人乳、动物乳、牛初乳及婴儿配方奶粉中的氨基酸组成：标准化比较分析

《Journal of Dairy Science》：Amino acid composition of human and animal milk, bovine colostrum, and infant formula: a standardized comparative analysis

　　乔瓦尼·比坦特（Giovanni Bittante）、哈米达·贝纳比特（Hamida Benabid）、穆罕默德-莱德·哈迪（Mohamed-Laid Haddi）、安娜·兰特（Anna Lante）、米凯莱·帕佐拉（Michele Pazzola）、斯特凡诺·斯基亚冯（Stefano Schiavon）、弗朗科·塔利亚皮埃特拉（Franco Tagliapietra）、保罗·泰萨里（Paolo Tessari）、朱塞佩·马西莫·瓦卡（Giuseppe Massimo Vacca）、乔凡娜·维尔拉托（Giovanna Verlato）、尼科洛·阿马尔菲塔诺（Nicolò Amalfitano）

DAFNAE——帕多瓦大学（意大利莱尼亚罗，35020）农业、食品、自然资源、动物与环境系
摘要：
不同哺乳动物的乳汁成分存在显著差异，这反映了它们对后代营养需求的进化适应。虽然总蛋白质含量在很大程度上决定了氨基酸的供应量，但氨基酸的品质特征则受到酪蛋白和乳清蛋白及其各自组分平衡的影响。为了进行系统比较，我们分析了105个样本的化学成分和详细氨基酸谱，包括人乳、驴乳、牛乳、水牛乳、山羊乳、绵羊乳、单峰骆驼乳以及牛初乳和婴儿配方奶粉（0-6个月和6-12个月龄）。氨基酸通过酸水解或碱水解后使用RP-HPLC方法进行定量，并以mg/100 mL和总真蛋白（TP）的百分比表示。结果发现不同物种间及同一物种不同产品间存在显著差异。单胃动物的乳汁（人乳、驴乳）和婴儿配方奶粉的蛋白质和氨基酸含量较低，但乳糖含量较高；其氨基酸谱中半胱氨酸和色氨酸含量较高。婴儿配方奶粉在氨基酸供应量上与人乳相当，但在相对组成上存在差异，表现为赖氨酸和甲硫氨酸含量较高而半胱氨酸和色氨酸含量较低。驴乳在蛋白质含量上与人乳相似，但在某些必需氨基酸和非必需氨基酸（特别是甲硫氨酸和精氨酸）上有所不同。骆驼乳与反刍动物的乳汁大体相似，仅在甲硫氨酸、异亮氨酸和精氨酸含量上存在细微差异。在牛科动物中，水牛乳和绵羊乳的蛋白质浓度分别高于牛乳和山羊乳。

**解释性总结：**
人乳、动物乳、牛初乳和婴儿配方奶粉的氨基酸组成：比坦特等人开展的标准化比较分析显示，不同哺乳动物的乳汁成分差异很大，这反映了它们对后代营养需求的差异。总蛋白质决定了氨基酸的供应量，而酪蛋白与乳清蛋白的比例则影响了氨基酸的品质特征。比较分析表明，婴儿配方奶粉在氨基酸供应量上与人乳相当，但在品质上有所不同。驴乳在蛋白质含量上与人乳相似，但在某些必需氨基酸上存在差异。骆驼乳与反刍动物的乳汁相似。水牛乳和绵羊乳的蛋白质浓度高于牛乳和山羊乳。牛初乳的蛋白质、乳清蛋白和氨基酸含量异常高，并且在大多数必需氨基酸和非必需氨基酸方面更加丰富。总体而言，这些结果为不同物种间乳汁氨基酸成分的比较提供了全面参考，并强调了在人类饮食中使用不同乳制品、初乳和配方奶粉的营养意义。

