MFGM

MFGM，英文全稱為Milk Fat Globule Membrane，直譯為乳脂球膜。它是母乳中繼DHA之後的腦部營養突破性發現，經科學驗證，它能夠幫助寶寶腦部發育，讓大腦反應靈敏，同時也被發現對免疫和腸胃健康有益。同時，根據過去二十多年的對MFGM和其組分的基礎研究，其安全性和耐受性也經過臨床驗證。

基本介紹

• 中文名：MFGM乳脂球膜
• 外文名：Milk Fat Globule Membrane
• 功能：有助大腦、認知、和行為發育

球膜介紹

MFGM乳脂球膜以一種微小的球狀物存在於奶中，直徑大約為0.2 μm~15 μm^[1],外面被一層很薄的膜所包圍,這層膜被稱為乳脂肪球膜(MFGM),它的橫截面大約為10nm-20nm（納米）,起著乳化劑的作用並阻止乳脂肪球的聚合和酶退化^[2]。MFGM包含複雜的蛋白混合物、酶、中性脂和極性脂，人們普遍認同其是由蛋白磷脂膜構成的三層膜結構。

由於MFGM乳脂球膜穩定結構不僅在乳清屏障界面中發揮著重要作用，還控制著多種物理和酶化學反應速度^[2]。所以有研究指出，MFGM中的蛋白質及脂質的特性能提高嬰幼兒神經系統和免疫系統的生長發育。 但是乳腺分泌以及牛乳後續的加工處理過程，都會引起MFGM發生變化^[3]。此外，其乳化性及穩定性也使其在食品與非食品領域的套用受到越來越多的關注^[1]。

發現與來源

MFGM的形成與母乳中的乳脂分泌過程緊密相關：乳脂肪球從乳腺細胞釋放到母乳的過程中，通過細胞膜時，被三層磷脂層包裹，這種三層磷脂分子層統稱為MFGM這一特別的分泌過程，能將母親自身細胞表面的膜結合蛋白、糖類和脂質，收集並轉移進入母乳。該泌乳過程發生在所有類型哺乳動物的母乳生成中，包括人類和牛等。

成分與結構

MFGM主要成分為膜特異性蛋白質、糖蛋白、磷脂、神經鞘脂類。但由於所使用的分離、純化和分析技術有較大差異，因此關於MFGM組分的結果未達成一致^[2]。MFGM的基本組分如表1所示。

從脂核向外看，MFGM包含內單層的極性脂和被細胞內的脂肪小滴所包圍的蛋白，一個電子密集的蛋白外套位於雙分子層膜的內表面最後形成真實的極性脂和蛋白雙分子膜。細胞質產生在內部外套和外部雙膜層之間形成“細胞質月牙”。MFGM中的大部分膜來自分泌細胞頂點上的質膜。對於這種膜最能接受的模型是流動的鑲嵌模型。這種模型表明磷脂雙分子層膜作為膜的中樞，以一種流體的狀態存在，外圍的膜蛋白部分的鑲嵌或鬆散的結合在雙分子層膜上。膜蛋白橫穿脂雙分子層膜，來自醣脂類和醣蛋白的一部分碳水化合物露在外部，膽固醇出現在極性脂雙分子層膜中。

如何分離和純化乳脂球膜

分離MFGM的步驟主要有4步：脂肪的分離、脂肪清洗、乳脂球膜從脂肪球中釋放和乳脂球膜的收集。首先，可以通過離心和小型奶油分離機分離奶中的脂肪。第二步，用3-5倍體積的蒸餾水或去離子水洗滌奶油3次，也可以用蔗糖、鹽溶液（如KCl）洗滌，目的是去掉游離的酪蛋白和乳清蛋白^[14]。通常情況下，加入清潔劑或分離劑可以促進洗滌效果。近年來，脫脂乳超濾液也可以用做洗滌溶液。在分離脂肪球之前，如果奶是懸浮在洗滌液中可以減少洗滌次數。第三步奶油洗滌完後，MFGM可以通過攪乳從甘油三酸酯脂肪核中釋放出來進入水相，在還原溫度下攪拌或通過反覆的溶解-冷凍也可以使MFGM釋放出來。另外，通過利用極性對質子惰性溶劑、膽汁鹽或非離子型洗滌劑也可以使MFGM直接釋放出來。直接提取可導致MFGM得率偏低，套用化學物質的濃度、提取的時間和溫度也可以造成MFGM組分在一定程度上發生變化^[15]。最後，從酪乳和奶油乳清中釋放出來的MFGM可以通過超速離心、冷凍乾燥和微濾收集起來。兩種組分，上清液和懸浮的MFGM小球可以通過超高速離心獲得。MFGM懸浮液也可以在較低pH(4.6)和用飽和硫酸銨溶液沉澱出來，然後通過離心分離出來。

