运动营养与保健论文：牛初乳的保健功能与开发利用

食品研究与开发 2009 年 1 月第 30 卷第 1 期食品研究与开发食品研究与开发食品研究与开发 牛初乳是指健康奶牛分娩后一周之内所分泌的乳 汁，牛初呈乳色黄，有苦味和异臭味，黏度大，特别是 3 d内所分泌的乳汁，初乳特征更为显著[1]。初乳蛋白 质、脂肪、无机盐、维生素等含量显著高于常乳，其营 养价值高出普通牛乳几倍到几十倍，对人类更有意义 的是它含有大量的免疫因子和生长因子等活性成分， 对提高人体免疫力、预防疾病具有独特的作用，是人 类有益的食品。泌乳第 4天牛初乳成分趋于常乳，所 以健康奶牛分娩后一周内所分泌的乳汁是制作功能 性食品的重要原料，牛初乳在功能性食品中的应用前 景十分广阔。 1 牛初乳的营养及功效成分 1.1 牛初乳的营养价值 牛初乳中含有丰富的营养成分，牛初乳平均总干 物质含量为 14.4％，其中蛋白质 5.0％、脂肪 4.3％、灰分 0.9％，并且含有丰富的维生素 A、D、E、B12等[1]。据测定， 荷斯坦奶牛分娩后第 1次挤出的初乳蛋白质含量高达 15.5％，脂肪含量达 6.5％，分别是常乳（普通牛乳）的 5倍 和2倍。初乳中的矿物元素含量也很高，第 1次所挤初 乳中的钙、磷、镁含量为 1 700、1 800、500 mg/kg，锌、 铁、锰含量分别为 20、3、0.1 mg/kg；牛初乳钙含量为 常乳 2倍，铁含量为常乳 3倍～5倍、锌含量为常乳的 2倍～4倍，铜含量为常乳的 6倍。初乳中维生素含量也 大大超过常乳，VA含量为常乳的 2.5倍～9倍，VE含量 为常乳的 2倍～6倍，VB12含量为常乳的 4倍～8倍。牛初 乳不仅营养丰富，而且各营养组分的配合也非常合理。 1.2 牛初乳中的主要功效成分[2] 1.2.1 牛初乳中的免疫因子 免疫球蛋白（Ig）和乳铁蛋白（Lf）是牛初乳中最重 要的免疫因子。免疫球蛋白是牛初乳最引人注目的功 能因子。免疫球蛋白（Immunoglbulin，简称 Ig）是指具 有抗体活性，能与相应的抗原发生特异性结合反应的 球蛋白，亦称为 γ-球蛋白。牛初乳免疫球蛋白据抗原 性不同分五类：IgG、IgA、IgM、IgE和 IgD，其中 IgG占 86 %，lgG是牛初乳中含量最高的免疫球蛋白，它能部 分取代人类母乳 IgA（含量 4.1 mg/g～4.57 mg/g）的功能。 牛初乳中 IgG含量（50 g/L～150 g/L）是人初乳的 50倍， 是牛常乳的 50倍～150倍，对病毒、细菌及真菌感染具 强大的防治作用。1gM是分子质量最大的免疫球蛋白， 作者简介：杨继远（1964—），男（汉），本科，副教授，主要从事应用化 学教学及科研工作。 杨继远，袁仲 （商丘职业技术学院，河南 商丘 476000） 牛初乳的保健功能与开发利用 摘 要：牛初乳是指健康奶牛分娩后一周内所分泌的乳汁，它不仅含有丰富的营养物质，还含有多种免疫因子和生 长因子等活性成分；具有增强抵抗力和免疫力、改善胃肠道功能、促进生长发育和提高智商、消除疲劳、延缓衰老、增 强体质、提高运动性能、调节血糖等多种保健功能。牛初乳作为功能性食品的重要原料，具有广阔的开发利用前景。 关键词：牛初乳；营养价值；保健功能；开发利用 HEALTH FUNCTION AND UTILIZATION OF COLOSTRUMS YANG Ji-yuan, YUAN Zhong (Shangqiu Vocational and Technical College, Shangqiu 476000, Henan, China) Abstract: Colostrums is the secretion of milk by healthy cows within 1 week after delivery. It