**引言：**
母乳是所有哺乳动物新生儿的主要营养来源。随着幼崽的成长，母乳的作用逐渐减弱，最终被其他食物替代。对于人类来说，母乳可能无法完全满足婴儿的营养需求，因此常常用其他哺乳动物的乳汁或婴儿配方奶粉来补充（WHO/FAO/UNU，2007）。人类通常在断奶后继续饮用乳汁，有时终生如此，最常见的是反刍动物的乳汁。尽管不同反刍动物的乳汁成分有所不同，但它们的乳汁通常含有较高的能量（脂肪）和蛋白质，而乳糖含量较低（Rafiq等人，2016）。因此，反刍动物的乳汁在喂给婴儿前通常会用水稀释并添加糖分。
在反刍动物中，山羊乳常被认为适合婴儿喂养（Guha等人，2021；Mu?oz-Salinas等人，2022；ALKaisy等人，2023）。然而，非反刍动物（尤其是驴和马）的乳汁在成分上更接近人乳（Barlowska等人，2011）。不同物种的蛋白质组成也有所不同：反刍动物的乳汁中酪蛋白占比较高，而单胃动物（人类和马）则相反（Barlowska等人，2011）。众所周知，牛初乳在乳汁分泌初期与成熟乳汁有显著差异，其乳清蛋白比例较高，具有免疫调节作用，对婴儿和需要补充乳清蛋白的成人特别重要（Lopez和Heinrichs，2022）。

**实验设计：**
本研究属于“Good-Milk”项目的一部分，该项目研究了不同哺乳动物（反刍动物：牛、水牛、山羊、绵羊；伪反刍动物：单峰骆驼；单胃动物：人类和驴）的乳汁成分、技术特性和营养价值。除了这些物种的乳汁外，该研究还分析了婴儿配方奶粉（0-6个月和6-12个月龄）和牛初乳。实验设计比较了7种动物（人类、驴、牛、水牛、山羊、绵羊和单峰骆驼）和3种乳制品（牛初乳和两种婴儿配方奶粉）。

**样品采集：**
人乳由分娩后前8个月内的哺乳期母亲捐赠至意大利维琴察市的非营利志愿组织“Banca del Latte Umano Donato”（捐赠人乳银行），该组织支持威尼托地区的产科和儿科部门，特别是为早产儿提供营养支持。本研究中使用的乳汁为医院剩余库存。采集后的乳汁在24小时内被冷冻在250 mL的一次性瓶中，经品质和卫生检测后储存在-80°C。总共10份来自不同捐赠者的冷冻样本通过冷链运输至我们的实验室进行分析。由于隐私限制，无法获取捐赠者的相关信息。婴儿配方奶粉从帕多瓦地区的药店购买，选择了使用量最大的10个品牌，仅包括以乳制品为主要成分的配方奶粉（如干奶粉和乳清粉）。每种品牌选取了2种配方奶粉：一种是0-6个月龄的，另一种是7-12个月龄的。为便于与其他乳制品比较，婴儿配方奶粉的成分以复溶后的形式表示而非原始粉剂形式。制造商的说明指出每100 mL水需加入14.3至16.3克奶粉，平均值为中值15.2克/100 mL水。

**方法：**
1. **单胃动物（人类和驴）的乳汁与反刍动物乳汁（牛、水牛、山羊、绵羊和单峰骆驼）的化学成分和氨基酸谱的定量（mg/100 g）及定性（总氨基酸百分比）比较。**
2. **婴儿配方奶粉与人乳的比较。**
3. **针对6-12个月龄与0-6个月龄的配方奶粉比较。**
4. **驴乳与人乳（单胃动物）的比较。**
5. **单峰骆驼（骆驼科）与其他反刍动物（牛科）的比较。**
6. **在牛科动物中，大型反刍动物（牛和水牛）与小型反刍动物（山羊和绵羊）的比较。**
7. **在牛科动物中，牛与水牛的比较。**
8. **在山羊科动物中，山羊与绵羊的比较。**
9. **在牛类中，初乳与成熟乳的比较。**

**材料与方法详情：**
本研究属于“Good-Milk”项目，该项目研究了不同哺乳动物的乳汁成分、技术特性和营养价值。实验设计比较了7种动物（人类、驴、牛、水牛、山羊、绵羊和单峰骆驼）和3种乳制品（牛初乳和两种婴儿配方奶粉）。

**数据分析：**
氨基酸的定量分析通过酸水解和柱前衍生化（使用6-氨基喹诺哩-N-羟基琥珀酰亚胺（AQC）进行，然后通过RP-HPLC分离，并通过紫外吸收检测，方法改编自《欧洲药典》（European-Pharmacopoeia，2003）。蛋白质在6 M HCl中105°C下水解24小时。半胱氨酸（Cys）通过二硫丙酸反应形成混合二硫化物后进行测定，再通过酸水解处理。样品用8 M NaOH中和、定容并过滤。衍生化使用AccQTag Ultra Derivatization Kit按制造商说明进行。色氨酸通过碱性水解（105°C下24小时）单独测定，方法改编自指令2000/45/EC。

