A2型β-酪蛋白牛奶及A2乳制品开发现状

酪蛋白占牛奶总蛋白80%,具有很高的营养价值和重要的生理功能。A1和A2型β-酪蛋白是牛奶中两种主要的β-酪蛋白遗传变异体。牛奶A2型β-酪蛋白和人乳中的β-酪蛋白结构和消化特点相似,对人体更亲和,也更容易被消化吸收。开发A2型牛奶对增加乳制品品种、细分乳制品市场、提高乳制品档次具有积极意义。本文介绍了牛奶β-酪蛋白基因多态性、中国荷斯坦牛群β-酪蛋白基因型频率和等位基因频率、A2奶牛和A2牛奶的检测、以及A2乳制品开发现状,并对新疆开发A2牛奶及乳制品提出意见和建议。

β-酪蛋白不同基因型荷斯坦奶牛瘤胃微生物群落特征和功能分析

β-酪蛋白是乳汁中最重要的蛋白质之一,在荷斯坦奶牛中存在A1和A2这2种主要基因型。为探究β-酪蛋白不同基因型荷斯坦奶牛瘤胃微生物群落的差异,试验选取体况良好、第1胎次的A1A1、A1A2和A2A2基因型荷斯坦奶牛各15头(各基因型奶牛乳脂率和乳蛋白率相近),采集瘤胃液后通过Illumina HiSeq 2000平台进行宏基因组测序,并利用Diamond 0.9.7软件进行分类和功能注释,分析3种基因型奶牛瘤胃微生物群落的组成和功能。结果表明:1)A1A1基因型奶牛瘤胃中特征微生物有Intestinibaculum、戴阿利斯特杆菌属(Dialister)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)和不动杆菌属(Acinetobacter)等;A1A2基因型奶牛瘤胃中特征微生物有普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)的帕拉普雷沃氏菌属(Paraprevotella)和Paraprevotella xylaniphila;A2A2基因型奶牛瘤胃中特征微生物包括醋杆菌属(Acetobacter)和黄单胞菌属(Xanthomonas)等。2)A1A2和A2A2基因型奶牛瘤胃中富含与木质纤维素和纤维素降解相关的酶;A1A2基因型奶牛瘤胃参与淀粉和蔗糖代谢、脂肪酸生物合成、蛋白质消化与吸收、精氨酸和脯氨酸代谢以及RNA降解通路的基因数量更多;A2A2基因型奶牛瘤胃参与炎症介质调节通路的基因数量更多。由此可知,A1A1基因型荷斯坦奶牛的瘤胃标志物微生物是Intestinibaculum和戴阿利斯特杆菌属,可能与减少甲烷排放和A1型β-酪蛋白以及部分疾病存在潜在关联;A1A2基因型奶牛的瘤胃标志微生物是普雷沃氏菌科,可能对饲粮消化有促进作用;A2A2基因型奶牛的瘤胃标志微生物是醋杆菌属,其相对丰度对乳脂含量有调节作用。

A2β-酪蛋白牛奶和普通牛奶的体外消化特性和抗氧化能力评价

[目的]研究体外模拟胃肠消化对A2β-酪蛋白牛奶和普通牛奶的分子量分布及抗氧化能力的影响。[方法]以巴氏杀菌A2β-酪蛋白牛奶、超高温灭菌A2β-酪蛋白牛奶、巴氏杀菌普通牛奶、超高温灭菌牛奶为原料,通过INFOGEST 2.0对牛奶进行体外模拟胃肠消化,采用SDS-PAGE、高效液相色谱仪对体外模拟胃肠消化前后的牛奶样品进行分子量分析,并对体外模拟胃肠消化后各样品的抗氧化能力进行测定。[结果]在体外模拟胃肠消化后,4种牛奶的分子量主要分布于<1000 Da组分,A2β-酪蛋白牛奶小于500 Da组分的比例显著低于普通牛奶。超高温灭菌普通牛奶、超高温灭菌A2β-酪蛋白牛奶表现出较强的铁离子还原能力和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力。[结论]本研究为各类牛奶产品的加工和功能特性提供基础数据。

