东北农业大学李晓东教授、刘璐副教授:基于脂质组学探究绵羊乳和山羊乳中脂肪球膜的脂质组成

研究背景

母乳喂养对婴儿的生长发育至关重要，其中乳脂肪球膜（MFGM）作为母乳的关键成分，在脂质消化、神经发育和免疫功能等方面发挥着重要作用。MFGM脂质和蛋白复合物可以促进脂肪乳化并增强酶解作用，从而促进脂质吸收与代谢。鞘磷脂（SM）和神经节苷脂等生物活性成分则支持婴儿的神经发育和认知功能。主要的极性脂质包括SM、磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰甘油（PG）、磷脂酰肌醇（PI）、磷脂酰丝氨酸（PS）和神经酰胺（Cer）。然而，当无法进行母乳喂养时，婴儿配方奶粉（IF）则成为最佳替代品。传统的牛乳基IF，其脂肪球界面由酪蛋白和乳清蛋白包裹，这与母乳MFGM存在显著差异，可能降低脂质消化率并增加代谢风险。此外，牛乳蛋白过敏进一步限制了其适用性。山羊乳因其较低的致敏性，已成为一种有前景的IF基料，且其蛋白质组成相比牛乳更适应婴儿需求。绵羊乳则以其更高的营养成分和更低的致敏性而著称。研究表明，绵羊乳基IF相比山羊乳基IF具有优势，包括更好的肠道耐受性（例如，粪便钙皂减少27%）以及促进婴儿生长。绵羊乳表现出更高的营养密度，其蛋白质含量近乎是山羊乳和牛乳的两倍。这种高密度归因于其在肠道耐受性和促进生长方面的潜在优势。然而，目前仍缺乏对绵羊乳和山羊乳MFGM脂质组成的系统比较，这阻碍了它们在IF中的应用。在IF中加入MFGM可通过模拟母乳中特有功能来提升其营养价值。研究表明，加入MFGM的IF对婴儿的脂质代谢、神经发育、肠道健康和免疫功能等有积极作用，并且婴儿对其耐受性良好。在这项工作中，以母乳MFGM为参照，采用非靶向脂质组学技术系统分析了山羊乳和绵羊乳的MFGM的脂肪酸、甘油酯和极性脂质种类、含量、饱和度、OPLS-DA得分图、热图、相关网络分析等，旨在阐明其组成差异，预测相关代谢通路，并为开发具有优化脂质结构的母乳化绵羊乳基IF提供理论依据。

关键结论

（1）在关键功能性脂质组成上，绵羊乳MFGM比山羊乳更接近母乳。其脂肪酸谱多样性更高，且富含更多花生四烯酸（ARA）等支持神经发育的长链多不饱和脂肪酸。极性脂质中，对大脑发育至关重要的SM和Cer的物种多样性及相对含量也与母乳更为相似。

（2）绵羊乳MFGM的甘油酯结构与母乳具有更高的相似性。其甘油三酯的分子种类更多样，且整体甘油酯的含量分布模式（TG>DG>MG）与母乳更为接近。相关网络分析进一步表明，其脂质分子间存在更紧密、高效的互连结构，可能更利于消化与功能发挥。

（3）绵羊乳MFGM在整体脂质分子谱及代谢调控层面上均显示出与母乳更相似的能力。其极性脂质分子组成与母乳的相似度高于山羊乳。代谢通路分析显示，绵羊乳与母乳共同富集的脂质代谢通路更多，尤其在甘油磷脂代谢和鞘脂代谢等核心通路上更为一致，表明其代谢功能更贴近母乳。

图1. 不同样本的脂肪酸相对含量分析。HM：母乳MFGM样本，GM：山羊乳MFGM样本，RM：绵羊乳MFGM样本。

图2. 不同样本的脂肪酸饱和度分析。HM：母乳MFGM样本，GM：山羊乳MFGM样本，RM：绵羊乳MFGM样本。

图3：A) 母乳MFGM中甘油酯的相对含量；B) 山羊乳MFGM中甘油酯的相对含量；C) 绵羊乳MFGM中甘油酯的相对含量。

图4. 母乳、山羊乳及绵羊乳MFGM中甘油酯的OPLS-DA得分图。HM：母乳MFGM样本，GM：山羊乳MFGM样本，RM：绵羊乳MFGM样本。

图5. 母乳、山羊乳与绵羊乳MFGM中差异甘油酯组成的热图分析。HM：母乳MFGM样本，GM：山羊乳MFGM样本，RM：绵羊乳MFGM样本。

图6. A）母乳MFGM与山羊乳MFGM中差异甘油酯相关网络分析；B）母乳MFGM与绵羊乳MFGM中差异甘油酯相关网络分析。

图7.A) 母乳MFGM中极性脂质的相对含量；B) 山羊乳MFGM中极性脂质的相对含量；C) 绵羊乳MFGM中极性脂质的相对含量。

图8.母乳、山羊乳及绵羊乳MFGM中极性脂质的OPLS-DA得分图。HM：母乳MFGM样本，GM：山羊乳MFGM样本，RM：绵羊乳MFGM样本。

图9.母乳、山羊乳与绵羊乳MFGM中差异极性脂质组成的热图分析。HM：母乳MFGM样本，GM：山羊乳MFGM样本，RM：绵羊乳MFGM样本。

图10.A）母乳MFGM与山羊乳MFGM中差异极性脂质相关网络分析；B）母乳MFGM与绵羊乳MFGM中差异极性脂质相关网络分析。

图11.A）母乳MFGM的脂质代谢通路；B）山羊乳MFGM的脂质代谢通路；C）绵羊乳MFGM的脂质代谢通路。

创新点/应用前景:

本研究以母乳为基准对绵羊奶和山羊奶乳脂肪球膜（MFGM）开展非靶向脂质组学全维度研究，精准鉴定出 22 种脂肪酸、242 种甘油酯和 314 种极性脂质，构建多维度奶源脂质差异解析体系，明确了绵羊奶 MFGM 在脂质分子组成、互作网络及代谢通路上与人体的更高相似性，且其含山羊奶缺失的母乳共有特异性脂质，关键功能性脂肪酸、神经发育相关极性脂质丰度更优，凸显相较于山羊奶的核心脂质优势。该研究成果为绵羊奶基婴幼儿配方奶粉脂质人源化优化提供数据支撑，契合乳源一致性相关标准要求，还可推动绵羊奶 MFGM 在功能性乳制品、母乳替代及特殊医学用途食品中的原料升级应用，为绵羊奶产业链高值化发展提供新方向，同时其建立的分析与评价体系，也为其他奶源 MFGM 脂质营养评价提供参考，助力乳品营养研究向分子层面精细化发展。

原文链接

https://doi.10.1016/j.idairyj.2025.106536