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乳铁蛋白的生物学功能及其在宠物食品中的应用

2024-05-16 491 返回列表

来源:亚宠头条

3月1日,由亚宠北京展主办,中国宠物营养指南联合主办的「中国宠物营养与健康论坛」在北京国家会议中心圆满落幕。大会特别邀请到了数十位行业代表、专家学者对犬猫个性化需求、宠物食品和营养品的研究开发趋势进行了深入解读,展望宠物营养科学发展,赋能宠物健康未来!

会上,【乖宝宠物研发专家 南京农业大学动物医学院 陈兴祥教授】带来了《乳铁蛋白的生物学功能及其在宠物食品中的应用》相关解读与分享。

乖宝宠物研发专家 南京农业大学动物医学院 陈兴祥教授

科学的营养,可以保障、促进宠物的健康,营养和宠物健康之间需要一个桥梁,这个桥梁就是产品,很多营养素需要通过优质的产品传递给宠物,最终实现宠物健康。

近几年,在宠物产业不断的发展下,宠物产品处在一个高度的、丰富的市场环境中,但如何做一个好的产品依旧是从业者需要思考的问题,也是很多企业在追求的东西。


宠物食品如何量化?

宠物产品与畜禽不一样,对畜禽的食品被称作饲料,饲料在评价时主要参考金标准,金标准主要围绕料肉比,料肉比是一个可以量化的概念,量化也是一个科学的概念。

在饲料板块,其需求是可以量化的,在市场竞争里,量化体现透明源,料肉比做的好,相对养殖户来说经济效益也能尽量到最大。回到宠物板块,会发现金标准对行业而已并没有多大用处,宠物的作用主要是为了陪伴。


宠物食品如何量化?

在宠物食品产业发展过程中,从业者发现单一的评价方法已经无法满足市场的需求。那么宠物行业该如何去做评价,如何去做量化?

宠物食品产品在尝试量化的过程中逐渐发展成三大方向:常规性食品、功能性食品、处方食品。

常规性食品无论是技术还是制作工艺相对都比较成熟,而从业者目前正在追求的是最根本性食品,研发部门在做科研时,也会考虑如何制造出有特色的产品,前文中提到要避免同质化,其目的从大的层面上来说是为了让动物更健康,因为动物会有各种各样的个性化的需求;从市场竞争上来说,是为了要拉开跟别人的差距,但前提是要有共性的东西体现出来。

功能性产品的概念,最早是用在人身上的,它最早要追溯到日本上世纪80年代时,此概念被创造并推广起来,随后逐渐蔓延到欧美国家,如今这个概念也已深入人心,功能性食品能够促进健康,减少一些慢性疾病的发生,这个观念已经得到足够多的论证,其中也包括宠物。

在此基础上,处方食品应运而生。处方食品概念最初来自于欧美发达国家,当时的处方食品并不含药物,因为在国外的管理制度下,处方食品是在特定条件下给患病的动物或者身体机能身体健康出现问题的动物食用,它有专门的配方,但是里面不一定会加药物,另外一点不一样的是它的销售渠道,在国外宠物主需要到宠物医院或者宠物诊所购买,国内引入这个概念时,延续了这个这两点,并在配方上加强改进来实现促进宠物健康的效果。

目前很多企业也在研发针对宠物各类疾病的食品,它能够给企业带来一个很好的好处就是与同品类企业或产品拉开距离,树立差异化的品牌。

从兽医的角度或从宠物医生的角度来看,处方食品是一个很大的市场的需求,预防生病,生病后通过营养的方法去缓解,让宠物更健康,基于此,品牌的立脚点就是专注于研发处方食品。


什么是乳铁蛋白?

乳铁蛋白是转铁蛋白家族中的一种功能性糖蛋白,氨基酸含量约700 Aa,分子量是约80 kDa,基本上大部分哺乳动物的氨基酸系列的同源性较高,高达60%左右,乳铁蛋白的来源最主要是牛乳中分离出来的,1939年乳铁蛋白首次从牛乳分离出,含量最高时可达到:0.8 g/L,随着时间推移,含量会慢慢下降。1960年从人乳中分离乳铁蛋白,含量大概在6 g/L左右,对比来看,人的乳铁蛋白里的含量要远远高于牛的乳铁蛋白含量,同样会随着时间推移,含量慢慢下降。

生产后,最早出来的乳汁奶叫初乳,初乳也有这个特点,会随着时间推移,浓度慢慢下降。所以初乳是乳品里最好的。

提到初乳对身体的健康影响,提到的最多的还是另外一个与之相似的成分:免疫球蛋白,免疫球蛋白与乳铁蛋白有相似的特点,生产后让新生的婴幼儿或者是动物在24小时到48小时之内食用,因为随着时间的推移,它的产量及浓度会逐渐下降。

但在实际用于机体提高免疫力时,两者还是有差异的,乳铁蛋白的吸收途径有两种,其中一种途径是将它分解成氨基酸,此时它就是一个纯粹的营养成分,其生物学功能被削弱了,对于乳铁蛋白来说,常年食用能够让它保持其生物学特性,但其中有一部分已经以原本的结构或者生物学特性被吸收并发挥作用。

但是对于初乳中的免疫球蛋白的吸收在最开始的一两天到一周时间左右效果最好,因为免疫球蛋白的分子量比较大,在这个阶段刚出生的婴幼儿或动物的胃肠道的发育不健全,会导致这种大分子比较容易在体内保持它的原本的一个生物学活性,或者让刚出生的婴幼儿或动物的免疫得到很好的提升。