is not only rich in nutrients, but also contain a wide range of immune factors and growth factors etc active ingredients.It has en－ hanced resistance and immunity, improve gastrointestinal function, and promote growth and development and in－ crease IQ, eliminate fatigue, aging, enhance physique, and raise campaign performance, regulation of blood sug－ ar, and other health functions. It is important raw materials of functional, food has become a promising market. Key words: colostrums; nutritional value; health function; utilization 营养健康 133 食品研究与开发2009 年 1 月第 30 卷第 1 期 食品研究与开发食品研究与开发食品研究与开发 在补体和吞噬细胞参与下，其杀菌、溶菌、激活补体和 促吞噬等作用均显著强于 lgG，主要分布在血液中，对 防止菌血症起重要作用，牛初乳 IgM的含量为常乳的 50倍～101倍，牛 IgM与人具有抗原同源性。IgA是黏 膜局部抗感染的重要免疫物质。IgE具有被动皮肤过 敏抗原的活性，无抗病毒和抗菌的活性，对机体抗过敏 反应和抗寄生虫感染有特殊意义。 乳铁蛋白（Lactoferrin，简写为 Lf）是一种天然的铁 结合蛋白。牛初乳中含有丰富的乳铁蛋白，含量约为 1.5 g/L～5.0 g/L，为常乳的 20倍左右。Lf是人乳中一种 主要的乳清蛋白，向婴儿食品中添加从牛乳或乳清中 分离纯化获得的 Lf功能性基料是使之“母乳化”的一 个重要方面。Lf具有许多独特的生物学功能：增强铁的 传递和吸收；广谱的抗菌性；免疫作用；抗氧化作用；促 进肠道菌群的平衡；作为生长因子；抗炎症；抗病毒；抗 癌症等。 牛初乳中还含有乳过氧化物酶、溶菌酶、黄嘌呤氧 化酶、脯氨酸的多肽（PRP）和多种免疫细胞，是各种免 疫因子的集大成者，理所当然的被奉之为“免疫之王”。 乳过氧化物酶是存在于乳汁中的血红素蛋白，牛乳中的 乳过氧化物酶活力远远大于人乳（相差约 20倍），而牛 初乳（11 mg/L～45 mg/L）又高于常乳（13 mg/L～30 mg/L）。 溶菌酶是一种能够降解细菌细胞壁中肽聚糖而造成菌 体溶解的糖苷酶，它是一种非特异性的免疫因子；牛初 乳中溶菌酶的含量＞0.15 mg/L，为常乳的 2倍。富含脯 氨酸的多肽（PRP）能支持和调节胸腺（免疫系统控制 中心），能抑制过分活跃的或激活不活跃的免疫系统。 1.2.2 牛初乳中的生长因子 牛初乳中的各种生长因子具有促进组织正常生长 和加快伤口愈合的功效。主要包括：胰岛素样生长因子 （IGF-1）（可促进体细胞对葡萄糖和氨基酸的吸收）；神 经营养生长因子（NGF）；表皮生长因子（EGF）；转化生 长因子（TGF）；纤维细胞生长因子（FGF）；促性腺激素- 释放激素（GnRH）及其缔合肽（GAP）；生长激素（GH）等。 2 牛初乳的保健功能 牛初乳中含有 7种以上的生长因子、免疫球蛋白、 生物活性肽结合蛋白质及人体所需的维生素和微量元 素[3]，从而赋予牛初乳一系列的保健功能。医学及营养 学专家对牛初乳的生理功能进行了大量研究和临床试 验，证明牛初乳具有如下保健功能。 