話說牛乳

學術園地

話說牛乳(五)

臺灣大學動科所暨食科所名譽教授

      行政院國科會傑出特約研究人員

         乳協顧問/林慶文

 ◎乳鐵蛋白的機能性

乳鐵蛋白(lactoferrin, Lf)在牛乳中含量極微,不易分離。因此,牛乳如何有效地全部被利用極為重要。
牛乳為素材的充分利用,當然需檢討乳鐵蛋白分離後的牛乳再利用。

一、

乳鐵蛋白的利用
乳鐵蛋白因有強烈的結合鐵的能力,故有種種生理特性效果。

1.

靜菌效果
對細菌的增殖而言,必須將鐵離子自apo-Lf去除,故乳鐵蛋白能抑制細菌的增殖。且添加apo-Lf的培養基,培養Str.mutans時,細菌利用葡萄糖的能力亦會受阻礙,所以乳鐵蛋白不僅有靜菌效果,亦有抗菌作用。
乳鐵蛋白的pH值,在人型為2.0,牛型則均會被胃蛋白?消化,而在中性附近幾不受分解,對胰蛋白?則apo-Lf能被分解。實際利用乳鐵蛋白時,宜再考慮此等性質而予適當處理的必要。

2.

鐵吸收效果
身體中的鐵缺乏,或呈貧血狀態時,能由Fe-Lf的投與而有改善貧血的效果。今後,可望供作貧血治療飲食的素材。

3.

免疫調節機能
乳鐵蛋白有扮演活化單球或巨噬細胞(macrophage)免疫系的作用,且有阻礙補體C2附著紅血球的作用,然對其利用方法則未見有具體報告。

4.

細胞增殖效果
乳鐵蛋白與運鐵蛋白(transferrin,Tf)同樣是培養細胞增殖所必需的因子,即在大鼠3T3細胞,Fe-Lf則遠比Fe-Tf具有高度增殖細胞的能力。尤其於利用無血清培養機時,Fe-Lf可望供作細胞的增殖因子。

5.

感染防禦效果
乳鐵蛋白含有涎酸(sialic acid)或甘露糖(mannose)的異型醣鍵,為具有生理特性機能之緣由。即病原菌或病毒與具有醣鍵的乳鐵蛋白結合時,附著細胞的增殖即被抑制。
乳鐵蛋白目前已應用於嬰兒乳粉,將來更可供作食品或醫藥素材。

 ◎飼料中增添乳鐵蛋白的效益

初乳對新生仔牛是重要的日糧,如母乳中所存在的被動免疫球蛋白的效益。除了含有免疫性球蛋白外,另含有許多生物活性物質,即對新生仔畜免疫系統的發展及抗病力的增加(Shah,2000)。乳鐵蛋白是初乳中生物活性物質的一種,是結合鐵的醣蛋白,存於初乳與多數哺乳動物乳與許多身體分泌液,包括支氣管粘液與淚液。乳鐵蛋白產於哺乳腺,有防範新生仔畜小腸的感染。
下痢是仔畜常見的疾病,是源於眾多病原菌或病毒。常見的病原菌有腸內病毒性大腸菌、輪狀病毒、冠狀病毒與沙門氏菌等。乳鐵蛋白可以防止此等病原菌的感染。例如,此等活性在仔畜的腸胃道,則可當作防病補助劑以預防疾病的發生或下痢的處理。
乳鐵與一般牛乳含乳鐵蛋白低,若供作斷乳前仔畜補充日糧,則可促進健康及全方位性能表現,也就是乳鐵蛋白能促進健康、生長、飼料攝取與飼料效力等。

 ◎乳鐵蛋白是一種新型骨頭生長因子

乳鐵蛋白如前所述,是一種鐵結合的醣蛋白,屬於運鐵蛋白家族,存於母乳、上皮細胞的分泌物,以嗜中性球的次級顆粒中,在健康血液乳鐵蛋白的濃度為每公攝為2∼7*10-6公克。乳鐵蛋白對抗菌性及免疫活性具有甚大影響。據最近報告,也證實它能促進骨頭生長。在生理濃度,乳鐵蛋白能激化增生及初級骨母細胞(osteoblasts)差別化,同時亦能抑制血清退化引起的衍生下垂(apoptosis)
乳鐵蛋白也能影響骨母細胞形成,也能影響鼠骨髓培養物。乳鐵蛋白具有能抑制蝕骨細胞(osteoclast)的形成。
牛乳是富含生物活性的液體,包含多種生長因子,以及同時提供極速骨骼生長的營養,及初生兒的發展。因此,它認為是一種可能對骨頭合成代謝來源的因子。最近研究證實,自牛乳萃取之乳清蛋白在骨母細胞的初級培養物。