免疫球蛋白是一个合成物质,它具有特异性的,它可以针对某一个病人,也可以针对很多个病人,但是乳铁蛋白不行,它在提供免疫力时,更具广泛性,这决定了它在应用过程中的使用(添加)量的多少。

总的来讲,乳铁蛋白或免疫球蛋白都是生物进化过程中能给到下一代的最好的营养。

乳铁蛋白在正常情况下呈粉红色的,粉红色表示它将乳铁蛋白中的铁结合了,通过分子结构来看,它是有球形的叶片状,有n叶和c叶,n叶和c叶之间有40%以上的同源性,中间通过阿尔法的螺旋连接起来,那么n叶和c叶各有两个结构域,共同形成了对铁的结合,当吸收满了两个铁,最后产生的物质会呈现红色的,此时的效果是最好的,因为它能够防止被降解。当铁吸收不够时,它会呈肉粉色。

乳铁蛋白主要存在于乳汁里,除此之外,生物的很多体液,包括胃肠液,包括眼泪,包括唾液里面都含有乳铁蛋白,它存在的主要生物学的作用是免疫。


乳铁蛋白的生物功能

乳铁蛋白最大的生物学功能之一是促进铁的吸收,尤其是对幼龄动物,需要吸收更多的铁剂促进生长。影响乳铁蛋白吸收的因素主要取决于结合体的能力和铁离子的浓度,另外乳铁蛋白的吸收还会受到pH值的影响,这些因素是品牌在研发时要考虑到的一个点。


乳铁蛋白的生物学功能之二是抗病原微生物活性,包括抗菌、抗病毒,抗真菌及抗寄生虫,抗菌作用目前比较公认的说法是乳铁蛋白通过与铁的结合形成作用,因为铁不仅对生命体很重要,对细菌同样重要。当添加了乳铁蛋白后,它会与铁结合,细菌反而无法与铁产生作用的话,它就会抑制细菌生长。乳铁蛋白还被发现有水解或蛋白水解的作用,用于对抗病毒主要是提高免疫,当它与病毒结合后,会导致病毒进入到身体时,形成一种“障碍物”,阻止病毒进入体内。

针对新冠肺炎,乳铁蛋白也有一定辅助治疗作用,乳铁蛋白发挥其调节免疫、抗炎和抗病毒活性的作用,在一定程度上降低了病死率。乳铁蛋白可以竞争性结合细胞表面的硫酸乙酰肝素蛋白多糖(HSPGs),阻碍病毒与血管紧张素转换酶2受体的结合,调节病毒造成的细胞因子风暴,抑制促炎细胞因子的合成等方式缓解患者的临床症状、降低患者的炎症损伤、缩短干咳和发热的病程。

乳铁蛋白其他的生物学功能包括:

促进肠道发育,有研究表明乳铁蛋白主要是促进肠道上皮细胞分化,形成一个屏障,增强屏障的功能。

提高免疫抗感染,乳铁蛋白是(中性粒细胞)的重要组成成分,出现在身体的体液里面,如唾液、乳液、胃肠液里等。

促进骨骼的发育,主要是通过调节破骨细胞和成骨细胞的平衡关系,促进成骨细胞的分化,抑制破骨细胞的生长,来达到实现骨骼的健康的目的,另外还可以促进大脑发育。

促进大脑发育,大脑有个屏障——血脑屏障,乳铁蛋白可以通过血脑屏障,促进认知或营养细胞的生长。有研究表明,乳铁蛋白对阿尔茨海默斯症、帕金森病有神经保护作用。

乳铁蛋白的应用场景及思考

根据乳铁蛋白的生物功能,其应用主要分为三类:一是配方奶粉,二是辅助治疗,三是食品添加剂。

乳铁蛋白应用于宠物的场景较少,主要分为:一、幼龄期宠物,在此期间乳铁蛋白主要用于促进宠物生长;二、疾病恢复期,这期间需要依靠乳铁蛋白提高机体免疫力,用以抗感染,疾病期间的低食欲会降低食物中的营养物质的吸收,此时乳铁蛋白可以促进铁的吸收;三、老年期宠物,乳铁蛋白在提高老年宠物免疫力的同时改善其认知障碍;四、随着年龄增长带来的口腔问题,宠物板块可参考人在牙膏中添加乳铁蛋白,在口腔产品中添加乳铁蛋白可以减少感染,促进口腔问题恢复。

而在产品开发过程中,关于乳铁蛋白也有一些需要注意的因素:1、热稳定性,如何在各种环境及条件下保持活性;2、抗氧化特性;3整体差异性,如何避免进入机体后被自身的免疫系统清除;4、高成本,乳铁蛋白被成为“奶黄金”,提取难度大,浓度高意味着效果比较好的同时成本也会很高。

功能性产品开发主要分为四步:第一、发掘重组宠物与宠主的需求点,目前市场上的品牌和企业为了迎合匹配需求,产品类别十分丰富多样,尽可能的满足宠物主的所有需求。第二、筛选、获取、复配关键功效成分,宠物产品市场的繁荣,带来不可避免的同质化,原料的来源、是否是独家,是决定产品技术门槛的重点,如果你的产品原料及研发是独家的且效果好,那么你的产品在短期内无法被别人超越或取代。第三、研究加工工艺,加工工艺也是企业的技术门槛。第四、活性与功效验证,为了保证效果,为了让产品提高门槛或者技术不同质化,活性与功效验证是十分必要的。

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