹患骨骼肌减少症的概率和速率。

附表 乳清蛋白的组成及生理功能

3 乳清蛋白的蛋白组成特点与功能

除氨基酸组成优势外，乳清蛋白经消化吸收后，还能够以蛋白质片断和肽类的形式发挥作用，这是研究乳清蛋白组成特点及功能的前提，也为乳清蛋白的应用研究提供了更广阔的空间。

乳清蛋白是一系列集营养性、功能性于一身的分泌型蛋白质的总称，含有β一乳球蛋白、α一乳白蛋白、乳铁传递蛋白等蛋白质物质，其组成成分和生理功能见附表。首先，在营养方面，乳清蛋白在包括增强机体免疫力、构筑机体非特异性防御屏障、创伤愈合、抗细菌和病毒、骨骼健康促进及骨质疏松的预防和缓解等方面都有着积极的作用【3】。其次，乳清蛋白具有成胶性、热稳定性、乳化稳定性、泡沫稳定性以及易溶解性等多种功能特性，这些特性是乳清蛋白在饮料、乳品等食品中添加的依据和条件。

3.1 乳清蛋白的抗菌、抗病毒和免疫调节作用

乳清蛋白中有多种物质参与构成机体非特异性防御屏障，具有有效的对抗细菌、病毒和免疫调节等作用，包括具有抗菌作用的乳铁蛋白、乳过氧化物酶、免疫球蛋白、α一乳白蛋白和溶菌素，及一些酪蛋白或乳清蛋白来源的抗菌肽。其中，乳铁蛋白对包括人免疫缺陷病毒(HIV)、人细胞巨化病毒等在内的多种病毒具有显著的对抗效果；另外，有一些蛋白在经过化学修饰或酶解后，亦能发挥抗病毒的作用【4】。究其原因，一方面是乳清蛋白中的含硫氨基酸和支链氨基酸为GSH的合成提供原料，另一方面是上述蛋白亦能对机体的免疫调节发挥作用。在以HIV病毒感染者为研究对象的前瞻性双盲临床试验中观察到，每天口服补充大概45g的乳清蛋白能够明显的提高患者血清中GSH的水平【5】，从而延缓病程发展。Gauthier等【6】研究发现，乳清蛋白及其酶解产物对包括淋巴细胞的活化和增殖、细胞因子的分泌，吞噬细胞、粒细胞、NK细胞的活性调节在内的多种免疫功能具有调节作用。Mercier和Diane等【7~8】在鼠脾细胞的体外培养体系中发现，分子量>10kDa的乳清蛋白和分子量<2kDa的酶解肽类，能够明显促进脾细胞的增殖，且这种作用呈现剂量依赖性。另外，有研究表明，乳清蛋白中的乳铁蛋白还可能通过抑制HIV病毒在细胞水平上的吸收和渗透发挥作用，且当牛奶中乳铁蛋白的浓度达到0．5mg／ml左右时，就能发挥有效的抗幽门螺旋杆菌的作用【9】。

3.2 乳清蛋白与慢性疾病

3.2.1乳清蛋白与糖尿病

在健康人和Ⅱ型糖尿病患者中发现，乳清蛋白具有促进胰岛素分泌的特性。与单纯葡萄糖组比较，乳清蛋白组葡萄糖曲线下面积减少56％，胰岛素曲线下面积增加60％，提示乳清蛋白具有明显的促餐后胰岛素分泌的作用。这种作用可能与乳清蛋白中的支链氨基酸 (异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸)有关。作用机制可能是：(1)乳清蛋白促进肠降血糖素一促胰岛素分泌多肽 (Glucose---dependentInsuljnotrophic Polypeptide，GIP) 等内分泌激素的分泌【10】。GIP由肠道L细胞合成并分泌，能够使葡萄糖剂量依赖性地促进胰腺β细胞分泌胰岛素； (2)乳清蛋白消化分解产生的某些肽类，能够作为二肽酰肽酶一4(DPP一4)活性抑制剂发挥作用，DPP一4降解GIP，其活性抑制能够延长GIP发挥作用的时间。另外，还有研究显示，餐后血糖的异常升高是心脑血管疾病的危险因素之一【11】。

3.2.2乳清蛋白与高血压

高血压是心血管疾病的主要危险因素。血管紧张转换酶 (Angiotensin Converting Enzyme，ACE)能够催化血管紧张素I转变为血管紧张素Ⅱ，从而有上调血压的作用。有研究表明【12】，酪蛋白、乳清蛋白和发酵乳来源的某些肽类片段具有抑制ACE、抗高血压的作用。用蛋白酶K消化乳清蛋白并采用层析法分离，得到6种对ACE具有抑制作用的肽类片段，分别为Val—Tyr—Pro—Phe—Pro—Gly、Gly—Lys—Pro、 Ile—Pro—Ala、Phe—Pro、Val—Tyr—Pro和Thr—Pro—Val—Val—Val—Pro—Pro—Phe—Leu—Gin—Pro，它们主要来源于β一酪蛋白、β一乳球蛋白和乳铁蛋白等，对自发性高血压小鼠具有明显的抗高血压活性【13】。序列分析结果显示，脯氨酸和缬氨酸可能是其发生作用的关键组成【14】。

虽然体外研究显示，这些乳清蛋白来源的肽类片段对ACE活性具有有效的抑制作用，但人群试验并没有一致发现。Yu-Mi Lee等【15】开展临床双盲安慰剂对照试验发现，牛奶添加ACE抑制肽对轻度高血压患者血压、炎症因子没有明显作用。当然，乳清蛋白的剂量、作用时间等都是影响试验结果的重要因素。因此，有关乳清蛋白对高血压的预防、治疗等都需要进一步研究.