２００８年第６期
中国食物与营养Food and Nutrition in China
Ｎｏ．６，２００８
乳清蛋白营养特点与功能作用
李
莹，林晓明
１０００８３）
（北京大学医学部公共卫生学院营养与食品卫生学系，北京
摘要：乳清蛋白是牛奶乳清中存在的一类蛋白质，其必需氨基酸种类齐全、数量充足且比例适当，是一种营
养价值较高的优质蛋白，在维持机体肠道、肌肉组织的健康和补充体内的ＧＳＨ数量、抗氧化系统健康方面有重要作用。乳清蛋白中还含有β－乳球蛋白、α－乳白蛋白、血清白蛋白、免疫球蛋白、乳铁传递蛋白以及乳过氧物酶等多种生物活性蛋白。这些物质参与构成机体非特异性防御屏障，在抗菌、抗病毒、免疫调节等方面发挥积极作用。
关键词：乳清蛋白；氨基酸；蛋白组成；健康作用牛奶中加入酸或凝乳酶，移除已形成的凝固物后，得到的物质就是乳清液，是以牛奶为原料生产干酪过程的副产品之一。通常情况下，每生产１ｔ干酪，约有８ｔ乳清液产生。随着乳品生产工业技术的进步以及对乳清成分的深入研究，乳清逐渐成为功能食品、营养制品及医疗食品等的重要原料和特殊添加成分。
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。
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
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－乳球蛋白、α－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
作者简介：李莹（１９８２～通讯作者：林晓明
），女，辽宁人，硕士研究生，从事营养与食品卫生研究。
李莹等：乳清蛋白营养特点与功能作用６３
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
附表
成分β－乳球蛋白α－乳白蛋白骨桥蛋白与骨涎蛋白乳铁传递蛋白与乳过氧化物酶免疫球蛋白
生长因子（包括ＩＧＦ－１、ＴＧＦ－β、ＥＧＦ等）Ｃｙｓｔａｔｉｎ Ｃ
ＨＭＧ样蛋白和激肽原片段１．２
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。
３乳清蛋白的蛋白组成特点与功能
乳清蛋白的组成及生理功能
生理功能
含硫氨基酸主要来源预防癌症
调节骨细胞增殖和组织修复
细菌、真菌、病毒的非特异性防御屏障含硫氨基酸天然杀菌剂
对皮肤机能紊乱、创伤愈合、肠道健康（如Ｃｒｏｈｎ肠病）、骨骼健康（如骨质疏松）等具有积极健康意义
抑制骨吸收，并促织成骨细胞增殖促进成骨细胞ＭＣ３Ｔ３－Ｅ１的增殖和分化
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－乳球蛋白、α－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－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
６４中国食物与营养
［５］Ｇａ ｕｔｈｉｅｒ，Ｓ．Ｆ．，ｐｏｕｌｉｏｔ，Ｙ．，Ｓａｉｎｔ－Ｓａｕｖｅｕｒ，Ｄ．
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ｈｙｐｅｒｔｅｎｓｉｏｎ．Ａｇｒｏ Ｆｏｏｄ Ｉｎｄ Ｈ／Ｔｅｃ，２００６，１７
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－４（ＤＰＰ－４）活性抑制剂发挥作用，ＤＰＰ－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。血管紧张素转换酶（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－酪蛋白、β－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。参考文献
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ｏｆ ｐｒｏｌｉｎｅ ａｎｄ ｖａｌｉｎｅ ｒｅｓｉｄｕｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｅｐｔｉｄｅｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍ ｌａｃｔｏｆｅｒｒｉｎ ｆｏｒ ａｎｇｉｏｔｅｎｓｉｎ ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇｅｎｚｙｍｅ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ．Ｊ Ｃｈｉｎ Ｃｈｅｍ Ｓｏｃ－Ｔａｌｐ，２００６，５３（３）：５１５－５１８．
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