**统计分析：**
所有氨基酸成分数据使用SAS软件的GLM程序（SAS Institute Inc., Cary, NC）进行统计分析，建模公式为：
yij = μ + Producti + eij
其中：
yij = 每种氨基酸的浓度（mg/100g或% TP）；
μ = 总平均值；
Producti = 第i种乳制品的固定效应（7种乳汁；1种初乳；2种婴儿配方奶粉）；
eij = 剩余误差，假设服从N（0, σe2）。由于对比的数量与乘积因子的自由度相匹配，因此不需要进行多重比较校正（例如，Bonferroni校正）。

**结果与讨论**
共分析了105个样本，包括人乳、驴奶、牛奶、水牛奶、山羊奶、绵羊奶和单峰骆驼奶，以及0-6个月和6-12个月龄的牛初乳和婴儿配方奶粉的化学成分和氨基酸谱。氨基酸既以绝对值（mg/100 mL产品）也以相对值（真蛋白质TP，定义为所有分析氨基酸的总和）进行量化。描述性统计数据显示（表1），所研究产品之间存在显著差异。描述化学成分的10个指标的变异系数从乳糖的21%到灰分的46%不等。含氮化合物是最具变异性的营养素，其变异系数分别为总蛋白质的83%、真蛋白质的84%、酪蛋白的67%和乳清蛋白的146%。

**表1. 所分析样本的化学成分和氨基酸谱的描述性统计**
| 指标 | 平均值 | 标准差 | 最小值 | 最大值 |
|-----------------|---------|---------|---------|---------|
| 能量（MJ/kg） | 3.02 | 1.13 | 2.56 | 5.36 |
| 总 solids% | 13.40 | 3.41 | 25.44 | 7.46 |
| 脂肪% | 3.66 | 2.09 | 0.10 | 8.54 |
| 无脂固体% | 9.87 | 2.54 | 6.53 | 22.36 |
| 总蛋白质% | 3.35 | 2.77 | 0.90 | 15.40 |
| 酪蛋白% | 2.21 | 1.48 | 0.07 | 6.10 |
| 乳清蛋白% | 1.14 | 1.67 | 0.00 | 9.48 |
| 酪蛋白指数% | 65.80 | 20.97 | 5.31 | 100.00 |
| 乳糖% | 4.83 | 1.01 | 2.49 | 7.15 |
| 灰分% | 0.61 | 0.28 | 0.15 | 1.18 |

**氨基酸（mg/100 mL产品）**
| 所有氨基酸（TP） | 3425 | 2797 | 8521 | 1431 |
| 必需氨基酸：** | 1412 | 1182 | 3365 | 908 | 40.81 | 1.63 | 6.24 | 4.44 |
| | | | | | |
| 正异亮氨酸 | 96 | 78 | 2438 | 72.80 | 0.41 | 1.44 | 4.94 |
| | | | | | |
| 英亮氨酸 | 134 | 1013 | 4744 | 4.00 | 0.52 | 2.94 | 4.94 |
| | | | | | |
| 亮氨酸 | 303 | 2328 | 4127 | 993 | 10.68 | 11.90 | 11.9 |
| | | | | | |
| 赖氨酸 | 285 | 2385 | 5120 | 48.11 | 1.05 | 5.71 | 10.6 |
| | | | | | |
| 甲硫氨酸 | 65 | 486 | 1931 | 1.90 | 0.50 | 0.12 | 2.8 |
| | | | | | |
| 苯丙氨酸 | 140 | 1142 | 857 | 14.00 | 0.43 | 5.3 | 5.3 |
| | | | | | |
| 苏氨酸 | 163 | 1703 | 3395 | 14.50 | 0.63 | 6.7 | 6.7 |
| | | | | | |
| 牛磺酸 | 49 | 4913 | 2111 | 11.50 | 0.40 | 0.82 | 2.9 |
| | | | | | |
| 缬氨酸 | 177 | 1703 | 3690 | 94.80 | 0.73 | 3.2 | 6.4 |
| 条件必需氨基酸 | 65 | 1582 | 1583 | 1491 | 18.51 | 14.0 | 22.0 |
| | | | | | |
| 精氨酸 | 105 | 1031 | 1959 | 993 | 0.81 | 1.94 | 4.8 |
| 半胱氨酸 | 102 | 2530 | 8170 | 0.80 | 0.40 | 0.31 | 1.7 |
| 甘氨酸 | 67 | 7816 | 4541 | 1.80 | 0.31 | 1.23 | 3.2 |