2.1 增强抵抗力和免疫力 牛初乳富含有多种免疫因子，可为机体提供很好 的被动免疫保护，能够提高免疫力低下者及体弱多病 者的机体免疫力。FangH等让 18名志愿者分成两组， 一组口服牛初乳，另一组口服对照样，连续服用 7 d后，在第 1、3和 5天让受试者口服沙门氏菌 Typhi Ty21a以模拟人体肠道感染。结果发现，较之对照组， 口服牛初乳组体内抗一沙门氏菌 Typhi Ty21a特异性 IgA有明显上升趋势，说明牛初乳对于人体特异性免 疫应答有着潜在的增强作用[4]。大量动物、人体功能试 验证实：口服牛初乳可提高系统免疫力、调节肠道菌 群、促进胃肠道生长发育或肠道组织创伤的愈合等，对 防治胃肠道感染和食物中毒、抑制人体上呼吸道感染、 改善多种病毒或细菌引起的腹泻症状、抵抗食物过敏、 增强手术病人的抗感染能力等都有一定的效果。 2.2 改善胃肠道功能 牛初乳通过调节肠道微生物菌群，促进有益菌群 的繁殖，促进消化吸收，调整肠道微环境，对人体胃肠 道机能乃至整体机能起到全方位的调理作用。调节肠 道菌群、促进胃肠组织发育及其创伤愈合。初乳中的免 疫因子能高效地抵抗病毒、细菌、真菌及其他过敏原， 中和毒素。在抑制多种病原微生物生长的同时，不影响 肠道内非病原性微生物的生长和繁殖。它能够改善肠 胃机能，对肠胃炎、胃溃疡患者有显著疗效。Jeong W K 等和 Playford R J等分别用不同的方法研究了牛初乳 对非甾类抗炎性药物（NSAIDs）所引起的小鼠胃肠道 损伤的保护作用。研究结果发现，牛初乳可以减轻 NSAIDs所引起的胃、小肠的黏膜损伤[4]。同时，牛初乳 对细菌及寄生虫所引起腹泻的治疗作用在国内外已经 有大量的报道。 2.3 促进生长发育和提高智商 天然牛初乳中各种生长因子协同作用，能促进细 胞正常生长、组织修复和外伤痊愈。牛初乳能促进胃肠 蠕动和消化吸收，加强蛋白质合成和组织生长，提高矿 物质的生物利用率，因此在促进儿童和青少年的生长 发育、增强运动员的爆发力和耐受性、提高运动成绩等 方面可发挥重要作用。牛初乳中含有牛磺酸、胆碱、磷 脂、脑肽等成分，它们是脑神经系统发育和增长智力、 提高智商不可缺少的物质，被誉为“开启智慧之门的金 钥匙”。试验表明，初乳粉能加速离体细胞的生长速度 和延长细胞存活时间，具有促进细胞生长的作用。同 时，具有促进智力发育的作用。 2.4 消除疲劳、延缓衰老 牛初乳制剂能增强老年人体内血清超氧化物歧化 酶（SOD）的活力，降低脂质过氧化物含量，增强抗氧化 能力，延缓衰老。试验证明，牛初乳能减缓老化速率；牛 初乳能增强动物的体力、耐力和抗空气稀薄力，因此牛 营养健康 134 食品研究与开发 2009 年 1 月第 30 卷第 1 期食品研究与开发食品研究与开发食品研究与开发 初乳具有消除疲劳的作用。牛初乳含有较高的牛磺酸、 维生素 B族以及类胰岛素、牛初乳生长因子、纤维结 合蛋白、乳铁蛋白等，并含有丰富的维生素和适量的 铁、锌、铜等微量元素，多因素的协同效应使牛初乳能 改善衰老症状，提高老年人的记忆力，改善易疲劳、多 夜尿、腰酸背痛、肢冷畏寒等症状，使衰老慢来，青春长 驻。 2.5 增强体质、提高运动性能 牛初乳是惟一天然的免疫因子与生长因子的完美 组合，它是纯天然、无副作用的运动营养品。生长因子 可以促进肌肉生长，加快受损或老化的组织和肌肉的 修复，促进脂肪“燃烧”，增加骨骼密度，使皮肤恢复弹 性。对大运动量的运动员来说，牛初乳是一种极好的营 养品。它能帮助运动员在系列运动后迅速恢复体力，帮 助修复受损的肌肉和结缔组织，保护身体运动关节，提 高运动成绩。Hoffman等在双盲试验中，让优秀棒球运 动员（17位女性、18位男性）连续口服牛初乳 8周后测 试短跑及立定跳远成绩，结果显示：口服牛初乳后队员 的短跑及立定跳远成绩显著提高，对人体组成及耐力 无明显影响。