牛初乳

牛初乳的开发利用及研究进展

摘要：牛初乳是指健康奶牛分娩后1 周内所分泌的乳汁，它不仅含有丰富的营养物质，还含有多种

免疫因子和生长因子等活性成分，具有强化机体免疫力、调节肠道菌群、改善胃肠道功能、促进生长发育、增强智力、调节血糖、改善糖尿病症状等多种保健功能。牛初乳作为功能性食品的重要原料，具有广阔的开发利用前景。

关键词：牛初乳；营养价值；保健功能；开发利用

现代乳品工业认为，牛初乳是健康奶牛分娩后1周内所分泌的乳汁的总称，为乳糜管分泌物和分娩前干乳期累积于乳房的血清组织（包括免疫球蛋白和其他血清蛋白质）的混合物。与常乳相比，新鲜牛初乳呈乳黄色，黏度较大，酸度较高，具有特殊的苦味和异臭味，感官指标低，口感较差，成分复杂，人不能直接食用。初乳是母牛为了供给牛犊在新生环境下可以抵抗外来病毒及细菌而合成的，除了含有丰富的优质蛋白质、维生素和矿物质等营养成分

外，还富含免疫蛋白球（主要为IgG）、生长因子等活性功能组分，能攻击侵入人体的致病原，抑制病菌繁殖，是一种能增强人体免疫力、促进组织生长的健康功能性食品[1－2]。牛初乳神奇之处在于能增强自身免疫功能，减少对抗生素的依赖性，也不会产生任何副作用，在任何时候均可有效保护身体的健康，被科学家誉为“大自然赐给人类的真正白金食品”，并于2000 年被美国食品科技协会（IFT）列为21 世纪最具发展前景的非草药类天然健康食品。大量研究证明, 牛初乳是除人初乳外惟一富含生长因子和免疫因子的天然食物。

1 牛初乳的营养价值及功能成分

牛初乳的主要功能可以概括为3 个方面：①增强机体的系统免疫能力；②直接抵抗肠道致病原，改善胃肠功能；③调节机体生理状态平衡，加速健康恢复过程。牛初乳含有大量具不同生理活性的功能性组分，是自然界免疫因子最为富集的食品资源之一。牛初乳组成非常复杂，它的功能活性组分大致可分为免疫因子和生长因子两大类，分别对机体免疫和生长具有调节功能。

1.1 牛初乳的营养价值

牛初乳中含有丰富的营养成分，平均总干物质含量为14．4％，其中蛋白质5．0％、

等[3]。据测定，荷斯坦奶牛脂肪4．3％、灰分0．9％，并含有丰富的维生素A、D、E、B

12

分娩后第1 次挤出的初乳中蛋白质含量高达15．5％，脂肪含量达6．5％，分别是常乳的5倍和2 倍。初乳中的矿物元素含量也很高，第1 次所挤初乳中的钙、磷、镁含量分别为1700、1800、500mg ／ kg，锌、铁、锰含量分别为20、3、0．1 mg ／ kg；牛初乳的钙含量为常乳的2 倍，铁含量为常乳的3～5倍，锌含量为常乳的2～4 倍，铜含量为常乳的6 倍。

初乳中的维生素含量也大大超过常乳，维生素A 含量为常乳的2．5～9 倍，维生素E 含量为常乳的2～6倍，维生素B12含量为常乳的4～8 倍。牛初乳不仅营养丰富，而且各营养组分的配合也非常合理。

1.2 牛初乳中的免疫因子

1.2.1 免疫球蛋白

免疫球蛋白是指具有抗体活性，能与相应的抗原发生特异性结合反应的球蛋白，是牛初乳中最重要的免疫因子。牛初乳中含有高浓度的IgG、IgA、IgM、IgE 和sIgA，其中IgG 占86％，是牛初乳中含量最高的免疫球蛋白，它能部分取代人类母乳IgA 的功能。牛初乳中IgG 的含量（50～150 g ／ L）是人初乳的50 倍，是牛常乳的50～150 倍，对病毒、细菌及真菌感染具有强大的防治作用。IgM 是相对分子质量最大的免疫球蛋白，在补体和吞噬细胞参与下，其杀菌、溶菌、激活补体和促吞噬等作用均显著强于IgG，主要分布在血液中，对防止菌血症起重要作用，牛初乳IgM 的含量为常乳的50～101 倍，与人具有抗原同源性。IgA 是黏膜局部抗感染的重要免疫物质。IgE 具有被动皮肤过敏抗原的活性，无抗病毒和抗菌的活性，对机体抗过敏反应和抗寄生虫感染有特殊意义[4]。

