婴儿配方奶粉是无法进行母乳喂养的母亲最常选用的代乳品，由于母乳能提供婴儿6个月内生长发育所需的全部营养成分，婴儿的营养素需要量是根据母乳中各营养素的含量来确定的，婴儿配方奶粉中营养素的种类和含量一直在以母乳为金标准。众所周知，牛乳与人乳在很多方面存在差异，其中蛋白质的组成种类与含量是二者主要区别之一(表1)[1]。首先，乳清蛋白和酪蛋白的比例不同，母乳为60∶40，牛乳为20∶80[2]，目前大多数婴儿配方奶粉已将上述比例调整至与人乳相似，但传统奶粉中α-乳白蛋白的含量与母乳还存在较大差异。母乳中主要乳清蛋白是α-乳白蛋白，占总蛋白含量的20%～25%[3]，不含β-乳球蛋白；而牛乳中α-乳白蛋白只占2%～3%[4]，传统奶粉中的乳清蛋白主要是β-乳球蛋白，α-乳白蛋白含量很低，见表1。近年来，α-乳白蛋白对婴儿生长发育的有益作用备受关注。随着乳品生产工业技术的进步，提高配方奶粉中α-乳白蛋白的含量也已经得以实现。本文将系统论述α-乳白蛋白的结构特性、生理功能及其对婴儿生长发育的影响。
表1人乳与牛乳蛋白组成种类与含量的比较(g/100 ml)
一、α-乳白蛋白的存在与特性
α-乳白蛋白主要存在于哺乳动物的乳汁中。α-乳白蛋白一个重要的生理功能是调节乳糖的合成及乳汁的分泌。α-乳白蛋白与β-1,4-半乳糖基转移酶形成酶复合体，催化葡萄糖合成乳糖,乳腺细胞合成乳糖后产生渗透压，母体血液循环中的体液得以进入乳腺，形成乳汁的含水组分,乳糖合成过程完成后，α-乳白蛋白立即从酶复合体中游离出来，成为乳汁中的一种生物活性成分。α-乳白蛋白为结构紧密的钙结合球蛋白，其三级结构与C型溶菌酶相似。人乳与牛乳α-乳白蛋白均为123个氨基酸组成的单链氨基酸，有74%的氨基酸序列相同，6%的氨基酸序列相似。
二、α-乳白蛋白的氨基酸组成
α-乳白蛋白富含必需氨基酸(表2)[5]，特别是半胱氨酸和色氨酸(传统奶粉的一种限制性氨基酸)含量较高。半胱氨酸是谷胱甘肽(新生儿机体抗氧化系统的重要部分)的组成成分，还是合成牛磺酸的前体物质，牛磺酸在婴幼儿神经系统的生长发育过程中起重要作用。色氨酸是合成神经介质5-羟色胺的前体物质，色氨酸缺乏可能会对有意识的行为和睡眠状况造成影响。同时，支链氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸)与芳香族氨基酸(色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸)由同一载体转运穿过血脑屏障，牛乳全蛋白中支链氨基酸及其他2种芳香族氨基酸的浓度高于人乳全蛋白，不利于色氨酸进入脑组织。而牛乳α-乳白蛋白富含色氨酸，且支链氨基酸及其他2种芳香族氨基酸的含量低于人乳全蛋白。
婴儿一些氨基酸合成途径还未完全形成，可能会缺乏某些限制性必需氨基酸。为了保证色氨酸等必需氨基酸的供应量，传统配方奶粉中的蛋白质含量高达15 g/L，而人乳(成熟乳)中的蛋白质含量约为9～11 g/L。高蛋白质含量可能导致某些非必需氨基酸超量，多余的氨基酸必须被代谢分解，以尿素的形式随尿液排出体外。最近FAO/WHO/UN组织的一份研究报告建议婴儿配方中的蛋白质含量应减少10%～26%。膳食推荐摄入量(DIRs)定义的0～6个月婴儿蛋白质适宜摄入量已从以往的2.2 g/(kg·d)下降到1.52 g/(kg·d)[6]。增加配方奶粉中α-乳白蛋白的含量能够在满足婴幼儿氨基酸需要量的同时降低总蛋白质的含量。
表2人乳与牛乳全蛋白及α-乳白蛋白氨基酸组成(%)
三、α-乳白蛋白与婴儿血清色氨基酸及尿素氮、血肌酐水平