而 Brinkworth等让优秀女性划船运动员 在训练期间口服牛初乳（对照组不服用牛初乳），未观 察到口服牛初乳使运动成绩提高，但发现这些运动员 在训练期间机体缓冲能力增强[5]。 2.6 调节血糖 牛初乳具有明显降低血糖的作用。糖尿病大鼠每 天口服牛初乳短链 IGF-I 15 μg/kg体重治疗 5周后， 糖尿病大鼠血糖降低了 23.9 %，心肌细胞 Ca2+含量显 著降低，达正常水平。试验结果显示，牛初乳短链 IGF- I能逆转心肌细胞 Ca2+浓度的升高，这为糖尿病心肌 病变提供了一种可能的预防措施。叶红英等每天给 试验组大鼠口服含牛初乳短链 IGF-I（truncated IGF-I） 13μg的牛初乳制剂 50 mL，5周试验结束。糖尿病大鼠 血清 IGF-I有所升高但仍低于正常对照组。提示小剂 量的外源性 IGF-I治疗是一种“替代治疗”，有改善糖 尿病大鼠代谢、心肌结构的作用。 2.7 利于病后和术后恢复 牛初乳能够增强抵抗力和免疫力，有利于病后和 术后恢复。初乳素中的寡糖及其衍生物，具有抗炎、抗 感染、促进肠道有益菌群繁殖的作用，同时还具有激活 机体免疫功能的作用。牛初乳中各种生长因子协同作 用，能促进细胞正常生长、组织修复和外伤痊愈。牛初 乳中的生长因子还能促进受伤肌肉、皮肤胶原质、软骨 和神经组织的修复，具有强健肌肉，修复 RNA和 DNA 的作用。口服牛初乳增强骨髓移植手术病人抗感染能 力。瑞典的 Tollemar J等让骨髓移植（BMT）接受者使用 含有牛抗-念珠菌抗体的漱口水，以减少机体带菌数、 防止感染。对 2组病人口服抗体的效果进行了研究。对 照组 10名病人，其中原发的移生病人数量少；试验组 10名病人，移生水平高（＞100 cfu/mL），每天 3 次使用 10 g制品。结果显示：多数病人（7/10）的念珠菌移生因 此减少，其中一名病人完全呈阴性。移植期间口服抗体 未发现任何副作用。 3 牛初乳的开发利用前景[6] 3.1 牛初乳符合人们崇尚自然、追求健康的消费需求 在崇尚回归自然、崇尚天然绿色产品的今天，人们 渴望通过调整饮食结构、补充营养物质来提高自身的 健康水平和生命质量，达到保健、益智、延寿的目的。牛 初乳制品因其源自大自然，且在加工过程中完全是按 物理方法制备，所以完全符合现代人对食物与营养的 追求。牛初乳的利用价值己为越来越多的人们所认识， 尤其是它独到的丰富营养和提高人体免疫能力的价值 己受到了专家和消费者的推崇与青睐。特别是庞大的 亚健康人群的存在，对以提高人体免疫力，消除亚健康 状态为主要功能的牛初乳制品供了最为现实的消费基 础。过去“有病才去看医生”的旧观念正渐渐淡化，转而 追求以自我保健为中心的健康模式。这样一种观念的 形成，为保健品尤其是具有高科技含量、天然绿色的牛 初乳制品的发展提供了一个巨大的机会。 3.2 掌握了牛初乳加工的关键性技术 采纳国外经验或引进国外设备，经过近几年的努 力，目前，国内相关企业已经掌握了一系列有关牛初乳 加工的关键性技术。如低温喷雾干燥、冷冻干燥等能够 维持初乳活性的干燥技术，利用膜分离技术对牛初乳 进行除菌浓缩等。目前，微滤除菌、辐射杀菌技术、脉冲 磁场杀菌技术等在中国已经实现工业化。此外，诸如离 子交换层析、反胶束抽提、乳酸菌发酵方法等分离分级 或浓缩 IgG的技术均显示出一定工业化应用潜力。采 用某种特殊分离技术，从牛初乳中分离出其中的免疫 活性球蛋白（IgG）、乳铁蛋白、胰岛素样生长因子等组 分，制备成添加剂来强化食品。 3.3 牛初乳的应用深度与广度都还有待拓展 对牛初乳基因的破译和对它的生物加工利用还有 着相当的深度和潜在空间，是一个未来健康产品有待 开掘的富品位矿藏。特别是对于蛋白质多肽物质的认 识，为牛初乳的应用开辟了一个更为广阔的空间。