《Food Chemistry》：Insights into the portraits of natural DHA-enriched milk via analyzing lipidomic/proteomic composition of MFGM and stability of DHA
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DHA强化乳制品开发机制研究：通过脂质组学和蛋白质组学分析，发现微藻补充显著提升牛奶DHA含量（14.17 mg/100g，P<0.001），并改变乳脂球膜（MFGM）脂质组成（磷脂↑/二酰甘油等↓，P<0.05），同时激活抗炎相关蛋白表达。研究证实DHA在巴氏杀菌及储存条件下保持化学稳定，为天然DHA强化乳开发提供新机制。
王 Rubin|刘佩云|郭海明|赵慧宇|朱瑞凯|郝兴华|李环环|徐腾|唐洪刚|钟慧昌|陈丽仪|孙慧增|赵科
中国浙江省农业科学院食品科学研究所农产品质量安全国家重点实验室，杭州，浙江310021
摘要
微藻补充是一种可行的策略，用于生产天然二十二碳六烯酸（DHA）富集牛奶（NDEM）。然而，目前对NDEM的理解仍然有限，主要集中在DHA的浓度和生物利用度上。本研究全面分析了乳脂球蛋白膜（MFGM）的脂质组学和蛋白质组学特征，并评估了NDEM中脂肪酸（FAs）的稳定性。结果表明，添加了微藻的饲料显著提高了牛奶中的DHA含量（P < 0.001），并改变了MFGM的脂质组成，表现为磷脂水平升高，二酰甘油（DGs）、脂肪酸和甘油脂含量降低（P < 0.05）。蛋白质组学分析发现，经微藻处理的奶牛中存在差异表达的MFGM蛋白，这些蛋白与脂质生物合成下降、脂质分解代谢增强以及抗炎反应增强有关。此外，富集的DHA在巴氏杀菌和储存过程中保持化学稳定性。这些发现不仅限于DHA的定量分析，还揭示了NDEM中MFGM的脂质-蛋白质重组机制，为其健康促进作用提供了机制上的见解。
引言
二十二碳六烯酸（DHA）在大脑发育、视力敏锐度、认知功能和免疫调节中起着关键作用（Bisgaard等人，2016；Gould等人，2021）。尽管DHA被归类为条件性必需脂肪酸，人体可以从α-亚麻酸（ALA）内源性合成，但由于Δ6-去饱和酶活性较低，尤其是婴儿和老年人，DHA的供应不足（Lauritzen & Carlson，2011；Plourde & Cunnane，2007）。牛奶是人类营养最全面的食物之一，在婴儿营养产品的配方中起着重要作用。因此，乳制品中的DHA强化受到了广泛的研究关注。生产DHA富集乳制品通常采用两种策略：（1）直接向牛奶中添加DHA来源（如鱼油或藻油）（Jamshidi等人，2020）；（2）通过给反刍动物喂食富含DHA的微藻来生产天然DHA富集牛奶（NDEM）（Stamey等人，2012；Marques等人，2019；Harahap等人，2024；Wang, Chen等人，2024；Zou等人，2025）。然而，直接添加DHA的方法往往会导致不良风味、降低适口性，并加速DHA的氧化（Jamshidi等人，2020；Klintham等人，2024；Wang, Chen等人，2024）。另一方面，由于DHA天然存在于乳脂球结构中，NDEM具有更好的乳液稳定性和更高的DHA生物利用度（Wang, Chen等人，2024；Zou等人，2025），使其成为DHA强化的有前景的解决方案。然而，对NDEM成分的全面表征仍然有限。
乳脂球蛋白膜（MFGM）是一种复杂的三层生物膜，包裹着乳脂球，由乳腺上皮细胞分泌时的顶端质膜形成。它是哺乳动物母体与婴儿之间生化通讯的关键介质（Chen等人，2025；He等人，2024；Martínez-Sánchez等人，2023）。MFGM含有多种脂质和蛋白质，其组成因物种、哺乳阶段、饮食和季节而异（Han等人，2022；He等人，2024；Song等人，2021）。越来越多的证据表明，MFGM成分对大脑和认知发育、免疫调节以及代谢稳态有重要贡献（Davies等人，2022；Le Barz等人，2021；Sprenger等人，2024）。最近，富含MFGM的成分被添加到婴儿配方奶粉中，以提高粉末的稳定性和乳液完整性，并模拟人乳的功能（Li等人，2024）。然而，基于藻类的饮食干预对反刍动物来源的NDEM中MFGM组成的影响尚不明确。鉴于生物膜的结构-功能关系，阐明MFGM的变化对于评估NDEM的营养价值至关重要。