多项研究显示，食用富含α-乳白蛋白的配方奶粉可以提高婴儿血清色氨酸水平。20世纪90年代，Heine等[7]以31名足月儿为研究对象，采用交叉设计，比较标准配方奶粉、富含α-乳白蛋白的配方奶粉及母乳对婴儿血清色氨酸水平的影响。将研究对象分为3组，第1组为母乳对照。第2组和第3组均先接受标准配方奶粉两周。接下来第2组先接受含中剂量α-乳白蛋白的配方奶粉两周，然后含高剂量α-乳白蛋白的配方奶粉两周，第3组顺序相反。结果显示，第2、3组研究对象在接受含高剂量α-乳白蛋白配方奶粉的两周内，血清色氨酸水平与母乳喂养儿无差异，而在接受标准配方奶粉及含中剂量α-乳白蛋白配方奶粉的两周内，血清色氨酸水平低于母乳喂养儿，差异有统计学意义。近几年的几项随机对照临床研究[8-10]也得出一致的结论，显示接受富含α-乳白蛋白的配方奶粉后，婴儿的血清色氨酸水平不低于母乳喂养儿。其中两项研究同时测定了婴儿血尿素氮的含量，结果显示接受标准配方奶粉的婴儿血尿素氮含量高于母乳喂养儿，但标准配方奶粉组与富含α-乳白蛋白配方奶粉组之间差异无统计学意义。Lien等[11]收集了134名≤14d的人工喂养足月儿为研究对象，进行随机对照临床研究结果显示，富含α-乳白蛋白配方奶粉(α-乳白蛋白2.2 g/L，总蛋白14 g/L)组婴儿的血尿素氮和血肌酐均低于标准配方奶粉(α-乳白蛋白--，总蛋白15 g/L)组婴儿。血浆尿素氮和血肌酐反映了婴儿的肾脏负担，虽然上述数值均在正常范围内，但考虑到婴儿的肾脏发育尚不成熟，氨基酸分解代谢能力暂时有限，超量的氨基酸负荷会增加婴儿的肾脏负担。
四、α-乳白蛋白与婴儿体格发育
证据表明[12]传统奶粉喂养儿与母乳喂养儿生命初期体格发育情况不同，奶粉喂养儿生长速度往往较快。高蛋白质浓度是上述区别的一个影响因素。可能的机制是，与母乳喂养儿相比，奶粉喂养儿餐后[13]及空腹[14]血浆支链氨基酸浓度较高。血浆中这些氨基酸浓度与胰岛素分泌成正相关[15]，而胰岛素可以促进细胞摄取葡萄糖及抑制脂肪分解。6月龄时体重增长过快、体重百分位数右移及身高别体重过高是婴儿日后超重和肥胖的危险因素[16]。
降低奶粉蛋白质浓度的主要限制因素是必需氨基酸含量，这个可以部分通过提高α-乳白蛋白的浓度来实现。
大量研究表明，高α-乳白蛋白低总蛋白配方奶粉可以维持婴儿适宜的体格发育水平。 Rozé等[17]研究发现喂养6个月时，实验奶粉(α-乳白蛋白3 g/L，总蛋白14 g/L)喂养组与对照奶粉(α-乳白蛋白 0，总蛋白15 g/L)喂养组婴儿体格发育指标差异无统计学意义。Lien等[11]报道与标准配方奶粉(α-乳白蛋白1.2 g/L，总蛋白15.1 g/L)相比，实验组奶粉(α-乳白蛋白2.2 g/L，总蛋白14.4 g/L)可以同样保证婴儿的生长发育。徐秀等[18]的研究中，实验奶粉(α乳白蛋白2.2 g/L，总蛋白14 g/L)、对照配方奶粉(α-乳白蛋白--，总蛋白15 g/L)及母乳喂养3个月后，各组婴儿的体重、身长和头围增值差异无统计学意义。Lien等[19]研究发现，实验奶粉(α-乳白蛋白2.2 g/L，低β-乳球蛋白，总蛋白14 g/L)组与对照奶粉(α-乳白蛋白--，高β-乳球蛋白，总蛋白15 g/L)组体格发育指标(身长、体重、头围)差异无统计学意义，均符合正常足月婴儿发育规律。两组血清白蛋白含量相似 。
上述研究说明添加α-乳白蛋白可以适当降低传统婴儿奶粉的总蛋白含量，在保证婴儿适宜体格发育的前提下减少非必需氨基酸过量给婴儿造成的不良影响，提高蛋白质利用率。
五、α-乳白蛋白与肠耐受
许多婴儿会因为膳食因素导致一些胃肠道症状,如溢奶、烦躁、胀气、便秘等。肠耐受情况是评价婴儿配方奶粉的重要指标。
大量研究表明富含α-乳白蛋白的婴儿配方奶粉肠道耐受情况要优于传统婴儿配方奶粉。Davis等[9]报道，与对照标准配方奶粉(α-乳白蛋白1.3 g/L，总蛋白15 g/L)组相比，实验奶粉(α-乳白蛋白2.2 g/L，总蛋白14 g/L)组喂养相关的胃肠道不良事件发生率，以及因此不良事件而退出研究的发生率均较低，更接近母乳喂养组。经过18天的食用适应期后，实验组胃肠道不良事件的发生时相也更接近母乳喂养组。对照组在实验开始阶段胃肠道不良事件发生相对较频繁，而且在整个试验期间发生率较高。Rozé等[17]研究发现，与对照组奶粉相比，喂养1个月时，实验奶粉组婴儿哭泣或烦躁情况出现较少，安静行为时间较长。徐秀等[18]实验表明，与对照配方奶粉组相比，实验奶粉组婴儿大便性状和睡眠状况更接近母乳喂养儿。