**所有样本的化学成分和氨基酸谱的描述性统计**
| 指标 | 平均值 | 标准差 | 最小值 | 最大值 |
|-----------------|---------|---------|---------|---------|
| 能量（MJ/kg） | 3.02 | 1.13 | 2.56 | 5.36 |
| 总 solids% | 13.40 | 3.41 | 25.44 | 7.46 |
| 脂肪% | 3.66 | 2.09 | 0.10 | 8.54 |
| 无脂固体% | 9.87 | 2.54 | 6.53 | 22.36 |
| 总蛋白质% | 3.35 | 2.77 | 0.90 | 15.40 |
| 酪蛋白% | 2.21 | 1.48 | 0.07 | 6.10 |
| 乳清蛋白% | 1.14 | 1.67 | 0.00 | 9.48 |
| 酪蛋白指数% | 65.80 | 20.97 | 5.31 | 100.00 |
| 乳糖% | 4.83 | 1.01 | 2.49 | 7.15 |
| 灰分% | 0.61 | 0.28 | 0.15 | 1.18 |

**统计分析和最小二乘均值（LSMs）的结果**
10种乳制品（包括牛奶、初乳和婴儿配方奶粉）的统计分析和最小二乘均值结果分别列于表2（化学成分）、表3（定量氨基酸谱，mg/100 mL）和表4（定性氨基酸谱，% TP）中。这些发现与研究的特定目标相关联并进行了解释。虽然多变量统计方法可能提供额外的见解，但由于其复杂性及研究的特定目标，本研究未采用该方法。未来工作可以考虑采用这种方法。

**表2. 分析的10种乳制品（牛奶、初乳和婴儿配方奶粉）的化学成分的最小二乘均值及根据研究特定目标设计的统计对比的显著性**

**王国：动物界 + 植物界**
| 动物界（哺乳类） | | | | |
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| 目（行业） | | | | |
| 灵长类 | | | | |
| 奇蹄目 | | | | |
| 奶牛目（反刍动物） | | | | |
| 科（人工牛奶） | | | | |
| 马科 | | | | |
| 山羊科 | | | | |
| 亚科 | | | | |
| 人科 | | | | |
| 马属 | | | | |
| 牛属 | | | | |
| 山羊属 | | | | |
| 种（婴儿配方奶粉） | | | | |
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**表3. 分析的10种乳制品（牛奶、初乳和婴儿配方奶粉）的定量氨基酸谱的最小二乘均值及根据研究特定目标设计的统计对比的显著性**