 ◎乳鐵蛋白作用於骨母細胞的機制

乳鐵蛋白對骨母細胞的合成代謝,及試管外試驗蝕骨形成的抑制,也即試管內試驗對骨質有正面效果。
乳鐵蛋白是經低密度蛋白protein-1的受體,對骨質細胞的作用可能有影響。總之,它在骨的生長具有生理上的角色。除此之外,對骨頭不整具有潛力的治療目標。例如骨質疏鬆症,及促進修補骨頭有用的利用性。

 ◎新型的牛乳-MSP

現代人即使健康,亦會隨著年齡增加而使骨質變脆、骨量減少,這就是骨的生理老化現象,亦為任何人無法避免的事實。如果骨質疏鬆者,其骨量減少的程度更比健康者來得快又大,所以更容易引起骨折形成惡性循環。骨質疏鬆症的發生原因,是骨中的鈣質減少,使內部骨質呈鬆脆的蜂窩狀,就很容易發生骨折。乳清蛋白中萃取之乳鐵蛋白,如前述,可促進骨母細胞,且能抑制蝕骨細胞的生成,市上之新乳產品MSP(Milk Source Protein)即這類產品。
主要文獻

1.

Dorit,N.et al. 2005. Lactoferrin-a novel bone growth factor.  Clinical medicine & Research 3:93-101.

2.

Jillian, C. et al. 2006. Lactoferrin is a potent regulator of bone cell activity and inereases bone formation in vivo.  Endocrinology145:4366-4374.

 以下文章接續三月號(72期酪農天地─話說牛乳)

 ◎殺菌過程所致的乳質惡化

在工廠階段,最能影響乳質為殺菌時的加熱工程。如眾週知,人乳(母乳)以生鮮狀態飲用為最佳,而本來牛乳也以生鮮飲用,不加熱較為優良。然而,歷史上亦有源於牛結核病而致死之例,因此將市販牛乳殺菌,此為不得已之工程。
殺菌即pasteurization,本來「不損傷有益乳酸菌、營養、風味等牛乳特性,僅僅殺滅有害病原菌」,如此被定義。符合像這樣的條件,方法有低溫長時間殺菌法(LTLT)或高溫短時間殺菌法(HTST),這樣殺菌法已被細菌學者或營養學者所確認,且在這個世界廣泛地被實行。
在台灣一般所市販的牛乳,為超高溫滅菌法(UHT)處理的牛乳,如果這種處理的牛乳,經過無菌充填,則成無菌牛乳或保久乳(long life milk, L. L milk)。這種牛乳的超高溫滅菌法(sterization),應與上述的殺菌法非常嚴格區分不可。國家標準則通通歸納於鮮乳。保久乳自其字義:可保存長久的時間來看。應與保存短暫的鮮乳劃分區隔。
過度加熱的牛乳,尤其是在超越攝氏100度的牛乳,則所含豐富而容易消化吸收的可溶性鈣被破壞等發生營養上的問題。
現在在台灣,極少部分的牛乳(LTLT牛乳或HTST牛乳),而大部分為超越100度的超高溫瞬間滅菌(UHT)牛乳。

 ◎生產者與消費者共同製出優質鮮乳

實踐真正的牛乳僅靠酪農是不夠的。而消費者的接受或認知才是重要。與其外觀上的便利性而應重視回歸安全性、營養、風味。所謂「牛乳的新鮮」係保存日期在新鮮範圍內飲用。
從酪農至工廠至流通至消費間的關係,在各個不分段的狀況,始能實現「真正的牛乳」,且繼續維持為條件。
目前臺灣酪農飼養規模已逐漸擴大,2005年的飼養規模(頭/戶)已達159頭。每頭平均產量達19公斤。消費量每人16公斤,比鄰近的日本39公斤,也不及二分之一。同樣是黃色人種,生活習性相近,然而他們認知生乳營養的程度,認為牛乳並非飲品,而是生活必需品,若牛乳的消費也能和米飯一樣被視為生活的必需品,必能突破現今牛乳消費量衰退的問題。自農業發展史看,臺灣直到1957年始推廣酪農事業,對於乳與乳製品的攝取於終戰(1945)後,自美國援助脫脂乳粉及煉乳給國小學生或貧民後,才逐漸普及。
爾後,臺灣才從以米飯為中心的碳水化合物的飲食生活移轉為蛋白質與脂肪較多的飲食,和以牛乳消費為主要西歐諸國(法、英、德)相較,臺灣尚不及其六分之一。臺灣自2002年加入世界貿易組織(WTO)後,乳品(包括液態乳)進口量有逐年增加的趨勢,但進口以超高溫滅菌乳(L.L牛乳)為主,L.L牛乳永遠無法達到國產特色的保存期短,要冷藏、新鮮、衛生安全的牛乳。提供國人高品質的牛乳,也就是這種國產牛乳。酪農、乳廠、消費者在共同監視下發展這種國產牛乳的必要。