各种 免疫牛初乳制品开发在国外早已成为一种潮流。在我 （下转第 179页） 营养健康 135 食品研究与开发 2009 年 1 月第 30 卷第 1 期食品研究与开发食品研究与开发食品研究与开发 国，中科院的研究成果乐泰胶囊在理论与实践上都为 牛初乳的深入开发与利用树立了一个典范。对牛初乳 进行必要的生物转化处理，可能获得具有新性状的制 品。如张小平、顾瑞霞等研究了益生菌发酵牛初乳对致 病菌，即致病性大肠杆菌及幽门螺旋杆菌的抑制作用， 研究发现，适当控制工艺，完全可以在酸奶发酵过程中 维持外源添加的牛初乳 IgG活力。再如，利用食品级工 业酶制剂制造的牛初乳蛋白多肽，由于其中乳蛋白组 成与常乳差异较大，可表现出明显不同的免疫功能特 性。乳制品中 Lf可与益生菌混用，作为一部分运动营 养产品的生产片剂或速溶饮料，或作为健康添加剂用 在免疫制品中，用于儿童和孕妇的补铁产品。目前，市 场上已经出现添加增效成分协同的牛初乳制品，如添 加功能性低聚糖的牛初乳制品。 3.4 要加强牛初乳基础理论研究和新产品的开发 要采用科学的方法进行动物试验和人体服用的临 床应用观察，得出可靠的数据，进一步确认牛初乳在不 同方面的可靠功能，真正让消费者买得放心，吃得舒 心。要加大对牛初乳加工利用的科技投入和试验投入， 提高初乳制品的科技含量和产品质量档次。不断研究 发明出更高质量、更新科技含量的新产品，以满足人们 日益增长的对健康的需求，进一步扩大市场。目前，首 先要用科学的方法开展对牛初乳保健品的科学研究与 评价工作，研究已获准上市销售的初乳制品的科学内 涵及功效，并将研究评价结果公之于众，使消费者从中 获益，从而提高生产企业的信誉度，达到激活牛初乳保 健品市场的目的。随着对牛初乳研究的深入和现代科 技的进步，牛初乳在功能性食品中的应用必将有更加 广阔的前景。 参考文献： [1] 周光宏.畜产品加工学[M].北京：中国农业出版社，2002：275-277 [2] 丁连才，刘浩强.牛初乳中活性物质含量分析[J].中国奶牛，2004 （4）：54 [3] 藏卜箴，藏金武.天然食品—牛初乳[J].食品工业科技，1999（增 刊）：101-103 [4] 赵名，刘宁.免疫调节功能性食品—牛初乳[J].中国食物与营养， 2006（5）：55-57 [5] 曹劲松，段海霞.口服牛初乳及其组分的保健功能[J].中国乳品工 业，2004（8）：27-31 [6] 曹劲松，王晓琴.牛初乳功能食品的开发现状和前景[J].食品科 学，1999（5）：14-17 收稿日期：2008-04-27 得率[J].粮食与油脂，2007（8）:19-21 [18] 赵武奇,殷涌光.红景天苷缓释微囊神经网络建模[J].食品科学, 2006,27(9) 107-110 [19] 孙永海,赵学笃,谭景璐.膨化食品质量的智能控制方法[J].农业工 程学报,1998,14(1): 183-187 [20] 朱益波,张建华,史仲平,等.人工神经网络结合遗传算法在焙炒 大米过程中的应用[J].无锡轻工大学学报, 2004，23(3): 52-56 [21] 郑晓一,曾山,林国祥,等.油菜籽及其脱皮冷榨应力应变关系的 神经网络模型[J].中国油脂,2004,29(7):11-14 [22] Hussain M A, Shafiur Rahman M, Ng C W.Prediction of pores forma－ tion (porosity) in foods during drying: generic models by the use of hybrid neural network[J]. 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