1.2.2 生物活性蛋白

牛初乳中的生物活性蛋白包括乳铁蛋白、β－乳球蛋白、α－乳白蛋白、补体（C3、C4）、淋巴因子等。乳铁蛋白是一种天然的铁结合蛋白，牛初乳中乳铁蛋白的含量约为1．5～5．0 g ／ L，为常乳的20 倍左右。乳铁蛋白是人乳中一种主要的乳清蛋白，向婴儿食品中添加从牛乳或乳清中分离纯化获得的乳铁蛋白功能性基料，是使之“母乳化”的一个重要方面。乳铁蛋白具有许多独特的生物学功能，如增强铁的传递和吸收、广谱抗菌性、免疫作用、抗氧化作用、促进肠道菌群平衡、作为生长因子、抗炎症、抗病毒、抗癌症等。β－乳球蛋白是由乳腺上皮细胞合成的乳特有蛋白，是反刍动物和牛等乳中的主要乳清蛋白成分。β－乳球蛋白经蛋白酶酶解后产生的一些活性短肽，以及β－乳球蛋白与其他物质形成的复合物及反应产物，都有着相当重要的生物活性。研究证明，β－乳球蛋白与羟基邻苯二甲酸酐的复合物在一定程度上能干扰HIV、HSV－1、HSV－2 对人体的感染；β－乳球蛋白与一些糖类物质的反应产物具有较强的清除自由基、抗氧化的活性。β－乳球蛋白良好的凝胶性能及其对脂溶性维生素的绑定能力，对黑色素产生的抑制作用与提高细胞膜抗氧化性的能力，以及与其他物质结合所形成的复合物的特有生物功能，使得其在保健食品及医药等相关领域有着巨大的应用前景[5]。

1.2.3 酶类

包括溶菌酶、乳过氧化物酶、超氧化物歧化酶、碱性磷酸酶、C－谷氨酰转肽酶、谷胱甘肽过氧化物酶、乳酸脱氢酶、血凝乳酶等。乳过氧化物酶是存在于乳汁中的血红素蛋白，牛乳中的乳过氧化物酶活力远远高于人乳（相差约20 倍），而牛初乳（11～45 mg ／L）又高于常乳（13～30 mg ／ L）。溶菌酶是一种能够降解细菌细胞壁中肽聚糖而造成体溶解的糖苷酶，是一种非特异性免疫因子。牛初乳中溶菌酶的含量高于0．15 mg ／ L，

为常乳的2 倍。牛初乳还含有黄嘌呤氧化酶、富含脯氨酸的多肽及多种免疫细胞，是各种免疫因子的集大成者。富含脯氨酸的多肽能支持和调节胸腺（免疫系统控制中心），能抑制过分活跃的或激活不活跃的免疫系统。

1.2.4 其他

牛初乳还含有各种具有抗细菌、病毒、酵母和原生动物活性的特异性抗体，以及包括配糖体（如糖肽、低聚糖或氨基酸糖等）在内的非抗体性免疫化合物。

1.3 牛初乳中的生长因子

牛初乳中的生长因子主要包括胰岛素样生长因子（IGFⅠ和IGFⅡ）、神经营养生长因子（NGF）、表皮生长因子（EGF）、转化生长因子（TGFα和TGFβ）、成纤维细胞生长因子（FGF）、促性腺激素－释放激素（GnRH）及其缔合肽（GAP）、生长激素（GH）等。牛初乳中的各种生长因子具有促进组织正常生长和加快伤口愈合的功效[6]。

2 牛初乳的保健功能

牛初乳中含有多种生长因子、免疫球蛋白、生物活性肽结合蛋白质及人体所需的维生素和微量元素[7]，从而赋予牛初乳一系列保健功能。医学及营养学专家对牛初乳的生理功能进行了大量研究和临床试验，证明牛初乳具有多样保健功能。