**表4. 分析的10种乳制品（牛奶、初乳和婴儿配方奶粉）的定性氨基酸谱（% TP）的最小二乘均值及根据研究特定目标设计的统计对比的显著性**

**备注：**
- 该表格中的星号（*）表示对比的显著性：0-6个月婴儿配方奶粉与6-12个月婴儿配方奶粉；
- （I-H）表示婴儿配方奶粉与人乳的对比；
- （M-R）表示单胃动物奶与反刍动物奶的对比；
- （B-C）表示牛奶与山羊奶/绵羊奶的对比；
- （B-）表示牛奶与水牛奶的对比；
- （Hommid?、Equid?、Bovid?、Camelid?）表示不同科之间的对比；
- （*P < 0.05**、**P < 0.01***、**P < 0.001**：表示统计显著性；RMSE：均方根误差。在分析的20份婴儿配方奶粉样本中，2份仅含有牛奶来源的蛋白质成分（脱脂奶粉和牛奶蛋白水解物的组合）；11份以牛奶为基础，主要蛋白质成分是脱脂奶粉（n = 8）或全脂奶粉（n = 3），其次加入干乳清粉和/或乳清蛋白分离物；4份主要以乳清蛋白为基础，牛奶蛋白作为次要成分；另有3份仅含有乳清蛋白（图3）。碳水化合物来源包括乳糖、麦芽糊精和半乳寡糖的组合，而脂质来源包括葵花籽油（所有20份配方中都有）、菜籽油（18份配方）或芜菁菜籽油（2份配方）、棕榈油（14份配方）和/或椰子油（12份配方）。下载：下载高分辨率图像（102KB）下载：下载全尺寸图像图3. 根据主要蛋白质来源，0至6个月龄和7至12个月龄婴儿配方奶粉的数量。在定量氨基酸含量方面（mg/100 mL；图2中的蓝色条形图），婴儿配方奶粉与人乳在任何个别氨基酸上均无统计学上的显著差异。这反映了这两种产品类型的总蛋白（表2）和真实蛋白（表3）含量的相似性。产品组之间的相对较小变异，加上每个组内不同样本之间的较大差异，导致了统计学上无显著性的结果。从定性氨基酸谱型来看（以真实蛋白的百分比表示；表4），情况则大不相同。在这种情况下，21种氨基酸中有17种在婴儿配方奶粉与人乳之间存在显著差异——尽管这些差异在图2中可能不明显。这种差异是由于定性数据的残差均方误差（RMSE）较低，因为去除了真实蛋白含量变异的影响。在必需氨基酸中，有5种在婴儿配方奶粉中的含量更高，而4种在人乳中更为丰富。总体而言，必需氨基酸在婴儿配方奶粉中的比例更高，主要是因为赖氨酸和甲硫氨酸的含量较高。相比之下，所有条件性必需氨基酸（酪氨酸除外）在人乳中的比例更高。值得注意的是，在科学文献中，婴儿配方奶粉与人乳的比较主要集中在脂肪组成（Carta等人，2022年）和蛋白质的胃消化方面（Chatterton等人，2004年；Giromini等人，2018年；Dold等人，2025年）。研究人乳和婴儿配方奶粉氨基酸谱型的研究通常关注游离氨基酸（Agostoni等人，2000年），而不是与蛋白质结合的氨基酸。Purkiewicz等人（2023年）也报告了婴儿配方奶粉与人乳之间的显著差异，特别强调了前者中赖氨酸和甲硫氨酸的浓度更高。

针对7-12个月大的婴儿设计的配方奶粉在化学成分和氨基酸谱型上与0-6个月大的新生儿配方奶粉几乎完全相同，如图4所示。化学成分方面的唯一统计学显著差异是7-12个月大婴儿配方奶粉中的矿物质（灰分）含量略高（表2）。分析的婴儿配方奶粉样本的平均总蛋白含量（表2：第一阶段为1.26%，第二阶段为1.28%）与供应商声明的值（分别为1.19%和1.27%）非常接近。下载：下载高分辨率图像（141KB）下载：下载全尺寸图像图4. 7-12个月龄婴儿配方奶粉（正色或负色水平条形图）与0-6个月龄婴儿配方奶粉（“0”垂直黑色条形图）：化学成分（绿色条形图）及定量（蓝色条形图）和定性（红色条形图）氨基酸谱型的百分比差异（最大差异设置为200%）。关于定性氨基酸谱型（表4），观察到一些虽小但具有统计学意义的差异：较大婴儿的配方奶粉中必需氨基酸和天冬氨酸的比例略低，而精氨酸和脯氨酸的比例较高。尽管这些差异在图2中可能不明显，但由于定性数据的残差均方误差较低，因此差异较为显著。值得注意的是，比较是平衡的，因为10家供应商各自为两个年龄段的配方奶粉各提供了一份样本。从第一阶段到第二阶段的婴儿配方奶粉，不同蛋白质成分的重要性发生了变化，以乳清产品为主要成分的产品和以牛奶产品为主要成分的产品排名发生了反转，只有一个例外（图3）。

众所周知，人乳的氨基酸谱型从初乳到过渡乳阶段变化迅速，但在哺乳期的其余时间内变化较为缓慢（Zhang等人，2013年；Wu等人，2018年）。在他们的研究中，Purkiewicz等人（2023年）报告的变异程度大于此处观察到的；然而，平均而言，第一阶段和第二阶段的婴儿配方奶粉之间的氨基酸谱型没有显著差异，同时与人乳相比仍保持差异。