基于EA-IRMS的婴幼儿奶粉及其酪蛋白中δ^(13)C和δ^(15)N的检测方法优化和不同产源地的差异研究

以婴幼儿奶粉和其中的酪蛋白为研究对象,建立了基于元素分析-稳定同位素比质谱法(EA-IRMS)同时测定δ^(13)C和δ^(15)N的方法。通过优化称样量和样品CO_(2)稀释倍数得到最佳测定条件。结果表明,在称样量600~700μg、8倍样品CO_(2)稀释倍数条件下,样品中δ^(13)C和δ^(15)N标准偏差(SD)均<0.3‰,标准质控样与证书差值均在质量控制要求内。对来自国内外50批次婴幼儿奶粉及其中酪蛋白的δ^(13)C和δ^(15)N进行检测,发现来自各地区的婴幼儿奶粉和酪蛋白中δ^(13)C存在一定差异,而δ^(15)N呈现出较小的差异化,这些特征可以为婴幼儿奶粉确定产源地提供参考。

A2型β-酪蛋白的营养优势及其生物活性综述

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。

柑橘纤维添加量对搅拌型A2β-酪蛋白酸奶品质的影响

目的:研究不同柑橘纤维添加量对搅拌型A2β-酪蛋白酸奶品质的影响。方法:以酸奶酸度、粘度、持水力、脱水收缩敏感性和稳定性指数为指标,研究不同柑橘纤维添加量(0‰、0.3‰、0.5‰、0.7‰、0.9‰)对搅拌型A2β-酪蛋白酸奶的影响。结果:随着柑橘纤维添加量的增加,酸奶的酸度、粘度、持水力、脱水收缩敏感性和稳定性指数均发生变化,当柑橘纤维添加量为0.5‰时,产品酸度适中,粘度、持水力、脱水收缩敏感性较好,产品组织结构更稳定。结论:使用柑橘纤维作为稳定体系的原料,工厂产业化生产搅拌型A2β-酪蛋白酸奶时,柑橘纤维添加量至少应为0.5‰。

牛乳中乳源糖巨肽及β-酪蛋白的分离纯化

[目的]通过凝乳酶酶解牛乳得到乳源糖巨肽(CGMP),利用CGMP对三氯乙酸的耐受差异,实现CGMP的分离与纯化。利用β-酪蛋白在低温低酸条件下容易游离的特性,从凝乳酶酶解后的酪蛋白中分离出β-酪蛋白。[方法]鲜牛乳经过脱脂后,加入适量凝乳酶在35℃条件下充分酶解,酶解后样品离心后得到上清液和沉淀。在上清液中加入三氯乙酸实现CGMP的除杂和沉淀,得到固体CGMP采用高效液相色谱仪测定其纯度;沉淀经过碱性复溶降低温度后,在全程低温条件下调节pH值到3.5,低温离心取上层清液,升温至35℃,再次常温离心后得到β-酪蛋白,并用高效液相色谱仪测定其纯度。[结果]当TCA浓度达到10%时,溶液中CGMP全部析出。收集分离纯化后的CGMP固体,经高效液相色谱法检测,CGMP纯度为80%~90%。在低温低酸性条件下,分离得到纯度较高的β-酪蛋白,纯度为85%~90%。

酸枣仁提取物、龙眼肉提取物、γ-氨基丁酸和酪蛋白水解物复配制剂改善睡眠功能

本文通过直接睡眠实验、延长戊巴比妥钠睡眠时间实验、戊巴比妥钠阈下剂量催眠实验以及巴比妥钠睡眠潜伏期实验,研究了酸枣仁提取物、龙眼肉提取物、γ-氨基丁酸和酪蛋白水解物复配制剂对小鼠睡眠的改善效果。实验选取48只小鼠作为研究对象,随机分成对照组、高、中、低剂量组,灌胃复配制剂4周后,测定相应指标。结果显示,该复配制剂在高、中、低三个剂量下均可显著延长戊巴比妥钠诱导的小鼠睡眠时间,高剂量组睡眠时间为3793±1100 s,中剂量组睡眠时间为3591±1589 s,低剂量组睡眠时间为3218±582 s,而对照组的睡眠时间仅为1556±686 s。复配制剂的高中低剂量组均可缩短巴比妥钠催眠小鼠的入睡潜伏期,入睡潜伏期分别为171±58 s、165±40 s和184±52 s,对照组的入睡潜伏期为300±155 s。复配制剂所有剂量组均对直接睡眠无明显作用,对小鼠体重均无显著性影响。