總的提取路線如圖2所示。

生理功用

1 對大腦、認知、和行為發育的益處

母乳中MFGM乳脂球膜的一個重要作用，就是支持神經髓鞘的形成，並進而支持大腦的發育。在中樞神經系統，MFGM乳脂球膜的關鍵成分也是髓鞘的重要成分，它能使神經軸突絕緣，並維持神經信號的有效傳導，有助信號傳遞快速、完整，避免信號損失，讓大腦反應靈敏。

人全身的神經纖維總長度甚至可以繞地球4周多，在這么長的神經纖維上，各種信號的傳導速度必須足夠快，才能反應靈敏。在MFGM乳脂球膜的參與下，神經被髓鞘包裹“絕緣”，因此神經信號能傳導得快：被髓鞘完全包裹的正常神經纖維上，最快的信息傳導速度可超過111米/秒！而未被髓鞘完全包裹的神經上，信號則傳導得慢；二者可以通俗地想像為袋鼠跳和蝸牛爬的速度差別。

2乳脂球膜改善代謝模式

流行病學資料以及動物模型的研究顯示，嬰幼兒早期的營養供給與成年後代謝性疾病的發生有密切關聯，該觀點被稱之為代謝程式化。觀察性研究顯示，配方粉餵養兒較母乳餵養兒在成年後有更高的代謝性疾病風險；配方粉餵養兒早期體格增長較快，可能導致成年後超重、Ⅱ型糖尿病[4－5]、高血壓和高血脂。比較母乳餵養和配方粉餵養兒血漿膽固醇變化軌跡發現，母乳餵養組在嬰幼兒早期血漿總膽固醇和LDL－膽固醇較高，而兒童期的血總膽固醇和LDL－膽固醇較配方粉餵養組低，推測該膽固醇代謝規律可能與成年期代謝性疾病有關。Timby等開展的隨機對照雙盲實驗還評價了MFGM 對嬰兒心血管風險標誌物的影響，240名<2月齡的嬰兒隨機分為3組，分別接受普通配方奶、添加牛LacprodanMFGM－10的配方奶和純母乳餵養，持續4個月，添加MFGM 的配方奶在單位體積能量、蛋白質和脂肪酸構成方面接近普通配方奶，但含有較高的磷脂和膽固醇。分別在4、6和12月齡評價心血管風險標誌物，結果表明在干預期間添加MFGM組的總血漿膽固醇高於普通配方奶粉組，達到母乳餵養兒水平，但干預結束6個月後兩個配方奶組的差異消失；整個研究期間LDL/HDL比值與普通配方奶組無差異，但低於母乳餵養組，作者認為添加MFGM使得嬰兒血漿總膽固醇水平更接近母乳。

3減少中耳炎累積發病率

Timby等[30]將160名<2月齡嬰兒隨機分為補充MFGM 的低能量/低蛋白實驗組（能量60kCal/中國兒童保健雜誌2016年01月第24卷第1期　CJCHC　JAN．2016，Vol　24，No．1 45 100ml，蛋白為1．20g/100ml）和普通配方奶組（能量66kCal/100ml，蛋白1．27g/100ml）餵養至6月齡，80名母乳餵養的嬰兒作為對照。追蹤至12月齡，發現試驗組的急性中耳炎的累積發病率為1%，低於對照組的9%（P=0．034），實驗組嬰兒退熱藥使用明顯低於不添加MFGM 配方奶的對照組。他們的研究還發現，添加MFGM 配方奶的嬰兒對10價肺炎疫苗的免疫應答增強。