马奶（驴和母马）已被人类食用了数千年，特别是在干旱和寒冷的气候条件下，可以新鲜食用或发酵后食用。马奶的成分受品种、养殖系统和哺乳阶段的影响（Malacarne等人，2019年；Martini等人，2014年；Ivankovi?等人，2023年）。然而，由于其脂肪和酪蛋白含量低，且不易用凝乳酶凝固，马奶通常不适合用于制作奶酪（Iannella等人，2015年；Souroullas等人，2018年；D'Alessandro等人，2019年；Bittante等人，2022年）。然而，这些特性使得马奶更接近人乳，这引起了对其作为婴儿营养来源的兴趣（Murgia等人，2016年；Martini等人，2021年）。特别是，马奶通常被认为比反刍动物奶具有较低的致敏性（Monti等人，2008年；Cunsolo等人，2017年；Sarti等人，2019年）。因此，我们选择将马奶与人乳进行比较。如表2和图5所示，马奶与人乳有一些相似之处，但也存在显著差异。最显著的是，马奶的脂肪含量以及总固体和能量含量远低于人乳或其他物种的牛奶。总蛋白、乳清蛋白、非脂肪固形物和乳糖的含量与人乳统计上相似。然而，马奶中的酪蛋白含量和酪蛋白指数（酪蛋白与总蛋白的比例）较高，但仍远低于反刍动物奶。下载：下载高分辨率图像（170KB）下载：下载全尺寸图像图5. 马奶（正色或负色水平条形图）与人乳（“0”垂直黑色条形图）：化学成分（绿色条形图）及定量（蓝色条形图）和定性（红色条形图）氨基酸谱型的百分比差异（最大差异设置为200%）。尽管马奶中的真实蛋白含量和几乎所有个别氨基酸的数值都较高，但由于马奶和人奶样本之间的高变异性，统计上显著的差异较少。唯一在马奶中含量显著较高的氨基酸是甲硫氨酸（+183%）。相比之下，在定性氨基酸谱型中观察到更多统计学显著的差异。特别是从营养角度来看，马奶中甲硫氨酸（+120%）和精氨酸（+48%）的比例较高，而色氨酸（-28%）、半胱氨酸（-39%）和酪氨酸（-31%）的比例较低。已有研究分析了中国两个农场动物的马奶氨基酸谱型，结果与本研究一致（Guo等人，2007年；Li等人，2018年），并与吉尔吉斯斯坦（Mazhitova和Kulmyrzaev，2016年）和斯洛伐克（Fi?era等人，2020年）报道的母马奶氨基酸谱型没有显著差异。然而，在评估马奶在婴儿喂养中的潜在用途时，必须仔细考虑马奶与人乳之间的差异（Souroullas等人，2018年；Murgia等人，2016年）。

骆驼属于假反刍动物，因为它们的胃只有三个腔室，而不是真正反刍动物的四个腔室。尽管如此，它们的消化生理结构非常相似。从分类学上看，骆驼科（Camelid?）和反刍动物科（Bovid?）属于不同的科，尽管都属于偶蹄目（Artiodactyla）。平均而言，单峰驼的脂肪含量较低，因此总固体和能量也较低（表2），而四种主要反刍动物奶类（牛、水牛、山羊和羊）是全球商业牛奶的主要来源。骆驼奶的灰分含量也较高。然而，在总蛋白、乳清蛋白或非脂肪固形物含量方面，骆驼奶与反刍动物奶没有显著差异。不过，它的酪蛋白浓度和酪蛋白指数（酪蛋白与总蛋白的比例）较低，但仍高于单胃动物奶（表2）。需要注意的是，骆驼奶样本是从阿尔及利亚两个地区自由放养的单峰驼手工挤取的，而所有其他反刍动物奶样本都是从意大利不同奶场的牛奶罐中收集的。因此，骆驼奶的定量氨基酸谱型（表3）与反刍动物奶大致相似，但也有一些例外：赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸和谷氨酸的水平较低。然而，酪蛋白与乳清蛋白的比例变化对定性氨基酸谱型影响更大（表4）。虽然许多差异具有统计学意义，但其营养相关性似乎有限，如图6所示。下载：下载高分辨率图像（156KB）下载：下载全尺寸图像图6. 骆驼奶（正色或负色水平条形图）与牛科奶（“0”垂直黑色条形图）：化学成分（绿色条形图）及定量（蓝色条形图）和定性（红色条形图）氨基酸谱型的百分比差异（最大差异设置为200%）。骆驼奶中甲硫氨酸（+21%）、异亮氨酸（+18%）和精氨酸（+36%）的比例较高，而半胱氨酸（-27%）、甘氨酸（-24%）和丙氨酸（-29%）的比例较低。这不仅归因于酪蛋白与乳清蛋白的比例不同（表2），还归因于酪蛋白和乳清蛋白的具体比例与牛科奶的不同（Hinz等人，2012年）。这些成分差异导致凝固特性、凝乳中的营养成分回收率以及奶酪产量的变化（Omar等人，2018年；Bouazizi等人，2021年）。此外，骆驼奶蛋白被认为具有多种营养保健作用，包括降低儿童过敏反应（Sakandar等人，2018年）。