荷斯坦牛κ-酪蛋白基因分型KASP检测方法的建立与应用

为筛选κ-酪蛋白优势基因型,本研究设计4个SNP位点,利用基因组检测已知CSN3基因型的13头牛,采集抗凝血,提取基因组DNA,采用竞争性等位基因特异性聚合酶链式反应(Kompetitive Allele Specific PCR,KASP)对样本进行分型,CSN3基因有AA、BB、EE、AB、AE、BE六种基因型。本研究实现了对北京地区213头荷斯坦种公牛及1003头母牛中CSN3三种常见变异体的全面筛选,从育种角度出发,基于κ-酪蛋白不同基因型与奶酪生产的产量和质量相关性,利用分子检测方法筛选与优良性状的优势基因型,发掘荷斯坦牛特色优质种质资源,为牧场选择合适的荷斯坦牛,提高乳蛋白率,从种源解决相关领域的技术瓶颈。

PDCD 4对奶山羊乳腺上皮细胞的凋亡及β-酪蛋白和TG合成的影响

旨在探究奶山羊程序性细胞死亡因子4(programmed cell death 4,PDCD 4)对乳腺上皮细胞(goat mammary epithelial cells,GMECs)凋亡及乳成分的调控作用。本研究通过双荧光素酶报告试验验证miR-21-5p与PDCD 4的靶向关系,通过RT-qPCR、Western blot试验检测miR-21-5p对PDCD4的调控作用;将PDCD4干扰小RNA(si-PDCD 4)与PDCD4过表达载体(pc3.1-PDCD 4)转染进GMECs以探究PDCD 4对GMECs的影响,通过EdU、CCK-8试验检测转染后对GMECs增殖的影响,利用流式细胞术检测转染后对GMECs凋亡的影响;利用ELISA试剂盒检测转染后GMECs中β-酪蛋白和甘油三酯(TG)的分泌情况;最后通过Western blot试验检测转染后GMECs中PI3K、mTOR、S6K、ERK、Bcl-2、Bax等蛋白的表达。双荧光素酶报告试验结果表明,PDCD 4与miR-21-5p靶向结合;EdU、CCK-8及流式细胞术试验结果表明,过表达PDCD 4后GMECs活力显著降低(P<0.01),即PDCD 4抑制GMECs增殖并促进GMECs凋亡(P<0.01),干扰PDCD 4的表达后GMECs活力显著提高(P<0.01),GMECs的凋亡水平显著降低(P<0.01);ELISA试验结果表明,过表达PDCD 4后GMECs中β-酪蛋白和TG的分泌量显著降低(P<0.01),降低PDCD 4的表达后GMECs中β-酪蛋白和TG的分泌量显著上升(P<0.01);Western blot试验结果表明,与对照组相比,过表达PDCD 4后磷酸化的PI3K、mTOR、S6K、ERK蛋白表达显著降低(P<0.05),Bax蛋白表达被显著上调(P<0.01),Bcl-2蛋白表达水平被显著下调(P<0.01);降低PDCD 4的表达后,PI3K、mTOR、S6K、ERK的磷酸化蛋白表达显著提高(P<0.05),Bax的表达则显著下降(P<0.05),同时显著上调了Bcl-2的表达(P<0.05)。本研究结果表明,PDCD 4通过激活ERK/Bcl-2/Bax信号通路促进奶山羊乳腺上皮细胞的凋亡,并通过抑制PI3K/mTOR/S6K信号通路降低奶山羊乳腺上皮细胞中β-酪蛋白和TG的分泌,miR-21-5p在GMECs中与PDCD 4靶向结合并调控其表达。