Davis等[9]推测富含α-乳白蛋白配方奶粉组婴儿胃肠道耐受性较好的原因可能是色氨酸的作用。α-乳白蛋白中色氨酸含量较高，色氨酸作为神经递质5-羟色胺的前体，可以调节睡眠-觉醒节律。支持上述观点的研究有，Yogman等[20]发现接受肠道葡萄糖色氨酸给予的婴儿进入主动安静睡眠状态比接受标准配方奶粉及葡萄糖缬氨酸的婴儿更加迅速。Steinberg 等[21]发现食用色氨酸强化奶粉的婴儿睡眠延迟时间较短，与母乳喂养儿类似。第2个原因可能是α-乳白蛋白的益生元作用。Brück 等[22]报道，富含α-乳白蛋白的婴儿配方奶粉可能以与母乳类似的方式促进某些肠道有益菌群的生长。此外，奶粉的总蛋白含量降低也是一个可能原因。
六、α-乳白蛋白与婴儿矿物质吸收
Kelleher等[23]以幼年恒河猴作为研究对象，研究发现与接受普通配方奶粉的研究对象相比，接受富含α-乳白蛋白的研究对象铁吸收率及红细胞比容较高。Sandström等[10]以96名(4±2)周的足月儿为研究对象进行随机对照双盲临床实验，探讨α-乳白蛋白对婴儿营养状况的影响。结果发现，血红蛋白及血清铁在各组间差异无统计学意义，富含α-乳白蛋白配方奶粉组(α乳白蛋白25%，总蛋白13.1 g/L)血清铁含量高于母乳喂养组且铁结合力低于标准配方奶粉组。这提示了接受富含α-乳白蛋白的配方奶粉的研究对象铁吸收要优于其他组。随后，研究人员在各组配方奶粉中加入FeSO4(铁含量4.0 mg/L)以探讨α-乳白蛋白对婴幼儿铁吸收的影响[24]，结果显示，各组间反映婴幼儿铁吸收的指标差异均统计学意义，这可能是因为奶粉铁强化保证了各组铁吸收都是充足的，掩盖了α-乳白蛋白对铁吸收的促进作用。对于α-乳白蛋白是否促进婴儿铁吸收这一观点，根据现有的研究材料，尚不能得出结论，还需要更多的相关研究作为证据。
综上所述，α-乳白蛋白富含色氨酸、半胱氨酸等必需氨基酸。提高婴儿配方奶粉中α-乳白蛋白的含量可以使婴儿血清色氨酸水平接近母乳喂养儿。且能在保证必需氨基酸供应量的前提下适当降低传统婴儿配方奶粉的蛋白质含量，维持婴儿类似母乳喂养儿的适宜体格发育水平，减少过量氨基酸对婴儿造成的肝肾负担，提高蛋白质利用率，改善传统婴儿配方奶粉的胃肠道耐受性。近年来一项电渗析技术的发展,能去除牛乳乳清中的β-乳球蛋白,使α-乳白蛋白含量提高。α- 乳白蛋白对婴儿健康生长的有益作用有了更大的发挥空间。但值得注意的是α-乳白蛋白精氨酸含量较低，所以不能作为奶粉中唯一重要的蛋白来源。恰当提高婴儿配方奶粉中α-乳白蛋白含量，同时注意其他重要氨基酸的平衡是比较合适的做法。相信随着人们对母乳及牛乳蛋白质成分含量、特性、功能的进一步认识及乳品生产工艺技术的进一步发展，将会有蛋白质含量和质量更接近母乳的新配方奶粉问世，保证人工喂养儿像母乳喂养儿一样健康成长。
参考文献
1 孟令洁,任璐,杜凌.乳清蛋白在婴儿食品中的应用进展(英文).乳业科学与技术,2008,6:290-293.
2 Rudloff S,Kunz C.Protein and nonprotein nitrogen components in human milk,bovine milk,and infant formula:quantitative and qualitative aspects in infant nutrition.J Pediatr Gastroenterol Nutr,1997,24:328-344.