4減少發熱天數和減少退燒藥使用頻率

Veereman－Wauters等對253名兒童的前瞻性隨機雙盲對照試驗也有類似的結果，連續6個星期飲用添加MFGM 的配方奶後，兒童發熱（>38．5℃）的天數和<3d的短期發熱均少於飲用未添加MFGM 配方奶的兒童。

根據對照組對比，與標準配方奶粉組相比，MFGM組使用退熱藥頻率降低（從43%下降至25%），縱向患病率顯著降低。

5減輕腹瀉嚴重程度

輪狀病毒或其他病原體導致的急性胃腸道感染是5歲以下嬰幼兒發病及死亡的主要原因，尤其在開發中國家。母乳餵養可減少這種嚴重的胃腸道感染疾病的發生或減輕其症狀。近年來發現乳脂球膜可以減少輪狀病毒、幽門螺桿菌和大腸桿菌等在腸道的定植或侵入，被認為可能為母乳的保護機制之一。與乳汁中其他蛋白不同的是，MFGM 中含有大量高度糖基化的糖蛋白，具有與母乳其他蛋白不同的生物活性。秘魯一項隨機對照雙盲試驗研究中，在6～11月齡嬰兒每天40g的輔食中添加不同來源的蛋白質，實驗組蛋白中含有MFGM 蛋白，對照組給予脫脂乳蛋白，追蹤6個月觀察嬰兒的腹瀉發生率、貧血和微量元素

水平。兩組的血紅蛋白含量、血清鐵蛋白、鋅含量和葉酸含量無差異，但腹瀉的發生率存在明顯差異，分別為3．84%和4．37%（P<0．05）；校正貧血水平和飲用水衛生等因素後，補充MFGM 蛋白可降低腹瀉的發生（OR=0．54，P=0．025）

6 提高包括對HIV感染的免疫

有研究發現嗜乳脂蛋白能夠調整致腦炎T 細胞對髓磷脂少突細胞糖蛋白的應答。這些發現表明食用富含MFGM 較多的奶產品可能通過調整髓磷脂少突細胞糖蛋白對病原體的應答從而提高對自身的免疫作用。MFGM 中的粘蛋白在抗感染免疫機制中也起到重要作用，粘蛋白可以與樹突細胞（DC）特異細胞間粘附分子3 非整合素（DCSIGN）結合，阻斷DC－SIGN介導的HIV 感染CD4陽性的T細胞，進而阻斷HIV感染，粘蛋白O端糖鏈在抗HIV感染過程中具有重要作用。以往認為母乳中IgA為主要保護機制，但目前發現，母乳中IgA可能主要反映了長期母體免疫記憶。而母乳的粘蛋白通過直接干擾病原體與糖聚合物的黏著，阻止病原體，尤其是某些突變的病原體與碳水化合物受體結合，與母乳中IgA共同發揮保護作用

總結與結論

基於過去和現在對於母乳的研究加深了我們對於母乳的成分、作用、變化性以及嬰兒對母乳的需要的理解。 相當多的研究都表明MFGM乳脂球膜在人乳和牛乳中呈現複雜獨特的結構，是多種生物活性化合物的來源之一，也有越來越多的證據證明了MFGM乳脂球膜的安全性和功效。臨床前研究已表明了由MFGM衍生的生物活性成分對大腦的結構和作用、對腸道的發育和免疫防禦的有利影響。同樣，兒科臨床試驗已報告說明了MFGM乳脂球膜對認知能力以及免疫情況的有利影響。在給從早產兒到學齡前的年齡段人口的飲食中，補充MFGM乳脂球膜，已證實對兒童的認知能力、行為、腸道菌群組成、發熱發病率、細菌感染疾病（包括腹瀉和中耳炎）都有臨床上的改善作用。

當前對MFGM乳脂球膜中存在的主要蛋白質的分離鑑定及生物學功能研究取得了顯著進步。套用微濾分離工藝從酪乳中提取脂肪球膜，實現規模化生產基本可行，但仍存在問題，即使溫和的加工處理條件，也很容易引起脂肪球膜蛋白的變性與凝聚，影響其功能特性。因此，仍需要進行分離提取工藝的改進研究。脂肪球膜特定成分對人類健康的作用備受關注，需要進行更深入的研究。

隨著更多臨床證據的出現，乳脂球膜將會作為類脂和多種活性蛋白的來源添加到嬰幼兒食品中，以獲得更好的餵養效果。