在牛科（Bovidae）中，牛亚科包括大型反刍动物（牛和水牛），而山羊亚科包括小型反刍动物（山羊和绵羊）。从经济角度来看，这两组之间的差异不大。然而，大型反刍动物产生的牛奶脂肪含量较高，因此总固体和能量也较高，灰分含量较低（表2）。两种亚科之间的蛋白质水平（包括总蛋白、酪蛋白、乳清蛋白和酪蛋白指数）没有显著差异。因此，定量氨基酸谱型（表3）不受亚科分类的影响。然而，定性氨基酸谱型（表4）显示了一些统计学显著的差异，尽管大多数在营养或实际应用上的重要性有限（图7）。例外的是两种氨基酸：大型反刍动物的牛奶中甲硫氨酸较低（-19%），而酪氨酸较高（+40%）。牛科动物（大型反刍动物）的牛奶（用正负颜色水平条表示）与山羊科动物（小型反刍动物）的牛奶（用“0”垂直黑条表示）在化学成分（绿色条）、定量（蓝色条）和定性（红色条）氨基酸谱方面的百分比差异（最大差异设为200%）。尽管牛科和山羊科亚科之间的平均差异相对较小，但每个亚科内不同物种之间的差异，例如牛和水牛之间或山羊和绵羊之间的差异则更为显著，值得进一步研究。这也解释了为什么科学文献较少直接比较大型和小型反刍动物的牛奶，而更多关注个别反刍动物物种的特性。法国开展的一个大型项目从遗传和表型角度比较了两种小型反刍动物和牛的牛奶质量（Gelé等人，2014年），尽管蛋白质分析仅限于主要牛奶蛋白，未检测单个氨基酸。后来在爱尔兰进行了一个针对相同物种的较小规模的研究（Garzón等人，2024年）。在意大利南部进行的另一项研究中比较了这三种物种的氨基酸谱（Landi等人，2021年）。

**牛科动物中的牛与水牛奶的比较**
在大型反刍动物中，众所周知水牛奶比牛奶更浓缩。本研究表明，水牛奶的所有成分指标都高于牛奶，除了乳清蛋白、酪蛋白指数和乳糖浓度，这些指标的差异没有统计学意义（表2）。水牛奶相对于牛奶的独特性主要体现在其蛋白质含量和质量上（Cecchinato等人，2012年），这赋予了其奶酪不同的特性（Patel等人，2024年）。由于水牛奶的总蛋白质和真蛋白质含量更高，因此其各个氨基酸的含量也一致更高，且这些差异通常具有统计学意义（表3）。就定性氨基酸谱而言（表4），一些氨基酸（如必需氨基酸、组氨酸、异亮氨酸、缬氨酸和酪氨酸）在水牛奶中的比例更高。相反，其他氨基酸（包括蛋氨酸以及非必需氨基酸天冬氨酸、谷氨酸和丙氨酸）在牛奶中的比例更高。这两种氨基酸谱的对比在图8中得到了清晰的体现。

**科学文献中的相关研究**
关于牛奶质量的研究非常丰富，尤其是关于牛奶的研究，而关于水牛奶的研究则较少。然而，直接比较这两种动物的研究相对较少，其中只有一部分研究关注蛋白质组成，极少数研究关注氨基酸谱。例如，Rafiq等人（2016年）报告了每种样品中8种氨基酸的结果，与本研究的结果有所不同，但他们的数据来自巴基斯坦费萨拉巴德的一个农场，实验条件与我们的非常不同。