2.1 增强系统抵抗力和免疫力

牛初乳富含多种免疫因子，可为机体提供很好的被动免疫保护，能够提高免疫力低下者及体弱多病者的机体免疫力。徐丽等用牛初乳粉对小鼠进行喂养实验，研究了不同剂量的牛初乳粉对小鼠免疫的调节作用，结果表明牛初乳粉能极显著地增强巨噬细胞的吞噬功能、NK 细胞的杀伤活性和T 淋巴细胞的增殖活性[8]。王建平等按国家卫生部颁布的《保健食品功能学评价程序和检测方法》（1997）进行二硝基氟苯（DNFB）诱导小鼠DTH（耳肿胀法）试验、血清溶血素测定、半数溶血值测定、小鼠碳粒廓清试验, 结果表明牛初乳具有免疫调节作用[9]。李莉等研究了牛初乳对放、化疗的肿瘤病人的免疫调节作用，发现服用牛初乳粉胶囊后试验组的NK 细胞和CD3＋细胞活性显著增高，试验组与对照组IgA 差异显著，说明肿瘤放、化疗病人服用牛初乳粉胶囊可改善免疫功能，有利于治疗和康复[10]。牛初乳作为食品，含有丰富的免疫球蛋白，除直接与肠道病原菌发生免疫反应外，这些异种抗体摄入后若未完全降解，可成为抗原刺激肠黏膜释放抗体物质，这种因口服抗原所导致的特异性超敏状态也是牛初乳的免疫调节机制之一。

2.2 调节血糖

牛初乳具有明显的降低血糖的作用，研究表明主要为牛初乳中的IGFⅠ起关键作用。云振宇用Wistar 鼠的动物实验表明牛初乳中IGFⅠ有持续、稳定的降糖效应，更深层次的作用机理研究表明IGFⅠ保护胰岛B 细胞免受链脲佐菌素（STZ）损伤，并在一定程度上

促进其增殖[11]。郑灿龙等选择某单位84 名身体健康的35 岁以上志愿者，初步探索了牛初乳在人体内的调节血糖和免疫功能，结果表明天润牛初乳胶囊0．8×10－3 g 对血糖高于7．0 mmol ／L者确有调节作用，研究证实牛初乳中IGFⅠ通过IGFⅠ作用信号转导系统发挥了胰岛素样的生理作用[12]。张和平的研究表明，口服牛初乳中的IGFⅠ对糖尿病大鼠有降血糖效果，其机理与降低生长激索水平、升调胰岛素受体等途径，增加脏器、组织对胰岛素的敏感性及升高机体胰岛素水平等有关[13]。丁红等关于牛初乳粉预防大鼠高血糖的实验说明牛初乳保护STZ 对胰岛B 细胞的破坏作用，使机体免疫系统中免疫抑制作用增强，使原来自发的免疫失控状态受抑[14]。

2.3 改善胃肠道功能

牛初乳通过调节肠道微生物菌群，促进有益菌群的繁殖，调整肠道微环境，促进消化吸收，对人体胃肠道机能乃至整体机能起到全方位的调理作用。初乳中的免疫因子能高效抵抗病毒、细菌、真菌及其他过敏原，中和毒素。在抑制多种病原微生物生长的同时，不影响肠道内非病原性微生物的生长和繁殖。它能够改善肠胃机能，对肠胃炎、胃溃疡患者有显著疗效。Jeong 和Playford 等分别用不同的方法研究了牛初乳对非甾类抗炎性药物（NSAID）所引起的小鼠胃肠道损伤的保护作用，发现牛初乳可以减轻NSAID 所引起的胃、小肠的黏膜损伤[15]。许多研究表明，初乳中的多肽对胃肠道的功能改善有很大作用。Playford 等发现，牛初乳不仅能预防和治疗由非甾体抗炎药物导致的胃肠道损伤，同时还可以有效治疗其他肠道溃疡疾病[16]。牛初乳IgG 可以侵入肠道或肠道固有的一些病原微生物，以此消彼长的

方式维持肠道菌群平衡，从而预防肠道致病菌引起的炎症反应。Palmeira 等研究了初乳和常乳对肠道致病性大肠杆菌与抗核抗体细胞相结合的抑制作用，发现抑制作用不仅与初乳中大分子量部分（如IgG）相关，低聚糖也起了重要作用，同时低聚糖还能抑制细菌在肠黏膜的黏合和入侵[17]。牛初乳中的IGFⅠ、IGFⅡ、NGF、EGF、TGFα、TGFβ、FGF、GnRH 及其缔合肽、GH 等，能促进组织正常生长，加快伤口愈合。Yoon 等研究了牛初乳及葡聚糖对角化细胞和人体皮肤培养的细胞素的影响，结果采用牛初乳组分处理过的皮肤活组织中的