膳食微藻补充可以有效富集反刍动物牛奶中的多不饱和脂肪酸（PUFAs），特别是n-3 PUFAs，如DHA（Altomonte等人，2018；Orzuna-Orzuna等人，2023；Zisis等人，2022）。然而，由于PUFAs具有多个双键和分子定位，它们容易氧化，这对产品的稳定性和生物利用度构成重大挑战（Benzie，1996；Klintham等人，2024）。此外，传统的乳制品加工（如巴氏杀菌）和长时间储存可能会加剧n-3 PUFAs的氧化降解。因此，系统地评估加工和储存过程中的脂质稳定性对于开发消费者可接受、营养优化的DHA强化乳制品至关重要。
因此，本研究采用综合动物实验、脂质组学和蛋白质组学方法：（1）全面分析传统牛奶和藻类来源的NDEM之间MFGM的成分差异；（2）评估NDEM中强化脂肪酸在加工和储存过程中的稳定性。这些发现将为NDEM的营养和功能特性提供新的见解，为未来的功能性牛奶生产和加工奠定科学基础。
部分摘要
化学物质和试剂
用于脂质包封的Schizochytrium微藻粉由Huison Bioth Co.Ltd.（中国厦门）提供，该产品通过将Schizochytrium微藻粉与脂肪粉以1:1的比例混合（w/w），加热至85°C，然后在冷喷雾塔中快速冷却形成颗粒制成。产品干物质含量为95.0%，其中粗蛋白5.0%，粗脂肪45.0%，DHA 8.0%。1000 μg/mL的n-烷烃（C5-C32）混合物来自Sigma
微藻干预后的DHA含量和牛奶成分
正如预期的那样，膳食微藻补充显著提高了原始牛奶中的DHA浓度（与对照组相比，P < 0.001，图1A）。对照组的平均DHA浓度为6.50 ± 1.87 mg/100 g，而DHA组的平均DHA浓度为14.17 ± 3.76 mg/100 g。此外，微藻补充并未显著改变原始牛奶的整体营养成分（P > 0.05，表S1）。具体来说，牛奶产量的平均值
讨论
普遍认为，NDEM相比添加了外源性DHA的牛奶具有优势。这种优势主要源于NDEM更高的DHA生物利用度（Wang, Chen等人，2024；Zou等人，2025）及其对小鼠模型氧化状态和认知功能的更明显益处（Wang, Zhu等人，2024）。然而，NDEM的确切成分和功能特性，以及其在生产过程中对奶牛的潜在代谢影响，
结论
补充微藻衍生的DHA（每天32克）产生了NDEM（DHA含量为14.17 ± 3.76 mg/100 g）。除了提高牛奶中的DHA浓度外，微藻干预还显著改变了MFGM的脂质和蛋白质组成。具体而言，NDEM的磷脂水平升高，而DGs、脂肪酸和甘油脂的含量降低，从而增强了其健康促进作用。此外，微藻干预似乎还调节了
作者贡献声明
王 Rubin：撰写——原始草稿、方法学、实验设计。刘佩云：数据可视化、方法学。郭海明：数据验证、撰写——审稿与编辑。赵慧宇：方法学、实验设计。朱瑞凯：方法学、实验设计。郝兴华：方法学、实验设计。李环环：数据验证。徐腾：数据验证。唐洪刚：数据验证。钟慧昌：数据验证、方法学。陈丽仪：数据验证、方法学。孙慧增：资金获取、概念构思。赵科：撰写
未引用的参考文献
Lalonde, Kraft and Zhao, 2024
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究工作。
致谢
本研究得到了浙江省科技 commissioner计划-食品加工，义乌（2025-2030年）和CARS（CARS-40）专项资金的财政支持。