**山羊科动物中的山羊奶与绵羊奶的比较**
在小型反刍动物中，通常认为绵羊奶比山羊奶更浓缩。然而，在这种情况下，牛奶成分受品种影响显著，尤其是在地中海品种和北欧品种之间（Bittante等人，2014年；Vacca等人，2018年）。在我们的研究中，除了酪蛋白指数外，绵羊奶的所有成分指标数值上都高于山羊奶。尽管如此，乳清蛋白、乳糖和灰分的差异没有达到统计学意义（表2）。成分的变异性，尤其是蛋白质含量的变化，显然影响了山羊奶和绵羊奶的技术特性及奶酪生产（Pazzola等人，2019年； Vacca等人，2020年；Pazzola等人，2022年；Pazzola，2019年；Vacca等人，2019年）。正如预期的那样，绵羊奶更高的总蛋白质和真蛋白质含量导致所有氨基酸的含量也显著较高，有21个指标中有16个显示出统计学上的差异（表3）。定性氨基酸谱显示，绵羊奶中必需氨基酸的比例较高，而山羊奶中某些非必需氨基酸的比例较高。这些定量和定性氨基酸谱的差异在图9中得到了明确体现。

**关于山羊奶和绵羊奶的氨基酸谱的有限信息**
Landi等人（2021年）使用来自三个放养群落的批量样本比较了这两种小型反刍动物的氨基酸谱，并得到了与本研究类似的结果，尽管未对物种效应进行统计测试。研究表明，山羊奶中的蛋白质更容易被消化，且其肽谱与牛奶不同（Hodgkinson等人，2018年；He等人，2022年）。

**牛初乳与牛奶的比较**
在牛初乳与成熟牛奶的比较中，差异不仅在于初乳中营养成分的整体浓度更高，还体现在个别营养成分的比例上（表2）。脂肪是唯一在两种产品之间没有显著差异的营养成分。相比之下，初乳中的总蛋白质含量几乎是牛奶的3倍，主要是由于乳清蛋白含量显著更高。因此，初乳中的酪蛋白指数（酪蛋白/真蛋白质比率）低于牛奶。这种较高的蛋白质含量也使得初乳中的总固体、非脂肪固体和总能量水平更高。对于可溶性营养成分，初乳中的矿物质（灰分）含量显著更高，但这被较低的乳糖浓度所抵消。不出所料，初乳中更高的总蛋白质含量导致表3中列出的所有氨基酸指标均显著升高。然而，初乳与牛奶之间酪蛋白与乳清蛋白比例的显著差异也导致了它们氨基酸谱的重大差异。具体来说，初乳中大多数必需氨基酸（蛋氨酸和亮氨酸除外）和大多数条件性必需氨基酸（脯氨酸除外）的含量更高，而非必需氨基酸（尤其是天冬氨酸和谷氨酸）的比例较低（表4）。这些差异在图10中得到了清晰体现。

**结论**
单胃动物的牛奶（人乳、驴乳）和婴儿配方奶的总蛋白质和氨基酸含量低于反刍动物的牛奶，但由于乳清含量较高，半胱氨酸和色氨酸的比例较高。婴儿配方奶在蛋白质总量上与人乳相当，但在质量上有所不同，表现为赖氨酸和蛋氨酸含量较高，半胱氨酸和色氨酸含量较低，这表明模仿人乳的氨基酸谱具有挑战性。第一阶段和第二阶段的配方奶在氨基酸成分上的差异很小。驴乳在氨基酸组成上更接近人乳，但其较高的蛋氨酸和精氨酸含量以及较低的半胱氨酸、色氨酸和酪氨酸含量需要在对婴儿喂养时谨慎考虑。骆驼奶与反刍动物牛奶相似，但在蛋氨酸、异亮氨酸和精氨酸方面略有富集。在反刍动物中，水牛奶和绵羊奶比牛奶和山羊奶含有更多的蛋白质和氨基酸，尤其是蛋氨酸和酪氨酸。牛初乳中的蛋白质含量是牛奶的三倍，并且富含必需氨基酸，对新生儿的生长和免疫系统具有独特的支持作用。这些差异对婴儿营养、乳制品加工以及特殊营养产品的开发（包括配方奶和补充剂）具有重要意义。