TNFα、IL－10 和IL－6 抗体有所增加，表明牛初乳对人体皮肤提高防御能力有积极作用[18]。

2.4 促进细胞正常生长、组织修复和外伤愈合

牛初乳中各种生长因子的协同作用可促进细胞正常生长、组织修复和外伤愈合。IGF Ⅰ可有效促进处于分化期细胞的增殖，而对于成熟细胞则有促生长作用。Clark 等用含有IGFⅠ(750 g ／ L)的配方乳饲喂初生犊牛，可使犊牛小肠组织中的DNA 合成率提高2 倍，特别是回肠段更明显[19]。TGFβ可明显提高马骨髓基质细胞的增殖速度，能促进间质细胞增生，加速伤口愈合和组织修复。鲁道海等在研究TGFβ对体外培养的破骨细胞功能影响

的试验中证明，TGFβ在骨骼修复过程中起重要作用[20]。

2.5 促进生长发育和提高智商

天然牛初乳中各种生长因子协同作用，促进生长发育，有助于提高智商。牛初乳能促进胃肠蠕动和消化吸收，加强蛋白质合成和组织生长，提高矿物质的生物利用率，因此在促进儿童和青少年的生长发育，增强运动员的爆发力和耐受性、提高运动成绩等方面可发挥重要作用。牛初乳中含有牛磺酸、胆碱、磷脂、脑肽等成分，它们是脑神经系统发育和增长智力、提高智商不可缺少的物质[21]。试验表明，初乳粉能加速离体细胞的生长速度和延长细胞存活时间，具有促进细胞生长的作用。同时，具有促进智力发育的作用[22]。

3 牛初乳的开发利用前景

初乳是哺乳动物提供给幼仔的最初食物，然中尚未发现其他这样有益于动物健康成长的物质。初乳中的关键组分IgG 不能从植物或实验室中获得。目前世界卫生组织大力提倡用母乳喂养婴儿，因为只有母乳中所含的营养成分是最适合婴儿生长发育的，特别是初乳中含有大量的纤维连结蛋白、类胰岛素生长因子等，它们对婴幼儿生长发育、增强免疫、预防疾病具有无可替代的作用。国内外的资料表明，经母乳喂养1 年的婴儿死亡率明显低于用代乳品喂养的同龄婴儿的死亡率[22]。

我国目前约有成乳牛687．3 万头，1 头乳牛分娩1 周内的泌乳量平均为69～95 kg，牛犊出生后初乳实际喂养量为6．8～11．7 kg，这意味着每年存在约50 万吨潜在的初乳资源。虽然我国科技人员已经在牛初乳研发方面做了大量工作，开发出一系列牛初乳制品，但由于偏重于免疫调节等生理功能，强调活性成分的保留，并把适用对象局限于免疫力低下人群，加之价位偏高等因素的影响，致使90％以上的可利用牛初乳（即饲喂犊牛后剩余的牛初乳）至今尚未得到有效利用，造成营养资源的巨大浪费。

牛初乳中生物活性物质发挥作用的机理还有待进一步研究。人体的免疫系统是一个非常复杂的网络系统，在口服牛初乳后，牛初乳中的大量免疫调节因子可能通过细胞因子网络来调节机体的免疫系统。将牛初乳中的生物活性物质提取出来，通过不同给药途径，研究其对由免疫细胞产生的不同细胞因子的影响，将会是揭开牛初乳众多生物功能的一个可行的方法。

随着我国奶牛养殖业的迅速发展、对牛初乳研究的深入和现代科技的进步，初乳作为纯天然的功能性食品将具有更加广阔的开发应用前景和可观的社会经济效益，我国初乳功能性食品的开发正进入方兴未艾的阶段。配合我国大力发展乳品工业，跟随世界保健潮流，作为人初乳外惟一富含生长因子和免疫因子的天然食物，牛初乳在功能性食品中的应用必将有更加广阔的前景。

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