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从铁饱和度读懂乳铁蛋白

[ 信息发布:管理员 | 发布时间:2022-10-18 ]

乳铁蛋白产品引入我国乳制品和食品市场已有数年;乳铁蛋白的结构功能大家都已耳熟能详。乳铁蛋白的相关法规也不断推出、日趋完善。如国家卫健委分别在2004年的6号公告中、GB14880-2012和2013年的11号公告中对乳铁蛋白的添加量做了规定。2016年推出了作为食品营养强化剂乳铁蛋白的国标GB1903.17-2016,其中规定乳铁蛋白占总蛋白质量百分比95%,采用高效液相色谱-紫外检测器法,而铁含量在35mg/100g,检测方法GB5009.90。

此外,食品安全国家标准《食品中乳铁蛋白的测定》的征求意见稿也已完成,提出采用肝素亲和-高效液相色谱法通过紫外检测器或二极管阵列检测器检测食品中乳铁蛋白的含量。

目前很多婴儿配方奶粉的注册配方中都添加了乳铁蛋白,也有一些保健品和营养品、漱口液等产品中添加乳铁蛋白。然而,在应用中人们还是有一些疑问,乳铁蛋白含铁量和铁饱和度对乳铁蛋白有何影响?乳铁蛋白有抑菌作用,那么添加乳铁蛋白会不会抑制益生菌生长,乳铁蛋白会不会抑制酸奶生产中乳酸菌的发酵?在这里,我们专门搜集了一些相关信息来和大家分享。

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乳铁蛋白的含铁量和铁饱和度的关系

从乳铁蛋白分子的空间结构图可见,乳铁蛋白的二级结构呈现“二枚银杏叶型”结构,铁离子的结合点位于两叶的嵌入部分,一分子的乳铁蛋白可以结合两个铁离子。那么,从理论上1摩尔乳铁蛋白结合2摩尔铁,乳铁蛋白分子量在78KD,1g乳铁蛋白含有1.4mg铁被认为是100%铁饱和[1]。

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铁含量和铁饱和度的检测方法

乳铁蛋白的铁饱和度只是一个理论计算值,即以所有乳铁蛋白分子都结合两个铁原子的铁含量为完全饱和,而乳铁蛋白产品中实际铁含量与理论饱和铁含量的比值即为乳铁蛋白产品的铁饱和度。因而我们一般只检测乳铁蛋白占总蛋白的含量,和铁含量即可。乳铁蛋白的国标GB1903.17-2016中规定:乳铁蛋白占总蛋白质量百分比≥95%,采用高效液相色谱-紫外检测器法,而铁含量要求≤ 35mg/100g。按照GB1903.17-2016规定,铁含量的检测方法为 GB5009.90食品中铁的测定,火焰原子吸收光谱法,或电感耦合等离子体发射光谱法ICP-OES、电感耦合等离子体质谱法ICP-MS。

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乳铁蛋白饱和度的分类

乳铁蛋白的铁饱和度就是指乳铁蛋白中的铁与乳铁蛋白总铁结合能力的百分比。有研究对乳铁蛋白铁饱和度的检测方法进行了比较,实际应用中可以依照检测目的和设备条件进行方法的选择[2]。牛乳铁蛋白与人乳铁蛋白的分子氨基酸同源性达69%,但天然的牛乳铁蛋白的铁饱和度为15%左右,人乳铁蛋白的铁饱和度仅为4%左右。有人将牛乳铁蛋白粉产品按照乳铁蛋白铁饱和度进行分类铁饱和度低于5%的乳铁蛋白被称为无铁乳铁蛋白(apo-Lf),铁饱和度高于85%的乳铁蛋白被称为铁饱和乳铁蛋白(holo-Lf)。而美国乳清及糖产品参考手册中:乳铁蛋白产品的铁饱和度分类按照铁含量表示,高饱和度铁含量为100mg/100g蛋白质;中饱和度35mg/100g蛋白质;低饱和度<10mg/100g蛋白质[3]。

铁饱和度是乳铁蛋白的一个特性指标,铁饱和度的不同会也对其感官特性和生物活性产生一定的影响。不同饱和度对乳铁蛋白性能的影响[4]:

1)色泽和溶解性:乳铁蛋白铁饱和度越高则颜色越红;但铁饱和度对乳铁蛋白的溶解性没有显著影响;2)抑菌作用:乳铁蛋白的铁饱和度越低,乳铁蛋白的抑菌作用越好;这主要是通过结合铁离子,消除铁催化微生物代谢产生的过氧化氢形成的自由基,而乳铁蛋白的抑菌作用对铁具有依赖性。热处理后,乳铁蛋白的抑菌作用表现为低铁饱和度的乳铁蛋白对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制作用稍有降低,而高铁饱和度乳铁蛋白的抑菌性在95℃/15s热处理后较为稳定。3)热稳定性:乳铁蛋白的铁饱和度越高,分子结构越紧密,热稳定性越好加热后发生的聚集更少。通过差示扫描量热法研究纯化的牛乳铁蛋白的无铁乳铁蛋白、天然乳铁蛋白和铁饱和乳铁蛋白三种形式的热稳定性,它们的变性温度分别为60~66℃、70~73℃、88~92℃[5]。4)清除自由基和抗氧化性:热处理对乳铁蛋白清除自由基的特性影响不明显。随着乳铁蛋白铁饱和度的增加,乳铁蛋白对各种自由基的抑制率逐渐降低。

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乳铁蛋白会抑制益生菌生长和乳酸菌发酵吗?

乳铁蛋白可作为铁供体,促进具有较低铁需求的有益细菌的生长,如乳酸杆菌属或双歧杆菌属。有研究表明乳铁蛋白不但不会抑制益生菌的生长,还会刺激双歧杆菌的生长,用于含乳食品或含有益生菌的营养配方食品中,具有相得益彰的作用。我们的实验结果表明,在灭菌牛奶中,添加发酵剂后,按照一定量添加乳铁蛋白(0.02~0.1%W/W),与对照相比对酸奶的酸度和凝乳时间几乎没有影响,可以在正常发酵条件下达到发酵酸度,很好的凝乳。

05

乳铁蛋白的其他应用

除在婴儿配方奶粉的应用已被人们熟知,乳铁蛋白在其他食品和保健品中也有应用。乳铁蛋白可加入到酸奶和酸性饮料中。乳铁蛋白的特性之一就是在低pH环境下稳定,适宜在预热、发酵后与水果配料混合,加入到饮用酸奶中;或在牛奶热处理后,与发酵剂或水果配料一起加入产品中。

乳铁蛋白在非食品也有广泛应用,可以应用于化妆品和口腔护理品以及畜禽肉产品,如用于口香糖、涑口水、牙膏以及肉类防腐剂中[6]。也有尝试通过乳铁蛋白与硫酸亚铁治疗妊娠期缺铁性贫血的临床研究[7]。

参考文献:

[1 ]Bokkhim H , Bansal N , Lisbeth Grøndahl, et al. Physico-chemical properties ofdifferent forms of bovine lactoferrin[J]. Food Chemistry, 2013,141(3):3007-3013.

[2] 王彩云等,乳铁蛋白铁饱和度检测方法的对比[J]. 中国乳品工业 2015,45(2)

[3] 美国乳清及乳糖产品参考手册 2003版

[4] 王淑晨,于景华,刘晓辉,骆志刚.乳铁蛋白铁饱和度对其耐热性、抑菌作用及抗氧化性的影响[J].中国乳品工业2019,047(010):29-33

[5] Indyk H E, McGrail I J, Watene G A, etal. Optical biosensor analysis of the heat denaturation of bovinelactoferrin[J]. Food chemistry, 2007, 101(2): 838-844.

[6] 澳大利亚乳品原料参考手册 第二版(2008)

[7] Rezk M, Dawood R, Abo-Elnasr M, et al.Lactoferrin versus ferrous sulphate for the treatment of iron deficiency anemiaduring pregnancy: a randomized clinical trial[J]. Journal of Maternal-FetalMedicine, 2015, 29(9):1387-1390.

(文章来自: 银河路Milkyway -刘晓辉)

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