6-姜烯酚玉米醇溶蛋白纳米颗粒的构建及其生物利用度分析

为解决6-姜烯酚(6-shogaol,6S)生物利用度低的问题,通过反溶剂沉淀法构建玉米醇溶蛋白-酪蛋白酸钠纳米颗粒(zein-sodium caseinate nanoparticles,ZCP)作为6S的纳米输送载体,对其进行物化性质表征,并通过体外模拟消化、Caco-2细胞模型及大鼠药代动力学实验考察其生物利用度。利用激光粒度仪、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱对所构建6S复合纳米颗粒(ZCP-6S)的粒径分布、微观形态、化学结构进行表征。结果表明,纳米颗粒呈球形,粒径较小且分布均匀,6S可能通过非共价键与玉米醇溶蛋白相互作用。体外模拟消化结果表明,ZCP-6S的制备使6S的生物可及性提高至(75.34±9.82)%。ZCP-6S显著增强了Caco-2细胞对6S的摄取及转运,处理4 h后,细胞摄取量增加了(0.36±0.06)μg/mg;Caco-2细胞模型下室中6S的质量浓度增加了(1.06±0.06)μg/m L。大鼠药代动力学研究结果表明,纳米颗粒封装后6S的相对口服生物利用度提高了2.28倍。综上,通过玉米醇溶蛋白纳米颗粒输送载体的构建,使6S的生物可及性、细胞吸收和口服生物利用度均得到了有效提高。

牛奶β-酪蛋白水解产物生物活性及A2乳制品的研究进展

乳制品中酪蛋白是许多生物活性肽的重要来源。牛奶的β酪蛋白按基因型可分为13种,最常见的类型是A1和A2酪蛋白,二者的蛋白质一级结构几乎完全相同,唯一的区别是67位上的氨基酸有所不同,导致A1酪蛋白被水解生成“β-酪啡肽-7”的多肽(β-casomorphin-7,BCM-7)和相关的短BCM(BCM-5、BCM-4和BCM-3),而A2酪蛋白水解不会产生此类多肽物质。基于对上述2种主要β-酪蛋白的研究以及其可能会对人体健康产生的影响,该文从生物机理和分子机制角度阐述了A2牛奶在敏感人群中更容易消化的最新研究成果,最后对A2酪蛋白的研究和相关乳制品商业化前景进行了展望。

A2β-酪蛋白的功能性及其在乳制品中应用的研究进展

牛奶中富含多种营养成分,包括蛋白质、脂质、碳水化合物等,每100 g牛奶中就含有3 g蛋白质,其中主要包括乳清蛋白和酪蛋白。β-酪蛋白占牛奶蛋白总量的24%~28%,其主要包括两种基因型:A1型与A2型。A1β酪蛋白经消化后产生的β-酪啡肽-7会导致人体消化功能紊乱、心血管疾病等不良反应。A2β-酪蛋白则产生较少甚至并不产生β-酪啡肽-7,在胃肠道消化、提高抗氧化功能、降低胆固醇浓度等方面具有益生作用。本文综述了β-酪蛋白基因型在人体内消化后所产生的影响,并阐述了A2β-酪蛋白的益生功能,讨论其对人体健康的作用。并从β-酪蛋白基因型在乳制品中的应用入手,阐述A2β-酪蛋白乳制品的研究进展,为今后乳制品中A2β-酪蛋白的功能研究提供指导意义。

A1/A2型β-酪蛋白检测方法研究进展

乳中最常见的β-酪蛋白主要分为A1型和A2型。A2型为原始β-酪蛋白,而A1型等变异体是源于DNA突变所导致的氨基酸序列发生变化。由于A1β-酪蛋白基因型的个体牛具有较高的产奶量,因此在不断选育后产生了大量的A1型等变异体。但研究表明,A2β-酪蛋白比A1β-酪蛋白表现出更好的生物活性。目前已开发出了各种A2奶类产品,但其中的A1/A2型β-酪蛋白的检测方法还未标准化。就目前常见的A2β-酪蛋白的检测方法进行了分类阐述总结,分别从分子、蛋白质水平以及代谢物差异等方面检测A2β-酪蛋白或检测A2奶中是否存在A1β-酪蛋白。这对未来创新、改进检测A2β-酪蛋白的方法以及建立乳制品中A2β-酪蛋白检测及定量分析提供理论参考,以期更好的便携式现场检测方法标准化地应用于现实。