3 Jackson JG,Kuhlman CF,Lonnerdal B,et al.Variations in concentrations of alpha lactalbumin in human milk:a nine-country survey.FASEB J ,2002,16:663.
4 Chierici R,Vigi V.Milk formulae for the normal infant.II.Recommendations,energy,physical characteristics and protein composition.Acta Paediatr,1994,402:18-23.
5 Renner E.Milk and dariy product in human nutrition,W-GmbH,volkswirtschaftlicher Verlag.Munchen,1983.
6 Food and Nutrition Board.Ditary reference intakes for energy,carbohydrates,fiber,fat,protein and amino acids (macronutrients).Institute of Medicine.http://books.nap.edu/books/0309085373/html /2002.490.html.
7 Heine W,Radke M,Wutzke KD,et al.alpha-Lactalbumin-enriched low-protein infant formulas:a comparison to breast milk feeding.Acta Paediatr,1996,85:1204-1208.
8 Trabulsi J,Capeding R,Lebumfacil J,et al.Effect of an alpha -lactalbumin-enriched infant formula with lower protein on growth.Eur J Clin Nutr,2011,65:167-174.
9 Davis AM,Harris BJ,Lien EL.alpha -Lactalbumin-rich infant formula fed to healthy term infants in a multicenter study:plasma essential amino acids and gastrointestinal tolerance.Eur J Clin Nutr,2008,62:1294-1301.
10 Sandström O ,Lönnerdal B,Graverholt G,et al.Effects of α-lactalbumin-enriched formula containing different concentrations of glycomacropeptide on infant mutrition.Am J Clin Nutr,2008,87:921-928.
11 Lien EL,Davis AM,Euler AR.Growth and Safety in Term Infants Fed Reduced-Protein Formula with Added Bovine Alpha-Lactalbumin.J Pediatr Gastroenterol Nutr,2004,38:170-176.
12 Koletzko B,von Kries R,Closa R,et al.Lower protein in infant formula is associated with lower weight up to age 2 y:a randomized clinical trial.Am J Clin Nutr,2009,89:1836-1845.
13 Tikanoja T,Simell O.Plasma amino acids after a feed of human milk or formula at three months of age.J Pediatr Gastroenterol Nutr,1983,2:252-255.
14 Akeson PM,Axelsson IE,Raiha NC.Protein and amino acid metabolism in three- to twelve-month-old infants fed human milk or formulas with varying protein concentrations.J Pediatr Gastroenterol Nutr,1998,26:297-304.
15 Ginsburg BE,Lindblad BS,Lundsjo A,et al.Plasma valine and urinary C-peptide in breast-fed and artificially fed infants up to 6 months of age.Acta Paediatr,1984,73:213-217.
16 Taveras EM,Rifas-Shiman SL,Belfort MB,et al.Weight status in the first 6 months of life and obesity at 3 years of age.Pediatrics,2009,123:1177-1183.
17 Rozé JC,Barbarot S,Butel MJ.An a-lactalbumin-enriched and symbiotic-supplemented v.a standard infant formula:a multicentre,double-blind,randomised trial.Br J Nutr,2012,107:1616-1622.
18 徐秀,郭志平,罗先琼,等.富含α-乳清蛋白及AA/DHA配方奶粉对足月婴儿体格生长及耐受性的影响.中国儿童保健杂志,2006,3:223-225.
19 Lien EL,Davis AM.A multicenter study of the growth,acceptability and protein status of a lower protein term infant formula with increased bovine alpha-lactalbumin.J Pediatr Gastroenterol Nutr,2002，34:479.
20 Yogman MW,Zeisel SH,Roberts C.Assessing effects of serotonin precursors on newborn behavior.J Psychiatr Res,1982,17:123-133.
21 Steinberg LA,O’Connell NC,Hatch TF,et al.Tryptophan intake influences infants’ sleep latency.J Nutr,1992,122:1781-1791.
22 Brück WM,Redgrave M,Tuohy KM.Effects of Bovine a-Lactalbumin and Casein Glycomacropeptide-enriched Infant Formulae on Faecal Microbiota in Healthy Term Infants .J Pediatr Gastroenterol Nutr.,2006,43:673-679.
23 Kelleher SL,Chatterton D,Nielsen K,et al.Glycomacropeptide and α-lactabumin supplementation of infant formula affects growth and nutritional status in infant rhesus monkeys.Am J Clin Nutr,2003,77:1261-1268.
24 Szymlek-Gay EA,Lönnerdal B,Abrams SA,et al.α-Lactalbumin and Casein-Glycomacropeptide do not affect iron absorpotion from formula in healthy term infant.J Nut,2012,142:1226-1231.