稳定同位素稀释-超高效液相色谱-三重四极杆质谱法测定牛奶及牛源性婴幼儿配方乳粉中A1型和A2型β-酪蛋白含量

目的建立基于纯化蛋白和稳定同位素稀释-超高效液相色谱-三重四极杆质谱法(ultra performance liquid chromatography coupled triple quadrupole mass spectrometry,UPLC-MS/MS)定性及定量测定牛奶及牛源性婴幼儿配方乳粉中A1和A2β-酪蛋白变异体的分析方法。方法首先将β-酪蛋白标准品中A1和A2β-酪蛋白变异体在高效液相色谱仪上分离,通过各自的纯化蛋白确定两种变异体在标准品中的含量,再将试样中的β-酪蛋白经胰蛋白酶酶解成肽,经UPLC-MS/MS检测。通过筛选的特异肽段,经β-酪蛋白标准品及稳定同位素稀释内标法计算,获得试样中β-酪蛋白A1变异体和A2变异体的含量。结果本研究采用的β-酪蛋白标准对照品中A1和A2β-酪蛋白变异体含量分别为20.8%和55.1%,且在检测中标准曲线的线性相关系数均大于0.99,方法重现性中相对标准偏差为2.290%~4.720%。结论本方法溯源性及精密度好,适用于牛奶及牛源性婴幼儿配方乳粉中两种β-酪蛋白变异体的测定。

基于大肠杆菌表达系统制备β-酪蛋白研究

牛乳中β-酪蛋白含有多种变异体,其中A1β-酪蛋白(A1)和A2β-酪蛋白(A2)是其最常见的2种变异体。由于A1和A2蛋白在氨基酸序列上仅存在个别氨基酸的差异,因此通过常规的分离、纯化手段较难以实现纯度较高的A1和A2蛋白的制备。本研究利用分子生物学手段,分别构建含有CSN2-A1和CSN2-A2目的基因的重组质粒载体pET28a(+)-CSN2-A1和pET28a(+)-CSN2-A2。将构建的重组表达载体导入到大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达和纯化。结果表明,在0.2 mmol/L IPTG,37℃下诱导表达4 h可获得大量蛋白,但通过SDSPAGE电泳显示目的蛋白以包涵体形式表达,存在于细胞破碎后的沉淀中。通过洗涤、溶解、镍柱亲和色谱纯化、复性以及鉴定等步骤最终可获得纯度大于90%(PAGE)的A1和A2重组蛋白,从而为制备A1和A2蛋白提供新的途径。

高原娟姗牛β-酪蛋白A2纯合基因型的筛选鉴定

为了筛选出A2A2基因型娟姗牛,组建A2型奶牛育种核心群,为A2牛奶的开发应用奠定基础。从云南欧亚乳业公司鹤庆有机牧场核心群选取385头娟姗牛进行尾静脉采血,提取血液中基因组DNA,检测浓度和纯度后,将提取的DNA进行PCR扩增并送公司测序,同时对血清中β-酪蛋白的含量进行检测。经不同公司各自使用不同引物进行检测,结果一致。在所有娟姗牛中,检测到3种基因型:A2A2基因型198头、A1A1基因型29头、A1A2基因型158头;3种基因型奶牛分别占51.43%、7.53%和41.04%,A2基因频率达71.95%。娟姗牛β-酪蛋白的平均含量为5.58μg/mL,A2A2型和A1A2型奶牛的β-酪蛋白含量均显著低于A1A1型奶牛(P<0.05),但是A2A2型和A1A2型奶牛之间则无统计学差异(P>0.05)。结果表明,通过DNA测序检测突变位点核苷酸能够鉴定出A2A2基因型娟姗牛,β-酪蛋白含量测定不能分辨出A2A2型和A1A2型娟姗牛。与ELISA蛋白检测方法相比,DNA测序法具有快速准确、成本较低等优点,可作为牛群分型的理想方法。

β-酪蛋白A2A2基因型奶牛在黑龙江省某牛场中的分布及泌乳性能

为探究β-酪蛋白A2A2基因型奶牛在牛群中的分布及泌乳性能,本研究对黑龙江省某规模化奶牛场第1胎次314头荷斯坦牛的血液样本中β-酪蛋白基因进行测序和分型检测;比较β-酪蛋白A1/A2基因型奶牛的分布规律及泌乳性能。结果表明:牛群中A1A1基因型频率为18.97%,A1A2基因型频率为48.41%,A2A2基因型频率为32.80%,A1基因频率为42.99%,A2基因频率为57.01%;β-酪蛋白不同基因型(A1A1、A1A2和A2A2)奶牛的泌乳量、乳脂和乳蛋白率等泌乳指标差异不显著。

α-乳白蛋白与β-酪蛋白预防炎症的协同作用研究

牛乳中酪蛋白比例高,而母乳中乳清蛋白含量高,α-乳白蛋白、β-酪蛋白作为母乳中主要的乳清蛋白和酪蛋白,以α-乳白蛋白和β-酪蛋白为研究对象,利用脂多糖(LPS)诱导RAW264.7细胞炎症反应,探究不同比例的组合蛋白对细胞炎症的预防作用,探索乳清蛋白和酪蛋白的最佳配比,使婴配粉更贴合母乳。结果表明,添加α-乳白蛋白和β-酪蛋白单体能改变炎症因子mRNA和蛋白水平的表达,然而当混合比例为1:0.17时效果最佳,能显著降低白介素6(IL-6)、白介素10(IL-10)、髓样分化基因88(MyD88)、Toll样受体4(TLR4)在mRNA水平的表达,在蛋白水平降低IL-61.99倍、白介素1β(IL-1β)3.91倍、肿瘤坏死因子α(TNF-α)2.72倍。通过抑制非TLR4介导炎症信号通路关键蛋白NF-κB p65的磷酸化抑制炎症的发生。本研究明确了α-乳白蛋白和β-酪蛋白预防炎症发生的最佳比例,初步阐明了两者协同抗炎的作用机理,为其在婴幼儿配方奶粉中的精准添加提供理论支持和技术指导。

酪蛋白磷酸肽-无定形磷酸钙联合原花青素对牙本质小管封闭作用的研究

目的探讨酪蛋白磷酸肽-无定形磷酸钙(casein phosphopeptide-amorphous calcium phosphate,CPP-ACP)联合原花青素(proanthocyanidin,PA)对牙本质小管的封闭效果。方法选择2022年3—6月哈尔滨医科大学附属第一医院因阻生或正畸治疗而拔除的磨牙20颗,每颗牙可截取两个牙本质切片,共得到40个牙本质切片,将其作为试件并采用随机数字表法分为A、B、C、D组,每组10个试件。A组应用CPP-ACP处理牙本质表面,B组应用PA处理,C组应用CPP-ACP联合PA处理,D组不做处理。使用扫描电子显微镜观察试件的牙本质小管封闭情况,计算牙本质小管的封闭率和矿化物在牙本质小管内的最大沉积深度,并测量试件表面的显微硬度;再进行耐久性实验(酸性溶液处理和刷牙处理),然后用扫描电子显微镜观察牙本质小管的封闭率。比较各组牙本质小管未封闭面积及封闭率、显微硬度、耐久性实验前后的封闭率。结果牙本质小管的未封闭面积C组B组>A组>D组,差异均有显著性(P<0.001);矿化物在牙本质小管内的最大沉积深度达到16.04μm(C组)。B组的表面显微硬度值最高(P<0.05);经酸性溶液处理及刷牙处理后,C组仍表现出最高的牙本质小管封闭率(P<0.05),且耐久性实验前后封闭率比较差异无显著性(P>0.05)。结论CPP-ACP联合PA可有效封闭牙本质小管,并表现出更高的封闭率和再矿化深度,且形成的再矿化层具有较好的耐酸性和耐磨性。